基于大型仓储贮藏无人远程环境监控APP的开发与探讨

熊壮 张帆

摘要：物流业是重要的服务业，伴随互联网经济和物流配送需求增加，据统计，我国社会物流总和在2018年达到了500.7万亿元，社会物流总费用与GDP的比率比2017年降低了1.1个百分点，说明经济运作中物流成本有所下降，但物流成本中仓储费用反而增长5%。本文利用环境参数温湿度为对象开展研究，用基于无线技术的传感器数据采集系统，结合智能家居中发展的物联网技术，集成一些智能的温度控制遗传算法，用户可以选择固定的温度设置，也可以选择多天温度设置的编程模式，仓储贮藏中的应用将有助于解决现代物流仓储中对于环境监控设备有线系统的局限性。

关键词：仓储贮藏：远程环境监控;无线技术

物流业是国民经济的重要组成部分，伴随互联网经济和物流配送需求增加，据统计，我国社会物流总和在2018年达到了500.7万亿元，比2017年增进了6.1个百分点，物流总费用为13.1万亿元，同比增进2.9%，继续维持低速增长。社会物流总费用与GDP的比率为14. 9%，比2017年降低了1.1个百分点，说明经济运作中物流成本有所下降，但在物流成本中仓储费用反而增长5%。仓储费用的增加主要体现在“新零售”概念的兴起，因为产品在搬运和运输过程中的临时存放，由于搬运方式的不当造成产品严重影响的现象十分普遍。产品的贮藏过程中，由于温湿度、大气压等贮存环境不适造成意外资源损耗的情况也常有发生。据统计监测，我国果蔬等生鲜农产品在采摘、运输和储存等环节的损失率达25%-30%。而温湿度是直接影响生鲜农产品保鲜期和品质的重要因素，这还不包括仓储中存放的油、粮、金以及其他物质等，这些都对企业、民生极为重要，也是属于物流配送成本过高的一部分。

本文所介绍大型仓储贮藏无人远程环境监控系统是在指导老师的设计下，通过系统环境参数温湿度为对象开展研究，结合智能家居中发展的物联网技术，集成一些智能的温度控制遗传算法，用户可以选择固定的温度设置，也可以选择多天温度设置的编程模式。在多天温度设置的编程模式下，智能温度器可以在没有人为干预的情况下，按照预定的程式进行控制。解决现代物流仓储贮藏中对于环境监控设备有线系统的局限性。并且通过无人远程环境监控APP应用方便监管人员获取实时环境参数，可以考虑将它作为物联网组成的一部分投入到危险货物运输的监管中去。

下面我们就以仓储贮藏无人远程环境系统的总体架构设计为例，结合研究内容中体现三个技术方面进行具体的介绍：

一、监测节点结合监控云端通过web服务对用户进行认证和授权

监测节点需要能实时采集与传输大型仓储环境的温湿度数据，并且根据上层控制，对环境进行干预，特别是个监测节点之间必须要能自动转发数据。并且在监控云端接收节点发来的数据，自动效验，对合法数据能显示到手机或者平板电脑的屏幕上，把傳感器数据进行汇总，根据货物贮藏需要维持适宜温度，以遗传算法形成空调控制指令，实现自适应温度调节。

二、遗传算法在智能化编程中的决定作用

遗传算法的作用是需要采集物流配送中仓储货品在每个时节，每个周期，针对不同的贮藏货品，针对仓储环境的湿度、C02含量以及通风调节量等需要建立温度控制模型，通过基因突变和基因重组， 使用评估函数挑选好的结果。

三、温控系统的三大固件之间的通讯设计

通讯设计的固件主要都是基于TI传感器而言，特别是在闪烁部分和电路板的电源控制问题，当然，传感器的配置文件就像数据接口标准一样。通过驱动程序的数据可以填充到任何一个配置文件中，那么来自LIS3DH的数据如何填充到MPU6050配置文件中都是必须要解决的问题; 并且来自热电偶的数据可以自动填入IR温度。如果数据转换是正确的，则可以按照您的意愿使用数据。如果数据错误，TI传感器标签APK不会关心真实的数据源。 所以需要对配置文件进行特殊的安排。

其中，最为关键的问题一是采集数据完成后如何对温室温度进行自动生成问题。设想是通过引入RNNLM是一个基于神经网络的无监督算法，采用Delta函数和迭代法设计神经网络权值调节率，来获取权值自适应调节过程，从而获得闭环系统的稳定性，有效提高了系统的精度。特别是如何设计控制器控制参数并且在加权系数的调整中引入二次型性能指标都成为是否间接实现对输出误差和控制增量加权的约束条件这都是需要去动手解决的。

二是MCU芯片中SPIO和Jtag之间的冲突问题。根据CC2650的数据表，TDI和SCLK是相同的引脚。 一旦将4线JTAG连接到PCB板，无论您是否处于调试模式，SPIO都无法工作。所以要避免这种冲突，焊接和电线工作需要手工完成非常关键。

四、结论

笔者根据指导老师的意见，结合四人小组协同合作下共同完成，首先对系统总体架构设计，所述系统包括：通过监控终端可以寻址查询传感器，这在仓储管理与运输上有很重要的意义。把传感器可寻址化，有选择的实时采集数据，将数据汇总到监控云端，并且监控云端也能够根据传感器实时数据进行环境控制，特别是温度控制器会当温控器运行很长的时间后，智能温控器会在液晶显示器上显示一些信息提醒管理人员。如果温室温度出现过热或者过冷的情况下，能够进行手机或者平板显示报警信息提醒相关人员去查看故障。相信该项目借助互联网可以实现智能仓储无人监测管理，市场潜力极大，随着近几年物联网发展态势良好，物联网组网通信可靠性不断提高，本软件可以进行仓储的温度、湿度、光照等环境因素的检测，仓储物品的中转流通有效保障，设计相对简单，成本低，具有很好的应用优势。