在生鮮食品市場規(guī)模持續(xù)擴張的背景下,冷鏈物流作為保障生鮮品質的關鍵環(huán)節(jié),其重要性愈發(fā)凸顯。溫濕度是影響生鮮食品儲存質量的核心因素,微小的波動都可能加速食品變質。嵌入式工控一體機憑借強大的數(shù)據(jù)處理能力、靈活的擴展性和穩(wěn)定的性能,為生鮮冷鏈溫濕度精準管控提供了可靠的技術支撐。聚徽嵌入式工控一體機結合冷鏈行業(yè)需求,打造出一套完整的溫濕度管控方案,有效保障生鮮產品在運輸、倉儲過程中的品質安全。
一、生鮮冷鏈溫濕度管控的挑戰(zhàn)與需求
(一)溫濕度敏感性強
不同種類的生鮮食品對溫濕度環(huán)境要求差異顯著。新鮮蔬果適宜儲存溫度通常在 0℃ - 10℃,相對濕度保持在 85% - 95%;肉類、海鮮等冷凍食品則需在 -18℃以下低溫環(huán)境儲存,濕度要求相對穩(wěn)定。一旦溫濕度超出適宜范圍,生鮮食品的呼吸作用、微生物繁殖速度會發(fā)生變化,導致腐爛變質加速。例如,草莓在濕度不足時容易失水干癟,濕度偏高又易滋生霉菌,對溫濕度控制精度要求極高。
(二)全程監(jiān)控難度大
生鮮冷鏈涉及生產、加工、運輸、倉儲、銷售等多個環(huán)節(jié),各環(huán)節(jié)之間的銜接和設備的多樣性增加了溫濕度監(jiān)控的復雜性。在運輸過程中,冷鏈車輛行駛過程中的顛簸、不同地區(qū)的環(huán)境溫差,以及倉儲環(huán)節(jié)頻繁的貨物進出,都會對溫濕度環(huán)境造成影響。傳統(tǒng)人工巡檢方式存在監(jiān)測不及時、數(shù)據(jù)記錄不準確等問題,難以滿足生鮮冷鏈全程監(jiān)控的需求,亟需智能化、自動化的監(jiān)控方案。
(三)數(shù)據(jù)可追溯性要求高
為保障食品安全,生鮮冷鏈行業(yè)對溫濕度數(shù)據(jù)的可追溯性提出嚴格要求。一旦出現(xiàn)食品安全問題,需要能夠快速、準確地調取各環(huán)節(jié)的溫濕度數(shù)據(jù),分析問題原因,明確責任主體。這就要求溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)不僅要實現(xiàn)實時監(jiān)測,還要具備數(shù)據(jù)存儲、查詢和分析功能,確保數(shù)據(jù)的完整性和準確性。
二、聚徽嵌入式工控一體機的技術特性
(一)高性能與穩(wěn)定性
聚徽嵌入式工控一體機采用工業(yè)級高性能處理器,具備強大的數(shù)據(jù)處理能力,能夠快速處理大量溫濕度傳感器采集的數(shù)據(jù)。其內部架構經(jīng)過優(yōu)化設計,搭載大容量內存和高速存儲設備,可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速讀寫和存儲。在硬件材質上,選用高品質元器件,并經(jīng)過嚴格的高低溫、振動、電磁兼容性測試,確保設備在冷鏈復雜環(huán)境下穩(wěn)定運行。即使在冷鏈車輛長時間行駛的顛簸環(huán)境,或冷庫低溫、高濕環(huán)境中,也能持續(xù)穩(wěn)定工作,保障溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)的可靠性。
(二)豐富的接口與擴展性
為滿足冷鏈設備多樣化的連接需求,聚徽嵌入式工控一體機配備了豐富的接口。標準的 RS - 232/485 串口,能夠穩(wěn)定連接各類溫濕度傳感器、溫濕度控制器等設備,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸;USB 接口方便連接外部存儲設備,用于數(shù)據(jù)備份和軟件升級;以太網(wǎng)接口支持高速網(wǎng)絡傳輸,可將溫濕度數(shù)據(jù)實時上傳至云端服務器或監(jiān)控中心。此外,還提供 PCIe、Mini - PCIe 等擴展接口,用戶可根據(jù)實際需求,安裝特定的接口擴展卡,如多串口擴展卡、4G/5G 通信模塊等,進一步增強設備的功能和擴展性,滿足不同規(guī)模冷鏈企業(yè)的監(jiān)控需求。
(三)定制化軟件支持
聚徽嵌入式工控一體機支持定制化的軟件系統(tǒng),可根據(jù)生鮮冷鏈行業(yè)的實際需求,預裝 Windows Embedded、Linux 等操作系統(tǒng),并開發(fā)專用的溫濕度監(jiān)控軟件。該軟件具備數(shù)據(jù)實時采集、處理、顯示、存儲和分析功能,可在界面上以圖表、曲線等直觀形式展示溫濕度變化趨勢。同時,軟件支持自定義報警規(guī)則,用戶可根據(jù)生鮮食品的儲存要求,設置溫濕度上下限閾值,當監(jiān)測數(shù)據(jù)超出閾值時,系統(tǒng)立即通過聲光報警、短信、郵件等方式通知相關人員,確保異常情況得到及時處理。
