、 概述
当今的社会是提倡全民安全卫生饮食的社会，这就使得在冷藏车内的食品加工储运过程中，及时掌握食物所处的环境情况是否有处在食品安全条件下显得非常重要的。而在环境中，温度与湿度的超标能直接导致食物变质。如果过低或者过高也会使食物口感变差降低品质。
由于食品储运过程时间并不是一个短期问题，但食品保存中的相对平衡湿度又是保证食品安全的一项重要指标，相对平衡湿度直接影响菌落的生长。例如：在平衡相对湿度为95%RH至91%RH范围内，易于滋生的菌落为沙门氏菌、波林特菌、乳酸菌、霉菌和酵母菌。而食物保存周期也与温度、平衡相对湿度有关，平衡相对湿度值为81%RH的蛋糕，其保质期为27℃时14天、21℃时24天，如果平衡相对湿度提高到85%RH，这些指标将降低为27℃ 时8天、21℃ 时12天。吸湿物质的平衡相对湿度起到了决定性作用。平衡相对湿度定义为物质与空气中水不进行交换情况下，由周围空气获取的湿度值。这个定义很清楚，为了成功地储存和保持这些产品，环境气候的控制及包装必须仔细指明。同时，很多食品的保存在过于干燥情况下，其口感都会有些变坏。针对这种情况，要求实时记录温湿度变化，保证食品安全进入消费者口中。
当长途运输或者海运冷冻冷藏食品时，如何在接收时证明货物一直处于规定的温湿度条件是件非常重要的事。解决争议的做法就是在发货的时候放入冷藏车中一个温度传感器，并启动它，温度传感器忠实地记录指定时间间隔的温湿度数据，在取出时可以容易地利用电脑察看图形文件及报警值，判断是否超过容许值,什么时候及持续时间都能轻松获得，承运方是否有责任也会立即知晓。目前采用上海正伟提供的GPRS无线温度监测系统就可以成功的解决这一难题，找到科学管理冷藏运输的有力办法。
由于我国社会发展过程中出现越来越多的食品安全问题，近年来国家已充分重视和加强对食品安全问题的治理。为了配合这项工作，改进水食品安全监测手段和方法已显得尤为重要。上海正伟数字技术有限公司在充分调研、考察、征询客户意见等基础上，研制开发了集自动化、即时化、智能化于一体的经济实用的GPRS无线冷藏车温度监测系统。该系统可以对冷藏车温度变化进行实时监控，利用GPRS无线网络把温度值回传到中心，并通过PC智能分析软件对所记录的数值以图文表的形式输出，方便管理员分析管理。并有自带告警功能，当温湿度超过设定的高低限时，报警器自动响应，及时提醒工作人员调节冷藏车环境中的温湿度。使用该无线温度监测系统可以简化您的工作，也将节约成本，并不受过多的人为因素的干扰，客观真实得反映记录过程。通过GPRS/CDMA无线终端将温度值传送到监控中心和相关管理部门，工作人员就可以实时的在监控中心或办公室进行远程监测，随时得到即时温度数值的报告，实现远端无人值守。同时当货厢内温度超出预设数值上限或低于下限时，自动向司机、网络监控中心和绑定的手机或电话报警；
、 系统组成、工作原理
系统主要是由一个监测中心，若干辆冷藏车，若干个温度传感器和专用GPRS无线终端组成。监测中心对各辆冷藏车进行温度监测，温度传感器负责测量冷餐车内的温度变化，两者间的控制信号和温度监测数据通过GPRS/CDMA无线终端传送完成。监测中心既是各监测站的指挥中心，又是各辆车内温度的汇集、处理的存储的数据库。该GPRS无线监测系统可设置为自动向监测中心发送信息；也可设置为平时处于待机状态，在收到监测中心的指令后才开始启动工作，将信息发送给监控中心。同时，当冷藏车货厢内温度超出预设数值上限或低于下限时，自动向司机、网络监控中心和绑定的手机或电话报警；
监测中心由功能较齐全的计算机外围设备如显示器、打印机、绘图机等组成。监测现场为各辆冷藏车，温度传感器和GPRS/CDMA无线终端组成。

、系统方案说明：
