用于冷鏈物流車的多點遠程溫濕度監控系統設計與實現

劉 艷，張松濤，何令華

（1.浙大城市學院信息與電氣工程學院，浙江 杭州 310015；2.浙江微松冷鏈科技有限公司，浙江 杭州 310015）

近年來，冷鏈在我國受到高度關注，得益于政府扶持和產業資本和風險投資，冷庫等冷鏈基礎設施得到了長足發展。而冷鏈車作為我國冷鏈物流的重要組成部分和冷鏈最重要的基礎設施之一，我國冷鏈車的銷量逐年增長。根據中汽協數據，2021 年我國冷鏈車銷量為79895 輛，同比2020 年增長18.9%[1-3]。

冷鏈物流車在運輸過程中需要始終維持在規定的溫度條件下，以保證食品、藥品的質量，減少他們的損耗。隨著我國冷鏈行業的發展，冷鏈物流車智能化、環?；鸵幏痘蔀槠浒l展的趨勢，尤其是溫濕度這些重要車內環境參數的控制尤為重要[4-6]。

本研究根據冷鏈物流車運輸過程中的實際需求，設計了一款適用于遠程監控冷鏈物流車運輸過程中溫濕度的實時監控系統，設計采用內置和外置溫濕度傳感器，以Arduino 單片機為核心，進行封閉車廂內多點的溫度濕度測量并以LED 顯示屏顯示數據；同時，通過工業Wi-Fi GPS 天線實現數據傳輸、自動生成報表、超限蜂鳴報警并實現24 小時手機/電腦實時監控。

1 系統設計

該系統以STM32 單片機為核心控制器，設置內置和外置溫濕度傳感器對冷鏈物流車內溫多點溫度進行測量以LED 顯示屏顯示數據。同時，通過工業WiFi GPS 天線實現數據傳輸、自動生成報表、超限蜂鳴報警并實現24 小時手機/電腦實時監控。硬件系統的內容主要包含了冷鏈物流車內的數據采集硬件、無線傳輸硬件，主控單片機組成。系統整體結構示意圖如圖1所示。

圖1 系統各單元結構示意圖

2 系統軟件設計

2.1 下位機軟件設計

軟件設計環節是c 語言編寫代碼由keil uVision5 環境下燒錄至單片機，以下部分是介紹部分硬件軟件設計方法。軟件設計主函數如圖2 所示。

圖2 系統函數流程圖

2.2 上位機軟件設計

該系統具備的功能是人們可以隨時通過手機或網頁查看冷鏈物流車內溫濕度情況，并且當車廂內溫濕度出現異常時，能夠通過指令按鍵發警報通知車輛駕駛工作人員，告知其對車廂內溫濕度進行調解，保證冷鏈運輸過程中運輸產品不變質。并且該系統還能夠準確定位車輛位置，對車輛位置進行實時監控，同時該系統能繪制車輛行進路線，方便相關工作人員對車輛運輸及調度路線進行合理規劃。該系統最大的特點是能實現實時監控和遠程報警。

界面顯示的是一些MQTT 協議的參數設定，包括IP 地址（主機名）、端口號、用戶名、密碼、訂閱主題和發布主題。

3 實際設計

3.1 硬件模塊

硬件系統的制作過程主要分為：系統功能的設計、根據功能設計pcb 電路圖、根據電路圖購買相應的元器件，pcb 板則從網上發送原理圖購買實體pcb 板，收到pcb 板后對其進行焊接、組裝，然后對單片機進行軟件部分的燒錄，最終完成本次制作過程。

3.2 測試結果

首先對pcb 板進行上電，保證通電后能正常工作，結果是通電后，指示燈閃爍，說明電路可以正常工作。正常工作實物圖如圖3 所示。

圖3 接電正常工作圖

其次對報警功能進行測試，操作方法就是直接在安卓端點擊指令，然后下位機就開始報警和亮燈，功能也是一切正常，結果圖如圖4 所示。

圖4 環境溫濕度變化數據圖

4 結論

設計實現了 冷鏈物流車多點溫濕度檢測的系統，其可以實現24 小時實時地通過手機端或網頁端查看冷鏈物流車內的溫濕度情況，能夠實現報警和顯示功能。