三、溫濕度精準管控方案的實施
(一)設備部署與網(wǎng)絡搭建
在生鮮冷鏈各環(huán)節(jié),根據(jù)實際需求合理部署聚徽嵌入式工控一體機和溫濕度傳感器。在冷鏈倉庫中,按照區(qū)域劃分,每隔一定距離安裝溫濕度傳感器,確保全面覆蓋倉庫空間;工控一體機則安裝在倉庫控制室或設備間,通過 RS - 485 總線連接傳感器,實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。在冷鏈運輸車輛上,將溫濕度傳感器安裝在車廂內不同位置,實時監(jiān)測車廂內溫濕度變化;工控一體機配備 4G/5G 通信模塊,通過無線網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)實時傳輸至監(jiān)控中心,實現(xiàn)運輸過程的遠程監(jiān)控。
在網(wǎng)絡搭建方面,對于冷鏈倉庫,優(yōu)先采用工業(yè)以太網(wǎng)搭建局域網(wǎng),將工控一體機與倉庫管理系統(tǒng)(WMS)、企業(yè)服務器等連接,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和協(xié)同管理。對于冷鏈運輸車輛,利用 4G/5G 網(wǎng)絡或衛(wèi)星通信技術,確保車輛在行駛過程中數(shù)據(jù)能夠穩(wěn)定傳輸至監(jiān)控中心。同時,建立云端服務器,用于存儲和管理大量的溫濕度數(shù)據(jù),方便企業(yè)進行數(shù)據(jù)分析和查詢。
(二)數(shù)據(jù)采集與處理
聚徽嵌入式工控一體機內置的數(shù)據(jù)采集軟件,按照設定的頻率(如每分鐘或每五分鐘)采集溫濕度傳感器數(shù)據(jù)。采集到的數(shù)據(jù)先在本地進行預處理,去除噪聲數(shù)據(jù)和無效數(shù)據(jù),提高數(shù)據(jù)質量。然后,通過網(wǎng)絡將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)控中心的服務器。在服務器端,利用大數(shù)據(jù)分析技術對數(shù)據(jù)進行深度挖掘,分析溫濕度變化規(guī)律、設備運行狀態(tài)等。例如,通過分析不同時間段倉庫溫濕度變化與貨物進出量的關系,優(yōu)化倉庫的溫濕度調控策略;通過對比運輸車輛不同位置的溫濕度數(shù)據(jù),判斷車廂內溫濕度分布是否均勻,及時調整制冷設備運行參數(shù)。
(三)溫濕度智能調控與報警
聚徽嵌入式工控一體機通過連接溫濕度控制器、制冷設備、通風設備等,實現(xiàn)溫濕度的智能調控。當監(jiān)測到溫濕度超出設定范圍時,工控一體機根據(jù)預設的調控策略,自動控制制冷設備啟動或停止,調節(jié)通風設備的運行狀態(tài),使溫濕度恢復到適宜范圍。例如,在冷庫溫度升高時,自動啟動制冷壓縮機,降低庫內溫度;在濕度偏低時,啟動加濕器增加濕度。
同時,系統(tǒng)的報警功能在溫濕度異常時發(fā)揮重要作用。當數(shù)據(jù)超出閾值時,監(jiān)控軟件立即發(fā)出聲光報警,提醒現(xiàn)場工作人員;并通過短信、郵件等方式通知相關管理人員,包括倉庫管理員、運輸調度員、企業(yè)負責人等。管理人員可通過手機 APP 或電腦遠程查看溫濕度異常情況,及時采取措施進行處理,避免因溫濕度異常導致生鮮食品品質受損。
(四)數(shù)據(jù)存儲與追溯
聚徽嵌入式工控一體機采集的溫濕度數(shù)據(jù)不僅實時傳輸至監(jiān)控中心,還在本地進行存儲備份,確保數(shù)據(jù)的安全性和完整性。數(shù)據(jù)存儲采用數(shù)據(jù)庫技術,支持長時間、大容量的數(shù)據(jù)存儲。企業(yè)可根據(jù)需求,設置數(shù)據(jù)存儲周期,如保存一年或更長時間的溫濕度數(shù)據(jù)。
當出現(xiàn)食品安全問題或需要進行質量追溯時,企業(yè)可通過監(jiān)控軟件快速查詢各環(huán)節(jié)的溫濕度數(shù)據(jù),包括具體時間、溫度值、濕度值等信息。通過對數(shù)據(jù)的分析,能夠準確判斷問題發(fā)生的環(huán)節(jié)和原因,為企業(yè)改進冷鏈管理提供依據(jù),同時也滿足監(jiān)管部門對食品安全追溯的要求。