在冷冻食品的运输过程中，常常需要对冷藏车内的温度进行实时监控实时监测，大部分监测的温度数据需要实时发送到管理中心的后端服务器进行处理。由于冷藏车经常全国范围的跑，运输范围广，而且有些还在环境较恶劣的地区，通过电话线传送数据往往事倍功半，通过GPRS无线网络进行数据传输，成为冷冻食品监测部门选择的通信手段之一。车内温度传感器设备可将监测到的温度数据和告警信息通过GPRS/CDMA无线网络同时发送到多个温度监测中心，实现对冷藏车内食品温度的及时管理，可以大大提高监测部门的工作效率，也可为相关纠纷提供强有力的调查证据及索赔证据。
系统结构图：(如图1)
图1
、系统硬件组成及功能说明
3.2.1、温度监控中心
温度监控中心服务器通过ADSL或电话拨号接入Internet，或申请配置专线，通过光纤、DDN等数据专线直接和移动中心机房的GPRS/CDMA 网络连接。监控中心服务器上安装相关温度监测系统软件。
维护中心主要的功能是收集来自各使用中的温度传感器监测温度数据，处理采集的数据并保存，处理后的数据提供给温度监测管理人员、本公司的技术支持人员和设计人员，同时也可以扩展到建筑设计者，工程投标方，工程建设单位以及其他可能的用户。
维护中心系统包括：
硬件：公网静态IP地址，管理服务器，数据库服务器
公网静态IP地址用于接入互联网
管理服务器响应机组的故障报警，并通知维护服务器及维护工程师进行检查和维护。
3.2.2、GPRS无线传输终端
温度传感器通过RS232或RS485串口直接与正伟温度监测专用GPRS无线传输数传设备（智能型GPRS调制解调器）连接，并由其建立无线数据连接与监控中心进行双向数据通信。温度传感器或者温度记录仪等测量仪可根据系统实际监控冷藏车的需求选择对应测量仪器。
设备技术参数
产品特点：
采用西门子MC39i模块，工业级产品
· 透明数据传输：ZW1000 GPRS 模块内嵌完整的TCP/IP协议栈，提供RS-232/485接口，为用户的数据设备提供透明传输通道
· 永远在线：ZW1000 GPRS 模块一开机就能自动附着到GPRS网络上，并建立数据通信链路，随时收发用户数据设备的数据
· 组网简单、灵活：在移动GPRS覆盖的地区可以随时随地的构建虚拟移动数据通信专用网络。
· 透明数据传输：ZW1000 GPRS 模块内嵌完整的TCP/IP协议栈，提供RS-232/485接口，为用户的数据设备提供透明传输通道
· 永远在线：ZW1000 GPRS 模块一开机就能自动附着到GPRS网络上，并建立数据通信链路，随时收发用户数据设备的数据
· 组网简单、灵活：在移动GPRS覆盖的地区可以随时随地的构建虚拟移动数据通信专用网络。
正伟GPRS终端的外形示意图如图2所示。
图表 2
产品功能：
透明数据传输
支持双频GSM/GPRS
符合ETSI GSM Phase 2+标准
永远在线
按流量计费
支持虚拟数据专用网
支持点对点、点对多点、中心对多点对等数据传输
短消息数据备用通道
支持RS-232/485接口
系统配置和维护接口
支持远程唤醒功能
支持动态域名解析功能
自诊断与告警输出
抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用需求
支持双频GSM/GPRS
符合ETSI GSM Phase 2+标准
永远在线
按流量计费
支持虚拟数据专用网
支持点对点、点对多点、中心对多点对等数据传输
短消息数据备用通道
支持RS-232/485接口
系统配置和维护接口
支持远程唤醒功能
支持动态域名解析功能
自诊断与告警输出
抗干扰设计，适合电磁环境恶劣的应用需求
设备参数：
· 采用5V,3A的外接电源，低功耗
· 天线接口为50Ω SMA（阴头）
· SIM卡3V/5V自动检测
· 512K DRAM，512K字节Flash
