一种应用于制冷设备的物联网系统.pdf

本发明公开了一种应用于制冷设备的物联网系统，包括电源、数据收集模块、控制模块和网络服务器，电源分别与制冷设备、数据采集模块和控制模块相连，数据收集模块和控制模块分别与制冷设备相连，数据收集模块与控制模块相连，控制模块通过网络与网络服务器相连，控制模块根据数据收集模块收集的数据控制制冷设备制冷，并将收集的数据传递至网络服务器。本发明的技术方案能够实时监控冷链物流的运输状态，并实时、稳定的控制制冷设备的工作状态，保证物流箱内的温度，提高冷藏的效果，并且使用方便，适用于血液、人体样本、贵重药品、生鲜、超低温环境等的运输，还可实时监测路况和司机的驾驶习惯，保障冷藏物品的运输安全和效率。

权利要求书
1.  一种应用于制冷设备的物联网系统，其特征在于，所述制冷设备包括箱体和制冷机构，所述箱体与制冷机构相连，所述制冷机构包括主动制冷机，所述主动制冷机通过其上的冷端冷却所述箱体内的温度，所述物联网系统包括电源、数据收集模块、控制模块和网络服务器，所述电源分别与所述制冷设备、数据采集模块和控制模块相连，所述数据收集模块和控制模块分别与所述制冷设备相连，所述数据收集模块与所述控制模块相连，所述控制模块通过网络与所述网络服务器相连，所述控制模块根据所述数据收集模块收集的数据控制所述制冷设备制冷，并将收集的数据传递至所述网络服务器。

2.  如权利要求1所述的应用于制冷设备的物联网系统，其特征在于，所述数据收集模块包括检测所述制冷设备所处的运输状态的第一传感器。

3.  如权利要求2所述的应用于制冷设备的物联网系统，其特征在于，所述运动传感器包括检测运输过程中的颠簸、侧翻、急刹、急加速、急转的速度传感器、加速度传感器和方向传感器。

4.  如权利要求1所述的应用于制冷设备的物联网系统，其特征在于，所述数据收集模块包括检测所述制冷设备的工作状态的第二传感器。

5.  如权利要求4所述的应用于制冷设备的物联网系统，其特征在于，所述第二传感器包括检测所述制冷设备的制冷温度的温度传感器。

6.  如权利要求5所述的应用于制冷设备的物联网系统，其特征在于，所述温度传感器设于所述制冷设备的箱体中，所述控制模块根据所述温度传感器监测的箱体中的温度控制所述主动制冷机的运行。

7.  如权利要求2所述的应用于制冷设备的物联网系统，其特征在于，所述温度传感器还设于所述主动电机的冷端处，所述控制模块根据所述温度传感器 检测的主动制冷机冷端与箱体内的温差控制所述主动制冷机的运行。

8.  如权利要求1所述的应用于制冷设备的物联网系统，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块相连，所述显示模块显示所述数据收集模块检测的信息。

