一种基于物联网的罐式集装箱调温方法及系统与流程

本发明涉及集装箱温度测量，具体为一种基于物联网的罐式集装箱调温方法及系统。

背景技术：

1、作为液体、气体和各种危险品运输的理想包装和运载工具，罐式集装箱以其独具的安全、快捷、高效和低成本的综合优势已被越来越多的用户所认可，使用率不断攀升。为了能够对罐式集装箱内部运输的介质加热或调温，故而需要在罐式集装箱的底部或顶部设置调温系统，因此调温系统已成为罐式集装箱的重要组成部分。

2、现有技术中，运输车辆上的控制终端对罐式集装箱内的温度进行检测，并通过调温系统调整罐式集装箱内货物的温度，但在调温模式对集装箱内货物进行调温的过程中，往往需要一段时间才能让罐式集装箱内的的温度控制在预设范围内，尤其是在环境温度出现变化的情况下，集装箱内的温度会受到外界温度的影响，即使通过模式切换调节箱内温度的变化速度，模式切换的过程中仍然会存在一段时间的过渡期，可能出现罐式集装箱内货物温度变化的速度高于调温系统调温速度的情况，导致罐式集装箱内的货物在相当时间内缺乏合理的箱内温度，产生货物安全存储问题。因此，设计调温检测精准性高和货物温度控制能力强的一种基于物联网的罐式集装箱调温方法及系统是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于物联网的罐式集装箱调温方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的罐式集装箱调温方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：在运载罐式集装箱车辆上的控制终端接入罐式集装箱调温系统，调温系统对罐式集装箱内的温度环境进行监测；

4、步骤s2：调温系统的运行模式包括全额调温模式、间歇式调温模式、自平衡循环模式和控温平衡模式，单个罐式集装箱内调温系统分别历经一次全额调温模式、间歇式调温模式、自平衡循环模式和控温平衡模式为一个调温序列，调温系统根据对罐式集装箱内温度变化过程的分析结果，在检测到集装箱内温度变化达到预设标准后，对罐式集装箱内的调温模式进行调节；

5、步骤s3：在调温系统对集装箱内温度进行调节的过程中，在检测到单个调温序列结束时对控制终端进行提示。

6、根据上述技术方案，所述步骤s2包括：

7、步骤s21：所述控制终端设置在罐式集装侧面，由控制柜、制冷和加热机组、测量装置、被安装在罐体外面的循环通道、冷媒组成，所述测量装置实时对货物温度进行监控和反馈给控制柜，所述控制柜根据反馈的温度监控数据进行逻辑判断，并下达指令给制冷机组和加热机组，制冷机组和加热机组启动执行对应制冷和制热指令；

8、步骤s22：所述测量装置实时对罐式集装箱内的温度环境进行检测，若测量装置检测到储存在罐式集装箱内存放货物对温度的需求度高与当前罐式集装箱外的环境变化温度范围时，对罐式集装箱外的环境温度进行具体检测，获取罐式集装箱自身对集装箱内货物的温度调节能力是否能够使得集装箱内货物对温度的需求度维持在正常标准内，若不能，则启动罐式集装箱内的调温系统，通过集装箱内的控制终端检测当前调温系统的调温模式，调温系统针对于预测结果，控制罐式集装箱合适的时间点切换调温模式，并将调温模式切换的信息传输回控制终端。

9、根据上述技术方案，所述步骤s22包括：

10、步骤s221：控制终端接收到调温信息后，通过设置于罐式集装箱内的第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器对罐式集装箱内货物表面的温度值进行检测，获取当前不同位置对应的监测温度值，其中，所述第一温度传感器的设置位置在罐式集装箱内的随机货物的外侧接触面上，第一温度传感器检测到的温度为t1，所述第二温度传感器的设置位置在罐式集装箱的内壁上，第二温度传感器检测到的温度为t2，所述第三温度传感器的设置位置在罐式集装箱运输车辆车顶，第三温度传感器检测到的温度为t3，所述第四温度传感器的设置位置在冷媒装置的外壁上，第四温度传感器检测到的温度为t4；

11、步骤s222：若第三温度传感器检测到罐式集装箱外侧环境温度t3与第二温度传感器检测到的集装箱内壁温度t2的温度差高于初始温差设定值△t0时，控制柜下达指令给制冷和加热机组停机工作；

12、步骤s223：当测量装置检测到第一温度传感器检测到的温度t1高于货物温度设定值t时，系统开始全额调温模式；当冷媒检测温度t4低于货物设定温度t与温差设定值△t1之差时，系统进入间歇式调温模式；当第一温度传感器检测温度t1低于货物设定温度t与温差设定值△t2之和时，系统进入自平衡循环模式；当第一温度传感器检测温度t1低于货物设定温度t与1/2温差设定值△t3之和时，系统进入控温平衡模式。