· 工作温度：-20℃～60℃，工作湿度≤90%
· 采用5V,3A的外接电源，低功耗
· 天线接口为50Ω SMA（阴头）
· SIM卡3V/5V自动检测
· 512K DRAM，512K字节Flash
· 工作温度：-20℃～60℃，工作湿度≤90%
终端工作过程：
在GPRS无线通讯中， 作为用户数据传输目的地的数据中心计算机在INTERNET上的IP地址有2种形式，一种是使用固定IP，由于国内固定IP数量有限，所以多数使用动态域名作为数据中心计算机的IP地址。GPRS_DTU在参数配置时，需要将数据中心计算机的固定IP或者动态域名输入到GPRS_DTU。对于动态域名，需要在GPRS_DTU内部通过域名服务器将动态域名解析成数据中心计算机的IP地址。当GPRS_DTU在进行数据通讯时时，用户数据USER_DATA通过RS232串口传输到GPRS_DTU, USER_DATA与数据中心计算机IP地址经过TCP/IP协议转换生成包含USER_DATA 的TCP/IP包，该TCP/IP包由GPRS无线模块发射到移动GPRS网络上。
在GPRS无线通讯中， 作为用户数据传输目的地的数据中心计算机在INTERNET上的IP地址有2种形式，一种是使用固定IP，由于国内固定IP数量有限，所以多数使用动态域名作为数据中心计算机的IP地址。GPRS_DTU在参数配置时，需要将数据中心计算机的固定IP或者动态域名输入到GPRS_DTU。对于动态域名，需要在GPRS_DTU内部通过域名服务器将动态域名解析成数据中心计算机的IP地址。当GPRS_DTU在进行数据通讯时时，用户数据USER_DATA通过RS232串口传输到GPRS_DTU, USER_DATA与数据中心计算机IP地址经过TCP/IP协议转换生成包含USER_DATA 的TCP/IP包，该TCP/IP包由GPRS无线模块发射到移动GPRS网络上。
组网方式：
按接入方式可分为三种组网方式：
无线接入: 数据中心采用GPRS无线数模块进行GPRS无线数据接入, 在模块上设置移动内网固定IP, 这种接入方式需要当地的GPRS网络支持APN功能。
无线接入: 数据中心采用GPRS无线数模块进行GPRS无线数据接入, 在模块上设置移动内网固定IP, 这种接入方式需要当地的GPRS网络支持APN功能。
2．INTERNET互联网接入方式：数据中心采用INTERNET 接入，第一种是数据中心计算机采用公网固定IP；另一种是采用动态域名方式，动态域名方式需要为数据中心计算机申请一个动态域名动态域名可以从动态域名服务商（如）申请得到, 公网动态域名是免费的，局域网内动态域名需要少量付费。INTERNET接入，用户数据经过公网传输，数据安全性可以通过策略和其他方式加以提高。
3．专线接入方式：从移动公司用专线直接接入，这种方式速度快，保密性强，但费用高，适合于保险，银行金融，警务等保密性要求高的行业。
3.2.3、温度记录仪
超限报警温度记录仪（液晶单路）
技术指标
◆ 测量范围： -40℃～100℃
◆ 测量精度： ±0.5℃
◆ 分 辨 率： 0.1℃
◆ 记录容量： 14800～30900组
◆ 记录间隔： 2秒～24小时连续可调
◆ 通讯接口： RS-232或USB
◆ 软 件： 中、英文两种版本
◆ 测量精度： ±0.5℃
◆ 分 辨 率： 0.1℃
◆ 记录容量： 14800～30900组
◆ 记录间隔： 2秒～24小时连续可调
◆ 通讯接口： RS-232或USB
◆ 软 件： 中、英文两种版本
功 能 及 特 点
1、本机体积小，软件操作简单，性能可靠，记录时间间隔可根据需要从2秒至24小时任意设置，有延时启动、定时启动，定时关机、实时显示等功能。
