基于B/S的冷鏈物流冷庫溫濕度采集與控制系統研究

李竹林+姚馨雨+王百朵+吳昊昕

摘 要： “互聯網+”戰略為農產品冷鏈物流提供了發展契機，開拓了創新發展模式。針對冷鏈物流冷庫運行管理中存在的一些不足，提出基于B/S的冷鏈物流冷庫溫濕度采集與控制系統研究，設計并實現由計算機集中管理冷庫溫濕度的參數的設置、采集、顯示、自適應調整以及報警等功能。結果表明，該研究不但提高了冷庫的信息化管理水平，還促進了冷庫由“貯藏型”向“物流型”轉變。

關鍵詞： 冷鏈物流； 冷庫； 溫濕度； B/S

中圖分類號： TN911?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2017）08?0039?03

Research on B/S?based refrigeration house temperature?humidity acquisition and

control system for cold?chain logistics

LI Zhulin， YAO Xinyu， WANG Baiduo， WU Haoxin

（Coffege of Mathemtics and Computer Science， Yanan University， Yanan 716000， China）

Abstract： "Internet +" strategy provides the development opportunity for agricultural products cold?chain logistics and exploit its innovation mode. To make up the insufficient existing in the refrigeration house management for cold?chain logistics， a B/S?based refrigeration house temperature?humidity acquisition and control system for cold chain logistics is proposed. The system to carry out the centralized management of temperature?humidity parameters by computer was designed and implemented， which has the functions of acquisition， display， adaptive adjustment， alarm， etc. The result shous that the research has improved the information management level of refrigeration house， and has promoted the transformation of refrigeration house from "storage mode" to "logistics mode".

Keywords： cold?chain logistics； refrigeration house； temperature?humidity acquisition； B/S

近年來，隨著農業結構調整和居民消費水平的提高，生鮮農產品的產量和流通量逐年增加，全社會對生鮮農產品的安全和品質提出了更高的要求。加快發展農產品冷鏈物流，對于促進農民持續增收和保障消費安全具有十分重要的意義[1?3]。但也存在一些問題[4?6]：落后的物流基礎設施，不完善的物流供應鏈體系，薄弱的物流信息網絡和物流技術落后。

為了解決存在的問題，國家對冷鏈物流高度重視，加大投資。于是，冷庫與氣調庫（冷庫）如雨后春筍般地在全國各地建立起來，然而冷庫的信息化管理方面卻嚴重滯后，直接影響到冷鏈物流的發展[7?8]。所以提高冷庫的信息化管理是冷鏈物流的首要任務之一。2015 年3 月，李克強總理在政府工作報告中提出了制定“互聯網+”行動計劃[9?10]，推動移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等與現代制造業結合[11?12]。可見，在農產品冷鏈物流發展過程中，信息化的管理與鏈接是非常重要的關鍵環節。為此，本文在大量調研的基礎上，針對目前冷庫的管理狀況，提出基于B/S的冷鏈物流冷庫溫濕度采集與控制系統研究。該系統中，計算機統一集中完成了冷庫的溫濕度參數設置、溫濕度采集與控制以及報警等功能。

1 冷庫管理中存在的問題

據調查統計，目前冷庫的使用過程中，存在以下問題：

（1） 溫濕度的采集方式不合理。目前，冷庫內溫濕度的采集是通過在冷庫內放置溫、濕度計，然后每次要打開冷庫，工作人員進入庫內抄寫溫濕度表。不合理體現在三個方面：第一，不能及時掌握冷庫內的溫濕度，可能會造成果蔬的新鮮度和質量受損；第二，冷庫對氣密性要求很高，每次打開冷庫門，必然會造成庫內氣體成分的波動，破壞氣調狀態，造成果蔬的新鮮度和質量受損，且額外消耗大量的電能源；第三，人工操作過程過于繁瑣。

（2） 溫濕度的控制方式不科學。目前，溫濕度的設置與控制是通過工作人員在冷庫控制面板上的按鈕來調節，調節的依據也是工作人員根據經驗值人為設置。不科學體現在不適合無人值守的情況，導致了及時性差。

針對上述問題，依托延安市科技攻關項目，設計并實現了冷庫的溫濕度采集與控制功能的信息化管理系統。運行結果表明，不僅方便了用戶操作，及時掌握冷庫內的溫濕度情況，同時也提高了果蔬保鮮質量，延長了果蔬期，降低了能源損耗。

