本發(fā)明涉及冷鏈運輸溫度控制，具體地說，涉及一種用于血液冷鏈運輸?shù)脑贫藢崟r溫控系統(tǒng)。

背景技術：

1、一種用于血液冷鏈運輸?shù)脑贫藢崟r溫控系統(tǒng)旨在實時監(jiān)控車廂溫度變化和應對不同運輸路線和行駛條件帶來的溫度波動，通過在云端服務器上構建虛擬車廂環(huán)境和血液箱，控制車廂內(nèi)部溫度的變化，確保血液箱內(nèi)的溫度穩(wěn)定，減少因外部環(huán)境變化引起的溫度波動，確保血液在整個運輸過程中的安全性。

2、現(xiàn)有的血液冷鏈運輸實時溫控系統(tǒng)不能考慮環(huán)境因素對車廂和血液箱溫度變化的影響，且由于不同行駛條件和外界環(huán)境溫度影響車廂溫度變化，而車廂溫度變化引起的血液箱溫度波動，最終會導致血液溫度不穩(wěn)定和質(zhì)量風險增加的問題，因此，設計一種用于血液冷鏈運輸?shù)脑贫藢崟r溫控系統(tǒng)。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于血液冷鏈運輸?shù)脑贫藢崟r溫控系統(tǒng)，以解決上述背景技術中提出的由于不同行駛條件和外界環(huán)境溫度影響車廂溫度變化，而車廂溫度變化引起的血液箱溫度波動，最終會導致血液溫度不穩(wěn)定和質(zhì)量風險增加的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明目的在于提供了一種用于血液冷鏈運輸?shù)脑贫藢崟r溫控系統(tǒng)，包括：

3、溫度檢測單元，所述溫度檢測單元使用溫度傳感器，實時檢測血液箱溫度和車廂溫度；

4、還包括數(shù)據(jù)傳輸單元，所述數(shù)據(jù)傳輸單元用于收集血液箱溫度數(shù)據(jù)、車廂溫度數(shù)據(jù)和車輛位置信息，并通過無線傳輸裝置將血液箱溫度數(shù)據(jù)、車廂溫度數(shù)據(jù)和車輛位置信息上傳到云端服務器；

5、還包括虛擬模型單元，所述虛擬模型單元利用建模軟件和云計算資源，在云端服務器構建一個車輛虛擬模型；

6、還包括溫度閾值檢測單元，所述溫度閾值檢測單元用于監(jiān)測血液箱溫度和車廂溫度是否超出閾值范圍，并進行溫度警戒報警；

7、還包括溫度調(diào)控單元，所述溫度調(diào)控單元用于手動和云端調(diào)控車廂溫度，并根據(jù)車廂溫度對血液箱內(nèi)部溫度的影響，手動以及通過pid控制算法綜合調(diào)控血液箱溫度。

8、作為本技術方案的進一步改進，所述溫度檢測單元包括血液箱溫度檢測模塊和車廂溫度檢測模塊；

9、其中，所述血液箱溫度檢測模塊采用高精度數(shù)字溫度傳感器，實時監(jiān)測并采集血液箱溫度數(shù)據(jù)，并將血液箱溫度數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)傳輸單元；

10、所述車廂溫度檢測模塊使用溫度傳感器，實時監(jiān)測并采集車廂溫度數(shù)據(jù)，并將車廂溫度數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)傳輸單元。

11、作為本技術方案的進一步改進，所述數(shù)據(jù)傳輸單元包括數(shù)據(jù)收集模塊和無線傳輸模塊；

12、其中，所述數(shù)據(jù)收集模塊收集來自溫度檢測單元的血液箱溫度數(shù)據(jù)和車廂溫度數(shù)據(jù)，以及收集車輛位置信息，并通過卡爾曼濾波器整合血液箱溫度數(shù)據(jù)和車廂溫度數(shù)據(jù)和車輛位置信息，生成統(tǒng)一數(shù)據(jù)包；

13、所述無線傳輸模塊使用5g無線傳輸將統(tǒng)一數(shù)據(jù)包上傳到云端服務器。

14、作為本技術方案的進一步改進，所述虛擬模型單元包括虛擬建模模塊和實時數(shù)據(jù)展示模塊；

15、其中，所述虛擬建模模塊使用建模軟件構建車輛虛擬模型，車輛虛擬模型包括車廂內(nèi)部和血液箱布局，并將車輛虛擬模型上傳到云端服務器進行存儲和渲染；

16、所述實時數(shù)據(jù)展示模塊將云端服務器上的血液箱溫度數(shù)據(jù)和車廂溫度數(shù)據(jù)，以及收集車輛位置信息，集成到車輛虛擬模型中，并在網(wǎng)頁上實時展示車廂溫度、血液箱溫度和血液箱位置以及車輛位置信息。

17、作為本技術方案的進一步改進，所述溫度閾值檢測單元包括溫度監(jiān)測模塊和報警模塊；

18、其中，所述溫度監(jiān)測模塊實時監(jiān)測血液箱溫度和車廂溫度，并檢測血液箱溫度是否處于血液箱溫度閾值范圍和車廂溫度是否處于車廂溫度閾值范圍；

19、所述報警模塊基于報警策略，在任意一個溫度超出閾值時，在車輛虛擬模型中實時顯示報警狀態(tài)和車輛駕駛顯示屏上進行顯示報警狀態(tài)。

20、作為本技術方案的進一步改進，所述溫度監(jiān)測模塊實時監(jiān)測血液箱溫度和車廂溫度，并檢測血液箱溫度和車廂溫度是否超出溫度閾值范圍，涉及以下步驟：