2、全程跟踪显示、记录冷库中温度变化，记录时间长（15分钟记录一次数据，可记录长达5个月甚至更长的时间），数据记录在记录仪自带的存储片中，具有掉电保护功能（断电情况下数据还是保存在记录仪中）。
3、带超限报警功能，设定报警温度后，记录仪会在任何一个冷库超过报警上下限温度时报警（声光报警），提醒用户温度超标了。
4、整机功耗小，使用内置锂电池供电，电池寿命可达一年以上。
5、记录温度数据无法修改，能在药品、食品等方面出现问题时提供强有力的调查证据及索赔证据。
6、软件功能强大，数据查看方便，数据图表和列表可任意切换查看，记录仪连接电脑可以实时查看冷库温度的变化情况，数据拼接功能强大，将文件保存为Access格式可将每次下载的数据添加到原来保存的文件中，以保证数据的完整性（利用这一功能可保存冷库几年的温度数据）。
2、全程跟踪显示、记录冷库中温度变化，记录时间长（15分钟记录一次数据，可记录长达5个月甚至更长的时间），数据记录在记录仪自带的存储片中，具有掉电保护功能（断电情况下数据还是保存在记录仪中）。
3、带超限报警功能，设定报警温度后，记录仪会在任何一个冷库超过报警上下限温度时报警（声光报警），提醒用户温度超标了。
4、整机功耗小，使用内置锂电池供电，电池寿命可达一年以上。
5、记录温度数据无法修改，能在药品、食品等方面出现问题时提供强有力的调查证据及索赔证据。
6、软件功能强大，数据查看方便，数据图表和列表可任意切换查看，记录仪连接电脑可以实时查看冷库温度的变化情况，数据拼接功能强大，将文件保存为Access格式可将每次下载的数据添加到原来保存的文件中，以保证数据的完整性（利用这一功能可保存冷库几年的温度数据）。
3.2.3、冷藏车
本系统的的应用范围及广，在冷藏食品的物流运送上的应用更是恰到好处。一般来说，超市冷藏肉类、奶类等食品以及麦当劳、肯德基等快餐店的冷藏食品的运送十分麻烦，因为超市和快餐店方生怕食品运送过程中温度过高不达标，导致食品运送过来后出现问题，而承运方对食品最终出现的问题也难以说清，毕竟没有运送过程中的温度记录，对出现的问题难辞其咎，如此导致双方尴尬的境地。这时只要在冷藏车上装上一个温度传感器，同时接一个无线传输模块，即可随时把冷藏车的温度数据送往超市或快餐店方面以及承运方，这样既可监督承运方低温运送冷藏食品，又可解除超市或快餐店方的后顾之忧，也没有了彼此之间纠缠不清的问题了。
系统软件功能说明
实时监控
对冷藏车内的食品温度情况进行实时监控，并以人性化的界面显示有关数据；
数据接收
数据接收方式有两种，一种是冷藏车内的通信控制器定时向中心返回监测温度数据（一般按1个小时返回，也可以通过用户设置）；一种是通过中心向监测点通信控制器发送查询指令，监测点通信控制器返回当前监测的实时温度数据；
报警处理
当监测到车厢内温度超出预设数值上限或低于下限时，软件能自动识别事故类型，并及时自动向司机、网络监控中心和绑定的手机或电话报警；，记录的温度数据无法修改，可为相关纠纷提供强有力的调查证据及索赔证据。
统计分析
对所选择冷藏车的监测温度数据进行各种分析，以曲线图、直方图和表格等形式进行
显示。可选择行业、区域、时间段等条件。
数据存储
本设备能自动监测、记录、存储、传送数据，实时采集各类温度传感器的输出信号，并将测量数据通过无线远程发送至温度监测中心，同时将数据保存在本机大容量数据存储器中。
参数设置
1、可按照设置的时段采集一组数据，并实时发送至温度监测中心。GPRS/CDMA 网络是全球分布最广的无线网络，使用GPRS/CDMA 的优势在于实时、无线、远程、误码率极低、安装简便无需布线等特点。
2、可按照设置的时段采集一组数据，并保存在本机内部大容量数据存储器中；
3、可以通过串行接口对系统各项运行参数进行设置。对每个通道的采样数据进行物理量的换算对应，从而使终端保存或发送的数据都是符合现场测量指标的数据；