13、根据上述技术方案，所述步骤s223中，当调温模式为全额调温模式时，调温系统执行的调整方法具体为：

14、第一温度传感器的检测温度正常到达下一个间歇式调温模式所需要花费的时间，其中t11为全额调温模式启动时第一温度传感器检测的温度值，p1为全额调温模式下调温模式使得第一温度传感器检测温度变化的温度变化功率，在当前货物温差下，第二温度传感器检测温度受到外界温度影响而产生的调温影响系数，其中t31为全额调温模式下第三温度传感器检测的温度值，t21为全额调温模式下调温系统释放的温度值，η为当前罐式集装箱外侧箱壁的温度传递系数，η＞0，则在当前外界环境的影响下，第一温度传感器的检测温度实际到达下一个间歇式调温模式所需要花费的时间，在到达系统检测的时间后，将调温模式切换成间歇性调温模式的信息传输至控制终端。

15、根据上述技术方案，所述步骤s223中，当调温模式为间歇性调温模式时，调温系统执行的调整方法具体为：

16、第一温度传感器的检测温度正常到达下一个自平衡循环模式所需要花费的时间，其中p2为间歇式调温模式下调温模式使得第一温度传感器检测温度变化的温度变化功率，在当前货物温差下，第二温度传感器检测温度受到外界温度影响而产生的调温影响系数，其中t32为间歇式调温模式下第三温度传感器检测的温度值，t22为全额调温模式下调温系统释放的温度值，则在当前外界环境的影响下，第一温度传感器的检测温度实际到达下一个间歇式调温模式所需要花费的时间，其中γ为罐式集装箱内外热量传递时间指数，在到达系统检测的时间后，将调温模式切换成自平衡循环模式的信息传输至控制终端。

17、根据上述技术方案，所述步骤s223中，当调温模式为自平衡循环模式时，调温系统执行的调整方法具体为：

18、第一温度传感器的检测温度正常到达下一个调温序列所需要花费的时间，其中t13为调温系统切换到自平衡循环模式时第一温度传感器检测的温度值，p3为自平衡循环模式下调温模式使得第一温度传感器检测的温度变化的温度变化功率，在当前货物与外界温度的温差下，此时的第二温度传感器检测温度的受到外界温度影响而产生的调温影响系数，其中t33为自平衡循环模式下第三温度传感器检测的温度值，t23为全额调温模式下调温系统释放的温度值，则在当前外界环境的影响下，第一温度传感器的监测温度实际到达下一个控温平衡模式所需要花费的时间，在到达系统检测的时间后，将调温模式切换成控温平衡模式的信息传输至控制终端。

19、根据上述技术方案，所述罐式集装箱调温系统用于执行所述基于物联网的罐式集装箱调温方法，所述罐式集装箱调温系统包括集装箱数据采集模块、调温模块和调温序列结束提示模块，所述集装箱数据采集模块用于采集装载货物集装箱内部的数据信息；所述调温模块用于根据采集信息对集装箱内的温度环境进行检测，并根据装载货物的温度需求对罐式集装箱的箱内温度进行调节；所述调温序列结束提示模块用于在调温系统对温度进行调节的过程中，在单个调温序列结束时对调温系统进行提示。

20、根据上述技术方案，所述集装箱数据采集模块包括装载信息采集模块和材质信息收录模块，所述装载信息采集模块用于对集装箱内装载的货物温度需求信息进行采集；所述材质信息收录模块用于对集装箱箱体的材质信息进行收录，获取集装箱箱体传递热量的系数信息。

21、根据上述技术方案，所述调温模块包括温度传感器单元、热量传递分析模块和调温模式切换模块，所述温度传感器单元用于通过设置于罐式集装箱不同位置的温度传感器检测对应位置温度值；所述热量传递分析模块用于对外界环境对罐式集装箱内调温系统调温及装载货物热量传递的具体情况进行分析；所述调温模式切换模块用于通过调温系统对罐式集装箱内的调温模式进行切换。

22、根据上述技术方案，所述热量传递分析模块包括调温影响系数检测子模块和阶段调温时间预测子模块，所述调温影响系数检测子模块用于检测热量在介质之间进行传递过程对调温系统的影响系数值；所述阶段调温时间预测子模块用于对不同调温模式下调温系统最合适的调温时间进行预测。

23、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过调温系统针对于罐式集装箱不同位置的温度检测结果，对罐式集装箱内温度变化过程进行分析，基于分析结果控制罐式集装箱合适的时间点切换调温模式，并将调温模式切换的信息传输回控制终端，尽可能大得覆盖的内部货物在不同环境下不同运转模式下的罐式集装箱内的温度需求范围，全面提高罐式集装箱调温系统在不同情况下的调温能力，使得罐式调温系统能够对即将到来的外界温度突变进行提前变动，使得集装箱内的货物温度能够在各种情况下符合内部货物的温度需求。