智能化贮运环境数据监控系统的制作方法

1.本发明涉及产品贮运环境监测技术领域，具体地，涉及一种智能化贮运环境数据监控系统。


背景技术：

2.在航空航天领域，比较贵重的产品往往都利用集装架或包装箱进行包装，尽可能保证航天产品在运输和贮存期间的安全性。产品的寿命周期一般都要经历装卸、运输、库房贮存等复杂的状态。产品安装在集装架上，集装架的微环境参数会直接影响产品的可靠性和服务寿命，所以在贮运过程中需要对集装架的微环境参数进行有效监测，从而有效掌控产品的保存环境。传统的监测方法往往采用机械式仪表的方式来显示温湿度等信息，缺少历史数据的存储，不利于数据的回溯和分析。多数被运输的产品由于运输周期长，对运输环境要求高，因此在航空航天相关产品在运输以及存放的过程中，需要严格监控其载体的整体环境情况。这些环境情况，包括当前环境的温度，湿度，以及振动。由于包装箱体积限制和对监测持久性的要求，监控设备应体积小，鲁棒性好，功能全面，对贮运环境要素识别速度快、距离远、准确率高，同时拥有足够的容量拥有存储贮运环境监控数据。
3.型号产品的运输过程，包括铁路运输、公路运输、海上运输，也包括公路和铁路之间的转载、码头等转载点的装卸，不少场所工作环境恶劣，温度高、温差大、海水烟雾腐蚀严重、振动冲击大，因此目前市面上投产的大多数工业级的环境监控设备，无论是体积要求，使用环境要求，还是数据处理要求都不能完全满足要求。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种智能化贮运环境数据监控系统。
5.根据本发明提供的一种智能化贮运环境数据监控系统，包括智能化数采装置、接收装置以及手持数据终端，其中：
6.所述智能化数采装置用于多种环境信息的监测，检测数据的读取与保存，将环境数据信息通过接收装置发送至手持数据终端进行汇总和处理；
7.所述手持数据终端识别数采装置中的环境数据信息，并对数采装置中的环境数据信息进行读取、处理以及参数设置。
8.优选地，所述智能化数采装置包括mcu主控单元、宽温电池、电源管理模块、温湿度传感器、振动传感器、北斗定位器、辅助模块、存储单元、串口模块、第一双向射频模块以及led，其中：
9.宽温电池对智能化数采装置供电；
10.mcu主控单元电性连接电源管理模块、温湿度传感器、振动传感器、北斗定位器、辅助模块、存储单元、串口模块、双向射频模块以及led。
11.优选地，所述辅助模块包括id模块和实时时钟模块，对数采装置进行身份标识以
及提供时间基准。
12.优选地，所述实时时钟模块包括时钟校正模块，校正因振荡电路的频率偏差所导致的时钟数据的提前或滞后，在温度传感器的配合下，根据温度变化来对时钟进行校正。
13.优选地，所述双向射频模块支持多种数据包格式及编解码方式，同时支持64-bytetx/rx fifo，gpio及中断配置、duty-cycle运行模式、信道侦听、高精度rssi、低电压检测、上电复位、低频时钟输出、手动快速跳频、静噪输出。
14.优选地，所述接收装置包括第二双向射频模块和串口模块，第二双向射频模块接收来自数采装置的数据后，通过串口模块，将数据传送至手持数据终端。
15.优选地，所述智能化数采装置采用射频及有线两种形式将数据信息发送至数据处理终端进行汇总和处理。
16.优选地，手持数据终端设置有两种读取机制，包括：
17.点名制：手持终端通过软件或硬件的方式指定唤醒的设备的设备号，并根据指定的设备号接收相应的数据；
18.轮询制：手持终端通过软件或硬件的方式设置读取顺序，按指定设备的设备号序列，依次唤醒对应设备，并根据指定的设备号接收相应的数据。
19.优选地，智能化数采装置的工作状态设置为活动态、休眠态、挂起态和关机态四种，其中：
20.系统在活动态完成物品贮运环境参数的采集后，自动进入休眠态；
21.当外部中断产生时，系统从休眠态被唤醒进入活动态；
22.当系统不需要全部处于活动态时，控制器仍要工作，系统进入挂起态；
23.数采装置的整个贮运过程监测结束或者需要更换电池时，需要将系统关机，系统进入关机态。
24.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
25.1、本发明智能化数采装置具有超低功耗，基于工作状态设计的智能低功耗策略，将智能化数采装置的工作状态设置为活动态、休眠态、挂起态和关机态四种。系统在活动态完成物品贮运环境参数的采集后，自动进入休眠态；当外部中断产生时，系统从休眠态被唤醒进入活动态；当系统不需要全部处于活动态，如采集完参数信息后通过智能化移动终端读数时，控制器仍要工作，系统进入挂起态；数采装置的整个贮运过程监测结束或者需要更换电池时，需要将系统关机，系统进入关机态。