四、應用案例分析
(一)某大型連鎖超市冷鏈倉庫改造
某大型連鎖超市擁有多個冷鏈倉庫,用于儲存生鮮食品。原有的溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)存在監(jiān)測不精準、報警不及時等問題,導致部分生鮮食品在儲存過程中出現(xiàn)腐爛變質現(xiàn)象,造成經(jīng)濟損失。該超市引入聚徽嵌入式工控一體機的溫濕度精準管控方案進行倉庫改造。
在改造過程中,在每個冷鏈倉庫安裝多臺聚徽嵌入式工控一體機和溫濕度傳感器,實現(xiàn)倉庫溫濕度的全面監(jiān)測。工控一體機通過以太網(wǎng)連接超市的 WMS 系統(tǒng)和監(jiān)控中心,將溫濕度數(shù)據(jù)實時上傳。同時,安裝定制化的溫濕度監(jiān)控軟件,設置溫濕度報警閾值和調控策略。
改造后,該超市冷鏈倉庫的溫濕度監(jiān)控精度顯著提高,溫濕度波動范圍控制在 ±0.5℃和 ±5% 以內。當溫濕度出現(xiàn)異常時,系統(tǒng)能夠在 1 分鐘內發(fā)出報警,并自動調整制冷設備和通風設備,使溫濕度快速恢復正常。通過對溫濕度數(shù)據(jù)的分析,超市還優(yōu)化了貨物存儲布局和進出庫流程,生鮮食品損耗率從原來的 8% 降低至 3%,每年減少經(jīng)濟損失數(shù)百萬元。
(二)某冷鏈物流企業(yè)運輸監(jiān)控升級
某冷鏈物流企業(yè)承擔大量生鮮食品的運輸業(yè)務,在運輸過程中,由于無法實時監(jiān)控車廂溫濕度,經(jīng)常出現(xiàn)貨物到達目的地后因溫濕度異常導致品質下降的情況,引發(fā)客戶投訴。該企業(yè)采用聚徽嵌入式工控一體機的溫濕度管控方案對運輸車輛進行監(jiān)控升級。
在每輛冷鏈運輸車輛上安裝聚徽嵌入式工控一體機和多個溫濕度傳感器,傳感器分布在車廂不同位置,確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。工控一體機配備 4G 通信模塊,通過無線網(wǎng)絡將溫濕度數(shù)據(jù)實時傳輸至企業(yè)監(jiān)控中心。同時,在監(jiān)控中心部署定制化的監(jiān)控軟件,實現(xiàn)對所有運輸車輛的統(tǒng)一監(jiān)控和管理。
升級后,該企業(yè)實現(xiàn)了對運輸車輛溫濕度的全程實時監(jiān)控。當車廂內溫濕度出現(xiàn)異常時,系統(tǒng)立即發(fā)出報警,監(jiān)控中心工作人員可通過遠程控制功能,調整車輛制冷設備運行參數(shù),或通知司機進行檢查和處理。通過對運輸過程溫濕度數(shù)據(jù)的分析,企業(yè)還優(yōu)化了運輸路線和車輛調度計劃,提高了運輸效率,客戶投訴率降低了 60%,企業(yè)的市場競爭力得到顯著提升。
五、未來展望
隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術的不斷發(fā)展,聚徽嵌入式工控一體機在生鮮冷鏈溫濕度管控領域的應用將更加智能化和高效化。未來,工控一體機將集成更先進的傳感器技術,實現(xiàn)對溫濕度的更精準監(jiān)測,同時還可擴展監(jiān)測其他環(huán)境參數(shù),如氣體成分、光照強度等,為生鮮食品儲存提供更全面的環(huán)境數(shù)據(jù)。
通過與人工智能算法的深度融合,系統(tǒng)將具備更強大的數(shù)據(jù)分析和預測能力。例如,利用機器學習算法分析歷史溫濕度數(shù)據(jù)和生鮮食品品質變化關系,提前預測食品變質風險,為企業(yè)提供預防性措施建議;通過人工智能優(yōu)化溫濕度調控策略,實現(xiàn)更節(jié)能、更精準的溫濕度控制。
此外,隨著 5G 技術的普及,工控一體機的數(shù)據(jù)傳輸速度將更快、穩(wěn)定性更高,能夠實現(xiàn)冷鏈各環(huán)節(jié)之間更實時、更高效的信息交互,推動生鮮冷鏈行業(yè)向智能化、數(shù)字化方向發(fā)展,為保障生鮮食品質量安全和行業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供更強有力的技術支持。
審核編輯 黃宇
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