(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210438515.4 (22)申请日 2022.04.25 (71)申请人 江苏大学 地址 212013 江苏省镇江市京口区学府路 301号 (72)发明人 董梓柠　寻晓麒　曹俊毅　朱怡菲　 杨宁　晏盘龙　程巍　方啸　 (74)专利代理 机构 南京智造力知识产权代理有 限公司 32382 专利代理师 张明明 (51)Int.Cl. G01D 21/02(2006.01) G01N 1/24(2006.01) H04Q 9/00(2006.01) H04W 4/90(2018.01)H04W 40/22(2009.01) H04W 64/00(2009.01) H04W 84/18(2009.01) (54)发明名称 基于仓储环境多参数传感器的食物霉变预 警系统及方法 (57)摘要 本发明公开仓储环境检测领域中基于仓储 环境多参数传感器的食物霉变预警系统及方法， 固定气体浓度检测装置采集粮仓中的二氧化碳 气体浓度和硫化氢气体浓度， 温湿度传感器采集 粮仓中的温度和湿度， 通过ZigBee无线 通信网络 将采集的数据传递到Z igBee路由节点； ZigBee路 由节点通过MA C地址通信方式转送 至ZigBee协调 器， ZigBee协调器通过网关将数据传输至云平台 服务器； 云平台服务器处理数据， 若温湿度参数 高， 则风扇工作进行降温干燥， 若气体浓度高， 则 移动探测器前往霉变源大致位置， 核实霉变源准 确位置， 转送给云平台服务器报警， 本发明采用 ZigBee无线通信协议， 通过环境及可能源头两方 面检测食物变质情况并确定霉变源位置， 防治食 物变质更为精准、 有效、 快速 。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114894249 A 2022.08.12 CN 114894249 A 1.一种基于仓储环境多参数传感器的食物霉变预警系统， 包括粮仓墙面内壁上设有的 多个温湿度传感器(2)和固定气体浓度检测装置(1)， 其特征是： 所述的多个固定气体浓度 检测装置(1)和多个温湿度传感器都以无线通信方式和ZigBee路由节 点(4)互联， ZigBee路 由节点(4)以无线通信方式和ZigBee协调器(8)互联， 所述的ZigBee协调器(8)以无线通信 方式和第一微处理器(11)互联， 所述的第一微处理器(11)以无线通信方式和移动探测器 (7)互联， 以控制线 连接风扇(6)； 所述的移动探测器(7)放置于粮仓地面， 所述的风扇(6)设 置于粮仓墙壁处； 所述的移动探测器(7)内部内置一个与所述的第一微处理器(11)以无线 通信方式互联的固体气体浓度检测装置(1)， 所述的ZigBee协调器(8)通过串口方式连接网 关(9)， 网关(9)连接云平台服 务器(10)。 2.根据权利要求1所述的基于仓储环境多参数传感器的食物霉变预警系统， 其特征是： 所述的固定气体浓度检测装置(1)包括固定连接于粮仓墙壁的绝缘箱(14)， 绝缘箱(14)内 部设有电源模块(24)、 微型气泵(22)、 第二微处理器(23)、 网络模块(19)、 二氧化碳传感器 (17)和硫化氢传感器(13)， 绝缘箱(14)顶壁上设置泄气阀(20)， 侧面上设有微型气泵(22)， 微型气泵(22)经软管与外部相通； 第二微处理器(23)经控制 线连接微型气泵(22)， 二氧化 碳传感器(17)和硫化氢传感器(13)均经信号线分别连接网络模块(19)和第二微处理器 (23)， 第二 微处理器(23)以与网络模块(19)互联。 3.根据权利要求1所述的基于仓储环境多参数传感器的食物霉变预警系统， 其特征是： 所述的泄气阀(20)包括阀体(28)， 阀体(28)顶部装有顶盖(25)， 顶盖(25)上开有贯通的泄 气孔， 阀体(28)内部由金属隔板(27)将阀体(28)内隔开成上下两个腔室， 金属隔板(27)的 中间开有通气孔(32)， 阀体(28)的上腔室内设有压力弹簧(31)和固定杆(30)， 顶盖(25)中 央固定连接固定杆(30)上端， 固定杆(30)下端 固定连接压力弹簧(31)上端， 压力弹簧(31) 下端固定连接密封胶垫(26)， 标准大气压下密封胶垫(26)封住通气孔(32)。 