9.  如权利要求1所述的应用于制冷设备的物联网系统，其特征在于，还包括存储模块，所述存储模块与所述控制模块相连，所述存储模块存储所述数据收集模块收集的信息。

10.  如权利要求1所述的应用于制冷设备的物联网系统，其特征在于，所述电源为太阳能板、蓄电池或车载外接电源。

说明书一种应用于制冷设备的物联网系统
技术领域
本发明属于机械技术领域，涉及一种物联网，尤其涉及一种应用于制冷设备的物联网系统。
背景技术
然而现有的冷链物流中所使用的物流箱大多仅仅具有保持低温的功能，在长时间的物流运送及存储过程中不仅容易造成低温的流失，而且缺乏对温度的实时控制，达到保证食品等物品质量的温度要求。
此外，现有的低温物流箱中大多采用被动式制冷，其保温时间相对于主动制冷时间短，在堵车，航班延误等环节有劣势。
其不仅不方便安装和携带的同时，还具有降温速度慢、功率低、在低温时无法实现变频的缺点，容易造成物流箱中的温度频繁变动，制冷效率低且制冷效果差。
物联网是利用局部网络或互联网等通信技术把传感器、控制器、机器、人员、物等通过新的方式联在一起，形成人与物、物与物相联，实现信息化、远程管理控制和智能化的网络。
因此，本领域的技术人员致力于研发应用于制冷设备的物联网系统。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种应用于制冷设备的物联网系统。
为达到上述目的，具体技术方案如下：
一种应用于制冷设备的物联网系统，所述制冷设备包括箱体和制冷机构，所述箱体与制冷机构相连，所述制冷机构包括主动制冷机，所述主动制冷机通 过其上的冷端冷却所述箱体内的温度，所述物联网系统包括电源、数据收集模块、控制模块和网络服务器，所述电源分别与所述制冷设备、数据采集模块和控制模块相连，所述数据收集模块和控制模块分别与所述制冷设备相连，所述数据收集模块与所述控制模块相连，所述控制模块通过网络与所述网络服务器相连，所述控制模块根据所述数据收集模块收集的数据控制所述制冷设备制冷，并将收集的数据传递至所述网络服务器。
优选的，所述数据收集模块包括检测所述制冷设备所处的运输状态的第一传感器。
优选的，所述运动传感器包括检测运输过程中的颠簸、侧翻、急刹、急加速、急转的速度传感器和方向传感器。
优选的，所述数据收集模块包括检测所述制冷设备的工作状态的第二传感器。
优选的，所述第二传感器包括检测所述制冷设备的制冷温度的温度传感器。
优选的，所述温度传感器设于所述制冷设备的箱体中，所述控制模块根据所述温度传感器监测的箱体中的温度控制所述主动制冷机的运行。
优选的，所述温度传感器还设于所述主动电机的冷端处，所述控制模块根据所述温度传感器检测的主动制冷机冷端与箱体内的温差控制所述主动制冷机的运行。
优选的，还包括显示模块，所述显示模块与所述控制模块相连，所述显示模块显示所述数据收集模块检测的信息。
优选的，还包括存储模块，所述存储模块与所述控制模块相连，所述存储模块存储所述数据收集模块收集的信息。
优选的，所述电源为太阳能板、蓄电池或车载外接电源。
相对于现有技术，本发明的技术方案能够实时监控冷链物流的运输状态，并实时、稳定的控制制冷设备的工作状态，保证物流箱内的温度，提高冷藏的效果，并且使用方便，适用于血液、人体样本、贵重药品、生鲜、超低温环境等的运输。此外，本发明的技术方案还可实时监测路况和司机的驾驶习惯，保 障冷藏物品的运输安全和效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1本发明实施例的结构示意图；
图2本发明实施例制冷设备的结构框图；
图3本发明实施例制冷机构的结构框图；
图4本发明实施例制冷机构的冷气出口和热气进口的结构示意图；
图5本发明实施例制冷机构的散热口的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下将结合附图对本发明的实施例做具体阐释。
如图1中所示的本发明的实施例的一种应用于制冷设备的物联网系统，制冷设备为主动制冷设备，其制冷机构包括压缩机等主动制冷机，以主动的对物流箱内的温度进行控制。在本发明的实施例中，优选主动制冷机为斯特林制冷机。
在本发明的实施例中，优选物联网系统包括斯特林制冷模块和移动数据处理中心。斯特林制冷模块通过移动数据处理中心利用局部网络或互联网等通信技术进行信息化、智能化的控制，以提高制冷设备的自动化的制冷效果和制冷 效率。
斯特林制冷模块包括利用斯特林制冷机进行制冷的制冷设备，其主要包括箱体9和制冷机构1。箱体9与制冷机构1相连。制冷机构1包括斯特林制冷机2，斯特林制冷机2通过其上的冷端3冷却箱体9内的温度。