4、可通过串行接口访问机内大容量存储器中的数据。将终端保存数据保存到计算机数据库中，以备分析备案；
5、可按照条件设置系统各通道的报警条件，触发报警，并可实时将报警信号发送至监控中心。
软件模拟界面
、GPRS无线温度监测系统的优势
中国移动或者中国联通GPRS/CDMA系统可提供广域的无线IP连接。在移动或联通通信公司的GPRS/CDMA业务平台上构建温度监测采集传输系统，实现温度监测采集点的无线数据传输具有可充分利用现有网络，缩短建设周期，降低建设成本的优点，而且设备安装方便、维护简单。经过比较分析，我们选择中国移动的GPRS/CDMA系统作为温度监测采集传输系统的数据通信平台。
GPRS/CDMA无线冷藏车温度监测系统具备如下优势：
1、实时性强：
GPRS/CDMA无线冷藏车温度监测系统具备如下优势：
1、实时性强：
GPRS/CDMA具有实时在线特性，系统无时延，无需轮巡就可以同步接收、处理多个或所有监测点的各种数据。可很好的满足系统对数据采集和传输实时性的要求。
2、可对各车辆温度测量仪器设备进行远程控制：
2、可对各车辆温度测量仪器设备进行远程控制：
通过GPRS/CDMA双向系统还可实现对温度测量仪器设备进行反向控制，如：时间校正、状态报告、开关等控制功能，并可进行系统远程在线升级。
3、建设成本少低：
3、建设成本少低：
由于采用GPRS/CDMA公网平台，无需建设网络，只需安装好设备就可以，建设成本低。
4、监控范围广：
4、监控范围广：
构建温度监测采集传输系统要求数据通信覆盖范围广，扩容无限制，接入地点无限制，能满足山区、乡镇和跨地区的接入需求。由于冷藏车辆，分布在全省范围内，部分地点位于偏僻地区，而且地理位置分散，选用通信覆盖范围广的GPRS网络是最佳的选择。
5、具有良好的可扩展性:
由于目前GPRS网络已覆盖省内绝大部分地区，基本不存在盲区，可实现大范围的在线监控，满足温度信息采集传输系统对覆盖范围的要求。
6、系统的传输容量大：
6、系统的传输容量大：
温度监测中心要和每一辆冷藏车实现实时连接。由于温度信息采集点数量众多，系统要求能满足突发性数据传输的需要，而GPRS技术能很好地满足传输突发性数据的需要。
7、数据传送速率高：
每个温度信息采集点每次数据传输量在10Kbps之内。GPRS网络传送速率理论上可达171.2kbit/s，目前GPRS实际数据传输速率在40Kbps左右，完全能满足本系统数据传输速率（≥10Kbps）的需求。
8、通信费用低：
8、通信费用低：
采用包月计费方式，运营成本低。据中国移动上海公司(下称“上海移动”)公告称，自2009年1月1日零时起调整现行的GPRS标准资费，从5元包月30MB起共有5档套餐可选。不区分CMWAP和CMNET 可国内漫游，上海移动五档GPRS新套餐为：5元/30MB、20元/150MB、50元/500MB、100元/2GB、200元/5GB；超过部分流量费0.01元/k字节，500元封顶
、系统安全措施：
由于温度监测系统的特殊性，本系统需要极高的系统安全保障和稳定性。安全保障主要是防止来自系统内外的有意和无意的破环，网络安全防护措施包括信道加密、信源加密、登录防护、访问防护、接入防护、防火墙等。稳定是指系统能够7×24小时不间断运行，即使出现硬件和软件故障，系统也不能中断运行。 以GPRS为例，数据中心可通过公网使用VPN接入到移动GPRS网，采用VPN方式成本比较低，企业不用租用专线，还可以利旧使用原有的VPN设备，移动终端需要安装具有VPN二次虚拟拨号的功能的软件。通过VPN方式，客户端在连接应用服务器前，要经过Radius服务器的认证整个数据传送过程得到了加密保护，安全性比较高，可充分保障速度和网络服务质量。另外，数据中心也可以采用APN接入方式，租用专线接入到移动公司的GGSN设备上，这种成本高，安全性高、稳定可靠。对于安全性要求非常高的系统，可考虑在专用APN接入的基础上再加上VPN接入方式的混合接入方式，进一步提高系统的安全性。