4.根据权利要求1所述的基于仓储环境多参数传感器的食物霉变预警系统， 其特征是： 固定气体浓度检测装置(1)和温湿度传感器(2)与ZigBee路由节 点(4)采用星型网络拓扑结 构。 5.根据权利要求1所述的基于仓储环境多参数传感器的食物霉变预警系统， 其特征是： 有多个ZigBee路由节点(4)之间依次进行数据传输， 数据传输到最后的一个ZigBee路由节 点(4)将数据传递至ZigBe e协调器8。 6.根据权利要求1所述的基于仓储环境多参数传感器的食物霉变预警系统， 其特征是： 所述的云平台服务器(10)包括预测性管理模块、 信息管理与存储中心和 应用服务器， 预测 性管理模块包括数据转换模块和数据诊断分析模块， 信息管理与存储中心包括信息管理模 块和历史数据存储模块， 信息管理模块的输出端连接历史数据存储模块， 数据转换模块的 输出端分别连接数据诊断分析模块和信息管理模块， 历史数据存储模块的输出端分别连接 数据诊断分析模块和应用服 务器， 数据诊断分析模块的输出端连接应用服 务器。 7.一种采用权利要求1所述的食物霉 变预警系统预警食物霉 变的方法， 其特 征是包括： 步骤1)： 固定气体浓度检测装置(1)采集粮仓中的二氧化碳气体浓度和硫化氢气体浓 度， 温湿度传感器(2)采集粮仓中的温度和湿度， 通过ZigBee无线通信网络将采集的数据传 递到ZigBe e路由节点(4)； 步骤2)： ZigBee路由节点(4)通过MAC地址通信方式转送至ZigBee协调器(8)， ZigBee协权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114894249 A 2调器(8)通过网关(9)将数据传输 至云平台服 务器(10)； 步骤3)： 云平台服务器(10)处理数据， 与内置的预测值模型进行比对， 若温湿度参数 高， 则云平台服务器(10)将指令经网关(9)、 ZigBee协调器(8)传送到第一微处理器(11)， 第 一微处理器(11)控制风扇(6)工作进行降温干燥； 直到温湿度参数符合预测值模型； 若气体 浓度高， 则云平 台服务器(10)根据内置的环境模型和 霉变源位置规划移动探测 器(7)的移 动路线， 将霉变源 大致位置信息、 移动路线通过网关(9)传递给ZigBee协调器(8)， ZigBee协 调器(8)以MAC地址通信方式传递给移动探测器(7)内置的固定气体浓度检测装置(1)， 移动 探测器(7)行驶， 前往霉 变源大致 位置； 步骤4)： 移动探测器(7)到达霉变源大致位置后， 通过内置的固定气体浓度检测装置 (1)在霉变源周边移动探测， 以核实霉变源准确位置， 通过MAC地址通信 方式向ZigBee协调 器(8)传递霉变源准确位置信息， ZigBee协调器(8)通过网关(9)将转送给云平台服务器 (10)， 云平台服 务器(10)发出 预警。 8.根据权利要求7所述的预警食物霉变的方法， 其特征是： 步骤3)中， 云平台服务器 (10)处理数据， 得到粮仓硫化氢气体浓度值， 计算对应当前粮仓空间的硫化氢气体浓度空 间分布矩阵， 基于粮仓空间的硫化氢气体浓度 空间分布矩阵， 确定当前粮仓空间区域内的 所有极大值点， 根据各个极大值点， 判断当前粮仓空间是否发生霉变， 包括： 基于预设的第 一浓度阈值对各个极大值点进 行判定， 若存在极大值点对应的气体浓度值超过预设的第一 浓度阈值， 则认为该极大值点所在位置的食物发生霉变， 若所有极大值点均未超过预设的 第一浓度阈值， 则认为当前粮仓空间内没有发生霉变， 若某 区域已发生霉变， 移动探测 器7 前往目标位置附近进行气体浓度探测。 9.根据权利 要求7所述的预警食物霉变的方法， 其特征是： 步骤3)中， 移动 探测器(7)的 移动路线位于 两排粮仓储存食物之间以及粮仓储 存食物与粮仓墙壁之间， 成矩形路线。 10.根据权利要求7所述的食物霉变预警方法， 其特征是： 步骤4)中， ZigBee协调器(8) 将霉变源准确位置的二维坐标通过网关(9)上传到云平台服 务器(10)。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114894249 A 3