21、s4.1、在云端服務器獲取實時的血液箱溫度數(shù)據(jù)和車廂溫度數(shù)據(jù)；

22、s4.2、設定血液箱溫度最低閾值和最高閾值，設定車廂溫度最低閾值和最高閾值,

23、s4.3、監(jiān)測血液箱溫度數(shù)據(jù)是否處于血液箱溫度閾值范圍：

24、；

25、其中，為第個血液箱的溫度；

26、s4.4、監(jiān)測車廂溫度是否處于車廂溫度閾值范圍：為血液箱溫度最低閾值；為血液箱溫度最高閾值；

27、；

28、其中，所述為第個血液箱的溫度。

29、作為本技術方案的進一步改進，所述溫度調(diào)控單元包括手動調(diào)控模塊和云端調(diào)控模塊；

30、其中，所述手動調(diào)控模塊用于車廂操作員通過物理溫控器手動調(diào)控血液箱溫度和車廂溫度；

31、所述云端調(diào)控模塊用于在云端服務器由操作人員發(fā)出指令通過pid控制算法自動調(diào)控車廂溫度，并根據(jù)車廂溫度對血液箱內(nèi)部溫度的影響，通過pid控制算法綜合調(diào)控血液箱溫度。

32、作為本技術方案的進一步改進，所述云端調(diào)控模塊在云端服務器由操作人員發(fā)出指令通過pid控制算法自動調(diào)節(jié)車廂溫度，具體步驟如下：

33、s5.1.1、操作人員通過云端監(jiān)控界面輸入車廂溫度目標值；

34、s5.1.2、從云端服務器提取實時車廂溫度數(shù)據(jù)；

35、s5.1.3、計算實時車廂溫度數(shù)據(jù)與車廂溫度目標值的溫度誤差：

36、；

37、s5.1.4、計算車廂pid控制器輸出：

38、；

39、其中，為pid控制器的輸出，用于調(diào)節(jié)車廂的冷藏設備和加熱設備功率；為車廂pid控制參數(shù)的比例控制部分增益系數(shù)；為車廂pid控制參數(shù)的積分控制部分增益系數(shù)；為車廂pid控制參數(shù)的微分控制部分增益系數(shù)；為從時間到當前時間的車廂溫度變化累積誤差；為車廂溫度誤差的變化率，表示車廂溫度誤差的變化速度；

40、s5.1.4、根據(jù)控制輸出，自動調(diào)節(jié)車廂內(nèi)的冷藏設備：時，增加制冷功率，降低車廂溫度；時，減少制冷功率，提高車廂溫度。

41、作為本技術方案的進一步改進，所述云端調(diào)控模塊根據(jù)車廂溫度對血液箱內(nèi)部溫度的影響，通過pid控制算法綜合調(diào)控血液箱溫度，具體步驟如下：

42、s5.2.1、操作人員通過云端監(jiān)控界面輸入血液箱溫度目標值；

43、s5.2.2、從云端服務器提取實時車廂溫度數(shù)據(jù)和血液箱溫度數(shù)據(jù)；

44、s5.2.3、引入車廂溫度透過血液箱通過熱傳遞系數(shù)影響血液箱溫度；

45、s5.2.4、計算實時車廂溫度數(shù)據(jù)與車廂溫度目標值的溫度誤差；

46、；

47、s5.2.5、計算血液箱pid控制器輸出：

48、s5.2.6、根據(jù)控制輸出，自動調(diào)節(jié)血液箱內(nèi)的冷藏設備：時，增加制冷功率，降低血液箱溫度；時，減少制冷功率，提高血液箱溫度。

49、作為本技術方案的進一步改進，所述s5.2.3中，引入車廂溫度透過血液箱通過熱傳遞系數(shù)影響血液箱溫度，具體方法如下：

50、；

51、其中，為車廂溫度對血液箱溫度的影響；為熱傳遞系數(shù)，由血液箱的材質(zhì)決定；

52、所述s5.2.4中，計算實時車廂溫度數(shù)據(jù)與車廂溫度目標值的溫度誤差，具體方法如下：

53、；

54、所述s5.2.5中，計算血液箱pid控制器輸出，具體方法如下：

55、；

56、其中，為血液箱pid控制器的輸出，用于調(diào)節(jié)血液箱的冷藏設備和加熱設備功率；為血液箱pid控制參數(shù)的比例控制部分增益系數(shù)；為血液箱pid控制參數(shù)的積分控制部分增益系數(shù)；為血液箱廂pid控制參數(shù)的微分控制部分增益系數(shù)；為從時間到當前時間的血液箱溫度變化累積誤差；為血液箱溫度誤差的變化率，表示血液箱溫度誤差的變化速度。

57、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果：

58、1、該用于血液冷鏈運輸?shù)脑贫藢崟r溫控系統(tǒng)中，通過在云端服務器上構建虛擬車廂環(huán)境和血液箱，可以實時監(jiān)控車廂內(nèi)各個位置的溫度變化、血液箱的狀態(tài)以及車輛的行駛路徑，確保血液在整個運輸過程中的安全性。

59、2、該用于血液冷鏈運輸?shù)脑贫藢崟r溫控系統(tǒng)中，通過在pid控制算法中引入車廂溫度對血液箱溫度的影響因素考慮熱傳遞系數(shù)，可以更準確地反映車廂溫度對血液箱溫度的實際影響，從而更精確地調(diào)控血液箱的溫度，pid控制算法不僅根據(jù)血液箱內(nèi)部溫度進行調(diào)節(jié)，還綜合考慮車廂溫度的變化對血液箱溫度的間接影響，保證了溫度調(diào)控的高精度和快速響應，有效減少溫度波動，保持血液在運輸過程中的最佳溫度環(huán)境，確保血液質(zhì)量和安全。