1、VPN虚拟专网模式：企业内部网络中配置VPN服务器，移动终端加载具有VPN二次虚拟拨号的功能的客户端软件。采用VPN安全技术，用户通过接入企业内部虚拟专网的方式与Internet进行隔离，可对整个数据传送过程进行加密保护，有效避免非法入侵。
2、用SIM卡的唯一性：对用户SIM卡手机号码进行鉴别授权，在网络侧对SIM卡号和APN进行绑定，划定用户可接入某系统的范围,只有属于指定行业的SIM卡手机号才能访问专用APN，移动终端与数据中心采用中国移动分配的专门的APN进行无线网络接入，普通手机的SIM卡号无法呼叫专门的APN。
3、对于特定用户：可通过数据中心分配特定的用户ID和密码， 其他没有数据中心分配的用户ID和密码的用户将无法登录进入系统，系统的安全性进一步增强。
4、数据加密：通过VPN对整个数据传送过程进行加密保护。
5、网络接入安全鉴定机制：采用防火墙软件，设置网络鉴权和安全防范功能，保障系统安全。
、系统成本
一套完整系统的所有设备和软件及建设成本列表如下。
按照20个辆冷藏车计算。
|
序号 |
项目 |
数量 |
单价（元） |
价格 |
功能 |
|
1 |
GPRS无线传输设备 |
20 |
1200 |
24000 |
GPRS传输，每辆冷藏车一个 |
|
3 |
温度传感器 |
20 |
350 |
7000 |
监测温度，每辆冷藏车一个 |
|
4 |
中心软件 |
1 |
40000 |
40000 |
中心管理、控制 |
|
6 |
计算机 |
1 |
0 |
|
自备 |
|
7 |
SIM卡 |
20 |
|
|
自备 |
|
8 |
ADSL上网 |
1 |
0 |
|
自备 |
|
9 |
固定IP地址 |
1 |
0 |
|
自备 |
|
13 |
合计 |
71000元 |
| ||
注：以上报价不含安装和税收费用。
、售后服务与技术支持：
本系统中由上海正伟数字技术有限公司提供的产品，由上海正伟数字技术有限公司实行三月包换，一年免费维修的服务。
其他产品由产品供应商进行服务承诺，至少保证一个月包换，三个月免费维修。
信息终端的SIM卡费用由移动公司收取，如同手机使用一样，用户需要自行控制使用费用
运行维护不是本方案的责任事项，我公司提供产品保修，如果需要日常维护，费用另行协商
、结论：
采用有线方式，租用静态IP目前费用比较高约800~1500元/月。采用GPRS无线方式，系统流量费用目前有包月制和按数据量两种收费方式，GPRS按流量计算0.01元K，而包月制5元/月有50M流量，可满足有关企业目前温度数据采集系统的实际数据量，估计日后其费用会逐步降低。对于温度监测用户来说，由于通信费用较低，享受到了实惠。另外，由于接入设备可以移动，当公司搬迁时设备可随之迁移并可继续使用，可以保护用户原有投资，适合于温度信息采集工作的特点。
采用GPRS构建冷藏车温度数据采集系统，不仅能很好地满足温度信息采集监测的需求，而且，做为网络运营商的移动通信公司也将因此获得业务稳定的集团用户，随着用户数量的增加，移动通信公司的营收也随之增加，调动了运营商的积极性，符合网络建设和网络应用同步发展的要求。
采用GPRS构建冷藏车温度数据采集系统，不仅能很好地满足温度信息采集监测的需求，而且，做为网络运营商的移动通信公司也将因此获得业务稳定的集团用户，随着用户数量的增加，移动通信公司的营收也随之增加，调动了运营商的积极性，符合网络建设和网络应用同步发展的要求。
（转载）