物联网系统的移动数据处理中心包括电源10、数据收集模块12、控制模块11和网络服务器13。
电源10分别与制冷设备、数据采集模块12和控制模块11相连。数据收集模块12和控制模块11分别与制冷设备相连，数据收集模块12与控制模块11相连，控制模块11通过网络与网络服务器13相连。控制模块11根据数据收集模块12收集的数据控制制冷设备制冷，并将收集的数据传递至网络服务器13。
控制模块11与网络服务器13(Server)相连，每隔一定时间发送相关状态报告，网络服务器13则根据历史收集的数据进行大数据分析，提供有商业价值的数据。
数据收集模块12包括检测制冷设备所处的运输状态的第一传感器和检测制冷设备的工作状态的第二传感器。
优选运动传感器包括检测运输过程中的颠簸、侧翻、急刹、急加速、急转的速度传感器、加速度传感器(ACC)和方向传感器(Gyro)，用于检测运输过程中的颠簸、侧翻、急刹、急加速、急转，以此判断司机的驾驶水平，还可实时监测路况和司机的驾驶习惯，保障冷藏物品的运输安全和效率。
优选第二传感器包括检测制冷设备的制冷温度的温度传感器(Temp)。并优选数据收集模块12中还包括GPS、GPRS、NFC、Wifi，以及NFC等传感器。
在本发明的实施例中，优选电源10通过控制模块11与制冷设备相连，数据收集模块12与控制模块11相连，控制模块11根据数据收集模块12收集的数据控制制冷设备制冷。电源10优选为太阳能电池板、蓄电池或者车载外接电源。
并优选温度传感器设于箱体9中，温度传感器与控制模块11相连，控制模块11与斯特林制冷机2相连，控制模块11根据温度传感器监测的箱体9中的 温度控制斯特林制冷机2的运行，温度传感器全时间连接斯特林制冷机2，同时对于箱体9内的温度做全时间纪录。设备判断的温度，一是可以作为控制制冷设备的参数依据，二是可以作为物流公司的温控状态的实时保障，如果出现温控失常，那么其数据可以作为物流公司承运期间温度数据的证据。
并结合如图2中所示，在本发明的实施例中，优选温度传感器还设于斯特林制冷机2的冷端3处，控制模块11根据温度传感器检测的斯特林制冷机2冷端3与箱体9内的温差控制斯特林制冷机2，并优选当温度传感器检测斯特林制冷机2冷端3与箱体9内的温差大于等于50±5℃，控制模块11控制斯特林制冷机2停机。
此外，在本发明的实施例中，还包括显示模块和存储模块，显示模块显示温度传感器等检测的温度信息。存储模块存储温度传感器等监测的温度信息。
如图1中所示，在本发明的实施例中，电源10为蓄电池或/和外接电源，电源10提供制冷机构1、温度传感器和控制模块11等的电力。
另如图1中所示，在本发明的实施例中，优选还包括备用电源，备用电源与温度传感器等传感器相连，为温度传感器等传感器提供长时间的电力，以供其全时间的监测箱体9内的温度等环境信息；并优选当电源10不供电时，温度传感器仅仅监测箱体9内的温度，并不需向控制模块11传递监测的信息。并优选备用电源为可充电式电源，当接通电源10时，由电源10充电。此外，优选还包括太阳能电池板与备用电源连接，并对其进行充电。
此外，如图1中所示，在本发明的实施例中，优选电源10为蓄电池，制冷机构1、电源10、温度传感器和控制模块集成在一起。集成的制冷机构1、电源10、温度传感器和控制模块11与箱体9可拆连接，以方便拆装。
在本发明的实施例中，通过方便拆装和携带的斯特林制冷机作为物流箱的冷源，并通过温度传感器和控制模块通过运行中的温度，既能够保证物流箱的冷藏效果，又便于运输。
此外，在本发明的实施例中，优选还包括集成控制模块11或与网络服务器13相连的手持控制端，手持控制端优选与控制模块11通过无线网相连，接收 并显示控制模块11发出的信息并可对控制模块11发出指令。
如图1和2中所示，在本发明的实施例中，箱体9上设有制冷气91进口，制冷机构1包括斯特林制冷机2和冷腔。斯特林制冷机2上设有冷端3，冷端3置于冷腔中。冷腔由隔热材料制成。冷腔上设有冷端气出口4，冷腔的冷端气出口4与箱9体的制冷气进口91相通。
本发明的实施例通过方便拆装和携带的斯特林制冷机作为物流箱的冷源，通过斯特林制冷机对物料箱进行制冷，既能够保证物流箱的冷藏效果，又便于运输。
在本发明的实施例中，制冷机构1与箱体9之间既可以通过导冷管将冷腔的冷端气出口4与箱体9的制冷气进口91相通，以扩大冷腔的体积，并优选在导冷管的末端设有具有更大并可调整的面积的散热片，或者优选导冷管的一端与冷端3相连，另一端的散热片与冷腔的冷端气出口4以及箱体9的制冷气进口91相通，以提高制冷效果；又可以通过冷腔的侧面与箱体9的侧面相连，并且冷腔的冷端气出口4与箱体9的制冷气进口91相连，将冷腔中的冷气直接导进入到箱体9内。