26.2、本发明的智能化数采装置的电源管理模块对系统的各部分进行分时分区供电，当某一部分电路处于休眠状态时，关闭对其供电，仅保留对工作部分的电路的供电。
27.3、本发明采用加速度计实现贮运物品加速度值的监测，当加速度信号峰值超过设定的危险阈值，且持续时间超过设定的脉宽时，输出外部中断，使监测设备的工作状态进行智能切换，实现智能感知危险环境适时采样的需求。
附图说明
28.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
29.图1为本发明系统设备示意图。
30.图2为本发明系统原理框图。
31.图3为本发明智能化数采装置硬件组成框图。
32.图4为本发明系统低功耗策略原理图。
具体实施方式
33.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
34.本发明提供一套智能化贮运环境数据监控系统，获取产品在贮运过程中的全部微环境数据，作为产品全生命周期数据管理的一部分，为贮存和运输中的勤务处理提供更合理更准确的依据，符合装备保障的信息化需求。
35.根据本发明提供的一种智能化贮运环境数据监控系统，包括：智能化数采装置(1)、接收装置(2)以及手持数据终端(3)。所述智能化数采装置(1)是整个系统与外界环境交流的节点，以微处理器和低功耗架构搭配成熟的mems传感器模块，可以完成多种环境信息的监测；同时内置高效稳定的rf双向模块，用于检测数据的读取与保存，可利用射频及有线两种形式将数据信息发送至数据处理终端(3)进行汇总和处理。所述接收装置(2)包含双向射频模块和串口模块，双向模块接收来自数采装置(1)的数据后，通过串口模块，将数据传送至手持数据终端(3)。所述手持数据终端(3)通过内置双向模块识别数采装置(1)中的环境数据信息，同时搭载高效的操作系统及数据分析软件，可对数采装置(1)中的数据信息进行读取、处理以及参数设置。
36.所述智能化数采装置(1)由mcu主控单元(4)、宽温电池(11)、电源管理模块、温湿度传感器(8)、振动传感器(9)、北斗定位器(5)、辅助模块(10)、存储单元、串口模块、双向射频模块(7)、led(6)组成。
37.所述辅助模块包括id模块和实时时钟模块，对数采装置进行身份标识以及提供时间基准。内置时钟校正功能，可以在很宽的范围内校正因振荡电路的频率偏差所导致的时钟数据的提前或滞后，在温度传感器的配合下，可根据温度变化来对时钟进行校正，实现不受环境温度影响的高精度的计时功能。
38.所述rf双向模块支持多种数据包格式及编解码方式，可灵活的满足各种应用的需求。同时支持64-bytetx/rx fifo，丰富的gpio及中断配置、duty-cycle运行模式、信道侦听、高精度rssi、低电压检测、上电复位、低频时钟输出、手动快速跳频、静噪输出等功能，使得应用设计更加灵活，实现产品差异化设计。
39.所述接收装置(2)内设rf双向模块，该接收模块接收来自数采装置(1)的数据后，通过串口模块，将数据传送至数据终端(3)。
40.基于射频模块的功能特性，特建立两种读取机制来保障可人为选取指定设备进行射频数据交互与数据读取，避免手持终端在接收过程中面临无法甄别选取对象的问题。两种机制如下所示：
41.点名制：手持终端可通过软件或硬件的方式指定唤醒的设备的设备号，并根据指定的设备号接收相应的数据，此功能通过软件上匹配特定序列号和头文件对应来满足一一
配对读取的效果；
42.轮询制：手持终端可通过软件或硬件的方式设置读取顺序，按指定设备的设备号序列，依次唤醒对应设备，并根据指定的设备号接收相应的数据，这种应用场景更适合在规定日期进行仓储巡检时使用，依次将空间容积内的所有可匹配数据源按指定方式完全读取。
43.基于工作状态设计智能低功耗策略，将智能化数采装置的工作状态设置为活动态、休眠态、挂起态和关机态四种。系统在活动态完成物品贮运环境参数的采集后，自动进入休眠态；当外部中断产生时，系统从休眠态被唤醒进入活动态；当系统不需要全部处于活动态，如采集完参数信息后通过智能化移动终端读数时，控制器仍要工作，系统进入挂起态；数采装置的整个贮运过程监测结束或者需要更换电池时，需要将系统关机，系统进入关机态。
44.本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
45.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。