基于大型倉儲貯藏無人遠程環境監控APP的開發與探討

熊壯 張帆

摘要：物流業是重要的服務業，伴隨互聯網經濟和物流配送需求增加，據統計，我國社會物流總和在2018年達到了500.7萬億元，社會物流總費用與GDP的比率比2017年降低了1.1個百分點，說明經濟運作中物流成本有所下降，但物流成本中倉儲費用反而增長5%。本文利用環境參數溫濕度為對象開展研究，用基于無線技術的傳感器數據采集系統，結合智能家居中發展的物聯網技術，集成一些智能的溫度控制遺傳算法，用戶可以選擇固定的溫度設置，也可以選擇多天溫度設置的編程模式，倉儲貯藏中的應用將有助于解決現代物流倉儲中對于環境監控設備有線系統的局限性。

關鍵詞：倉儲貯藏：遠程環境監控;無線技術

物流業是國民經濟的重要組成部分，伴隨互聯網經濟和物流配送需求增加，據統計，我國社會物流總和在2018年達到了500.7萬億元，比2017年增進了6.1個百分點，物流總費用為13.1萬億元，同比增進2.9%，繼續維持低速增長。社會物流總費用與GDP的比率為14. 9%，比2017年降低了1.1個百分點，說明經濟運作中物流成本有所下降，但在物流成本中倉儲費用反而增長5%。倉儲費用的增加主要體現在“新零售”概念的興起，因為產品在搬運和運輸過程中的臨時存放，由于搬運方式的不當造成產品嚴重影響的現象十分普遍。產品的貯藏過程中，由于溫濕度、大氣壓等貯存環境不適造成意外資源損耗的情況也常有發生。據統計監測，我國果蔬等生鮮農產品在采摘、運輸和儲存等環節的損失率達25%-30%。而溫濕度是直接影響生鮮農產品保鮮期和品質的重要因素，這還不包括倉儲中存放的油、糧、金以及其他物質等，這些都對企業、民生極為重要，也是屬于物流配送成本過高的一部分。

本文所介紹大型倉儲貯藏無人遠程環境監控系統是在指導老師的設計下，通過系統環境參數溫濕度為對象開展研究，結合智能家居中發展的物聯網技術，集成一些智能的溫度控制遺傳算法，用戶可以選擇固定的溫度設置，也可以選擇多天溫度設置的編程模式。在多天溫度設置的編程模式下，智能溫度器可以在沒有人為干預的情況下，按照預定的程式進行控制。解決現代物流倉儲貯藏中對于環境監控設備有線系統的局限性。并且通過無人遠程環境監控APP應用方便監管人員獲取實時環境參數，可以考慮將它作為物聯網組成的一部分投入到危險貨物運輸的監管中去。

下面我們就以倉儲貯藏無人遠程環境系統的總體架構設計為例，結合研究內容中體現三個技術方面進行具體的介紹：

一、監測節點結合監控云端通過web服務對用戶進行認證和授權

監測節點需要能實時采集與傳輸大型倉儲環境的溫濕度數據，并且根據上層控制，對環境進行干預，特別是個監測節點之間必須要能自動轉發數據。并且在監控云端接收節點發來的數據，自動效驗，對合法數據能顯示到手機或者平板電腦的屏幕上，把傳感器數據進行匯總，根據貨物貯藏需要維持適宜溫度，以遺傳算法形成空調控制指令，實現自適應溫度調節。

二、遺傳算法在智能化編程中的決定作用

遺傳算法的作用是需要采集物流配送中倉儲貨品在每個時節，每個周期，針對不同的貯藏貨品，針對倉儲環境的濕度、C02含量以及通風調節量等需要建立溫度控制模型，通過基因突變和基因重組， 使用評估函數挑選好的結果。

三、溫控系統的三大固件之間的通訊設計

通訊設計的固件主要都是基于TI傳感器而言，特別是在閃爍部分和電路板的電源控制問題，當然，傳感器的配置文件就像數據接口標準一樣。通過驅動程序的數據可以填充到任何一個配置文件中，那么來自LIS3DH的數據如何填充到MPU6050配置文件中都是必須要解決的問題; 并且來自熱電偶的數據可以自動填入IR溫度。如果數據轉換是正確的，則可以按照您的意愿使用數據。如果數據錯誤，TI傳感器標簽APK不會關心真實的數據源。 所以需要對配置文件進行特殊的安排。

其中，最為關鍵的問題一是采集數據完成后如何對溫室溫度進行自動生成問題。設想是通過引入RNNLM是一個基于神經網絡的無監督算法，采用Delta函數和迭代法設計神經網絡權值調節率，來獲取權值自適應調節過程，從而獲得閉環系統的穩定性，有效提高了系統的精度。特別是如何設計控制器控制參數并且在加權系數的調整中引入二次型性能指標都成為是否間接實現對輸出誤差和控制增量加權的約束條件這都是需要去動手解決的。

二是MCU芯片中SPIO和Jtag之間的沖突問題。根據CC2650的數據表，TDI和SCLK是相同的引腳。 一旦將4線JTAG連接到PCB板，無論您是否處于調試模式，SPIO都無法工作。所以要避免這種沖突，焊接和電線工作需要手工完成非常關鍵。

四、結論

筆者根據指導老師的意見，結合四人小組協同合作下共同完成，首先對系統總體架構設計，所述系統包括：通過監控終端可以尋址查詢傳感器，這在倉儲管理與運輸上有很重要的意義。把傳感器可尋址化，有選擇的實時采集數據，將數據匯總到監控云端，并且監控云端也能夠根據傳感器實時數據進行環境控制，特別是溫度控制器會當溫控器運行很長的時間后，智能溫控器會在液晶顯示器上顯示一些信息提醒管理人員。如果溫室溫度出現過熱或者過冷的情況下，能夠進行手機或者平板顯示報警信息提醒相關人員去查看故障。相信該項目借助互聯網可以實現智能倉儲無人監測管理，市場潛力極大，隨著近幾年物聯網發展態勢良好，物聯網組網通信可靠性不斷提高，本軟件可以進行倉儲的溫度、濕度、光照等環境因素的檢測，倉儲物品的中轉流通有效保障，設計相對簡單，成本低，具有很好的應用優勢。