此外，在直接相连，并优选为可拆连接的时候，优选冷腔的底面与箱体的顶面相连或冷腔的顶面与箱体的底面相连。
在冷腔的顶面与箱体的底面相连的情况下，冷腔中的冷气从其顶部进入箱体的底部，从而达到更好的制冷效果。此时，可在斯特林制冷机的热端加装散热机构，优选为散热气扇，提高斯特林制冷机的热端的散热效果。
而在冷腔的底面与箱体的顶面相连的情况下，冷腔中的冷气从其底部进入箱体的顶部，更加利于斯特林制冷机的快速制冷。此时，优选还包括导气管93，导气管93置于箱体9中，导气管93的一端与制冷气进口91相连，另一端置于箱体9内，优选位于箱体9的底部，提高制冷效果。
如图2-4中所示，在本发明的实施例中，还包括驱动风机5，驱动风机5置于冷腔中，驱动风机5驱动冷腔中的空气依次通过冷端气出口4、制冷气进口91进入箱体9中，并优选通过导气管93导入箱体9的底部，通过驱动风机 5提高制冷效率。
此外，如图2-5中所示，在本发明的实施例中，冷腔上还设有冷端气进口6，箱体9上还设有制冷气出口92，冷腔的冷端气进口6与箱体9的制冷气出口92相通，并优选驱动风机5设于冷腔中的冷端气出口4或冷端气进口6处，并在冷腔和箱体9之间形成一个气体的热交换循环，将箱体9内的相对较高温度的气体循环至冷腔进行制冷，然后再循环进入箱体9内，提高了制冷效果。
另外，优选还包括置于箱体9的制冷气出口92和制冷气进口91之间的、将制冷气出口92的相对较高温度的气体换成制冷气进口91的相对较高温度的气体的换热器，从而提供制冷效果和效率。
换热器可以置于箱体9内、箱体9的侧面上或直接置于冷腔中的斯特林制冷机2的冷端3上，提高斯特林制冷机2的制冷效果。
另外，在保鲜或特殊用途的物流箱中，或者为了提高制冷效果，优选使用空气之外的其他具有保鲜或特殊用途的，或者具有较高的制冷效果的气体，在制冷机构1的冷腔和箱体9之间形成密封的供气体循环的结构。
在本发明的实施例中，优选还包括集水槽94，优选包括吸水材料，如海绵网。优选集水槽94设于冷端上的冷端换热器7的下方，或者优选集水槽94设于箱体9的制冷气进口91和/或制冷气出口92的下方，将由于制冷造成的冷凝水收集并导出箱体9外。
如图2-5中所示，在本发明的实施例中，为了进一步提高制冷效果，斯特林制冷机2的冷端3上还设有冷端换热器7。优选冷端换热器7与冷腔的腔体之间还设有隔热棉垫，以密封、减震和降噪。
在本发明的实施例中，优选冷端换热器7中的换热片的延伸方向与驱动气机6驱动空气流通方向平行或呈一定的角度，以利于物流箱中的热空气充分的降温，提高制冷效率。并优选冷端换热器7包括相互沿直径方向延伸并折叠呈环形的翅片及翅片组。
此外，在本发明的实施例中，冷腔的体积为冷端换热器7的1.2～5倍，优选为1.2～3倍。
如图2-5中所示，在本发明的实施例中，优选冷腔中包括相通的冷端进气腔和冷端出气腔。冷端气进口6设于冷端进气腔上，冷端气出口4设于冷端出气腔上，冷端换热器7置于冷端进气腔中或冷端进气腔和冷端出气腔之间，驱动风机6设于冷端出气腔中。
如图2-5中所示，在本发明的实施例中，优选制冷机构1中集成了斯特林制冷机2，以及换热器、驱动风机5、导冷管、导气管93、集水槽94中的一个、多个或全部，以提高运输的便携性和安装的简便性，在需要时可方便的将制冷机构及以上部件加装在物流箱上。
在发明的实施例中，由于斯特林制冷机2上还设有与冷端3相对应的热端8，为了不影响制冷效果及提高工作效率，在热端3和冷端8之间进行热隔离。优选斯特林制冷机2上热端8置于热腔中。并在热腔和冷腔之间设有具有高度隔热效果的隔离板，优选为真空绝热材料制成。同时，优选热腔和冷腔均由具有隔热效果的材料制成，以保障冷腔和热腔之间的隔热效果、提高制冷效果。
此外，热腔上设有散热风出口81和散热风进口82，并优选热腔的热端8上设有热端散热片，热腔的体积优选最少为热端散热片体积的1.2倍，利于热端8散发热量。并优选散热风出口81和散热风进口82分设于热腔的两端，以形成散热循环，提高散热效果。
如图2-5中所示，在本发明的实施例中，当需要使用本发明实施例时，将制冷机构1加装在传统的保温箱体9的原有盖板上，启动斯特林制冷机2和驱动风机5，将箱体9内的温度较高的气体经由冷腔内的斯特林制冷机2的冷端3冷却，再进入箱体9内，以降低并保持箱体9内的温度。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。