2 溫濕度采集與控制系統的設計

2.1 氣調庫的工作原理

果蔬采摘后，仍是有生命的有機體，其生命活動最主要的表現是呼吸作用，由于脫離了母體，物質與能量供應中斷，只能靠消耗自身積蓄的物質和能量[13?14]。呼吸作用最直接的結果就是水果的主要成份碳水化合物、有機酸等有機物的消耗，這意味著水果品質的下降。氣調儲藏，是在保持適宜的低溫條件同時，降低環境的含O2 量，控制CO2 含量以減低水果呼吸強度，減少水果本身營養物質的損耗和蒸發作用，抑制果膠的分解和乙烯對水果的催熟作用，從而延長果蔬保鮮期，延長果實的貯藏壽命和貨架期[15]。氣調研究開始于水果保鮮，在蘋果和梨的保鮮貯藏中取得了很大的成功，并且已經在其他不易貯藏的物品中推廣應用并取得了成功，如獼猴桃、香蕉、蔬菜、肉類、水產品、花卉以及運動員的低氧訓練等方面[16?17]。因此面對氣調技術如此廣泛的應用與作用，氣調裝置自動化技術的提高急需解決，產生經濟方面和社會方面的雙重效益。

2.2 氣調裝置人機控制面板

目前正在使用的氣調系統的人機控制面板比較簡單，參數設置如圖1所示，每個庫每次都要逐項進行設置，不能根據存放的果蔬名稱自動設置；氣調庫的溫濕度沒有庫內濕度值顯示，如圖2所示；特別不適用于無人值守情況，給用戶帶來不便。

2.3 氣調庫溫濕度采集與控制系統的改進

（1） 改進思路。依托延安市項目，針對系統存在的問題，將參數設置、溫濕度采集與控制以及報警系統集中用計算機管理，并可連接手機與iPad等智能通信設備，使得一方面通過計算機實現如下功能：通過計算機采集氣調庫的實時溫濕度并顯示；結合實時溫濕度，再根據每種果蔬的設置的溫濕度閾值，自動調節每個庫的溫度與濕度；發現報警。另一方面，通過手機或iPad實現實時溫濕度的觀察以及發現報警現象。改進圖如圖3所示。

（2） 接口技術。系統主要由數據采集控制的下位機和顯示并調節控制的上位機兩部分組成。系統是由N臺（本系統中N=5）現場監控的下位機串聯在RS 485總線并連接到一臺監控上位機構成。用戶可以通過計算機上位機設定每一個氣調庫的溫濕度的上下限值，對N個氣調庫溫濕度進行監測，并按所設定上下限值實現自動調節，同時將采集到的溫濕度的實時值傳送給上位機，如圖4所示。

3 編程技術

系統采用B/S四層體系架構，基于數據庫的模塊化編程思想。其中數據庫中存儲了各種果蔬的溫濕度標值及閾值、氣調庫的歷史與實時溫濕度值、以及預警與報警的相關資料值等。系統設計了四大類：數據訪問類DataAccess、業務類Bussiness、菜單類Menu、頁面消息類ShowMessagae等。程序主要包含了數據采集與顯示、巡檢、標校、調控、報警以及數據的統計匯總與分析對比等多個子程序。

4 測試運行結果

4.1 溫濕度參數設置與實時采集

該系統以SQL Server 2008為數據庫管理系統，用Microsoft Visual Studio 2010作為開發平臺。溫濕度參數設置運行頁面如圖5所示，多個氣調庫實時溫濕度采集頁面如圖6所示，解決了第2.2節中存在的問題，即只要選中庫內存放的果蔬種類與名稱，系統將自動啟動溫濕度的參數設置；給溫濕度設計了上下界變化范圍，更有利于溫濕度的自動化調整。

4.2 效益分析

（1） 降低了管理成本。用計算機與智能手機集中控制管理方式，由原來的1個人專門監測變為由企業的管理人員兼職完成，每年節約人員工資為： 1人每月工資2 000元，按10個月計算，總工資為2萬元。

（2） 延長果蔬保鮮期。每庫平均延時1個月，根據氣調庫的經營形式分為兩種：

出租：每公斤果蔬1個月的租賃費為0.1元，每庫存儲能力按400 t計算，假設存儲能力達到一半，則獲取利潤為：200×1 000×0.1=2萬元。

自營：假設企業自己存儲蘿卜，若保鮮質量能延長1個月，則市場價能提高0.1元/kg，每庫400 t獲取的利潤能提高400×1 000×0.1=4萬元。

（3） 用電量降低。據企業估算，因不用打開庫進庫讀濕度，每年電量節約5 000元。

5 結 語

該計算機軟件系統的研發，整合了氣調庫功能的集中控制，實現了氣調庫溫濕度采集和控制的完全自動化。系統的使用，不僅方便了用戶的操作，避免了用戶要時刻值守冷庫的現狀，而且提高了冷庫企業的管理效率的經濟收入。更重要的是，基于B/S的冷鏈物流冷庫溫濕度采集與控制系統研發與應用，對冷庫由“貯藏型”向“物流型”順利轉變具有重要的現實意義。

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