Пищевая промышленность, являясь одной из самых важных и крупных отраслей промышленности во всем мире, включает в себя группу отраслей, которые прямо или косвенно связаны с переработкой пищевых продуктов. Пищевая промышленность может быть связана с производством, распределением, сохранением, переработкой, реализацией и хранением пищевых продуктов. Интернет вещей (IoT) позволяет в режиме реального времени визуализировать бизнес-процессы цепочки поставок, осуществлять сбор информации и мониторинг развития бизнеса.
Для пищевой промышленности это помогает поддерживать стандарты безопасности, ограничивать потери пищевых продуктов, управлять непредсказуемыми изменениями, контролировать качество продуктов. Ожидается, что решения IoT повлияют не только на способ производства продуктов питания, но и на социальные, экологические и экономические аспекты. Поэтому системы Интернета вещей, применяемые в пищевой промышленности, широко изучаются в существующей литературе. В этом проекте мы в основном фокусируемся на производстве консервации фруктов и их созревании, а также хранении конкретного фрукта, которым является банан.
Для созревания бананов требуется особая температура, а также особый газ, которым является этилен. Хранение в холодильнике считается важным аспектом обеспечения безопасности пищевых продуктов для поддержания их качества. Температура, относительная влажность (RH) и качество воздуха в холодильных камерах (CSR) должны тщательно контролироваться для обеспечения качества и безопасности продуктов при хранении в холодильнике. Управление на основе интернета вещей (IoT-BC) с помощью многофункциональных датчиков в пищевых технологиях обеспечивает решения для управления качеством фруктов после сбора урожая.
Для этого проекта основным требованием к компоненту является узел mcu 8266. Node MCU — это микропрограмма с открытым исходным кодом на базе Lua, специально разработанная для приложений Интернета вещей. Она включает в себя микропрограмму, работающую на Wi-Fi SoC ESP8266 от Express if Systems, и аппаратное обеспечение, основанное на модуле ESP-12.
Вступление
Считается, что использование Интернета вещей в цепочке поставок продуктов питания (FSC) улучшает качество жизни. Целью этого эссе было изучить потенциальное использование Интернета вещей в сельском хозяйстве для отслеживания и мониторинга качества и безопасности продуктов питания.
Камеры смартфонов пользователей были использованы для проверки свежести продуктов, согласно результатам успешной работы мобильного приложения для проверки свежести продуктов. Для отслеживания работы морозильной камеры в течение заданного периода времени непрерывно снимаются показания температуры, они сохраняются, а затем обрабатываются для использования в процедурах профилактического обслуживания. Используя интеллектуальную систему контроля температуры, предприятия общественного питания и производства напитков могут надлежащим образом проводить профилактическое обслуживание, поддерживать качество продуктов питания, а также повышать производительность труда персонала.
Результатом является постоянное измерение температуры в морозильной камере в течение всего дня в 24-часовом формате. Когда температура от DS18B20 будет получена, программатор, работающий на контроллере ESP32, сравнит ее с пороговым значением температуры и отправит данные о температуре через Wi-Fi в базу данных. Если возникает проблема, включается звуковой сигнал и отправляется короткое сообщение на номер телефона, указанный в системе. Для отслеживания температуры данные о температуре передаются в облачную базу данных через Wi-Fi. Основываясь на истории сохранения температуры, пользователь также может предвидеть проблемы, отслеживая работу морозильной камеры. Пользователь также может начать процедуру технического обслуживания до того, как морозильная камера выйдет из строя и перестанет работать.
В дополнение к системе мониторинга, следующим дополнительным действием, которое может быть выполнено, является отправка уведомлений с использованием различных систем обмена сообщениями, таких как электронная почта, SMS или Whatsapp, для улучшения системы мониторинга. Для хранения продуктов наиболее распространенным домашним и кухонным оборудованием, используемым повсеместно, является холодильник. На кухне умные приборы пользуются наибольшим спросом, и холодильник является одним из таких гаджетов. Этот прибор в основном используется для решения разнообразных задач, включая хранение фруктов, овощей и других продуктов. Любой старый холодильник можно превратить в интеллектуальную, экономичную машину с датчиками, установив интеллектуальный холодильный модуль.
Целью этого исследования является предотвращение порчи продуктов, снижение заболеваемости и улучшение образа жизни современных людей. Он способен информировать людей о текущем состоянии продуктов питания с помощью приложения для Android на телефоне. Модуль Smart refrigerator способен предупреждать пользователя и контролировать эффективность работы холодильника на расстоянии. Пользователь получает уведомления и информацию из программы через приложение для Android. Умный холодильник удобен в использовании и экономичен. Контроль температуры продуктов на кухне имеет решающее значение. Для достижения минимального энергопотребления холодильники теперь оснащаются более толстой изоляцией и маломощными компрессорами. В этом исследовании результаты сравниваются с результатами опроса, проведенного в 1991 году среди бытовых холодильников, которые все еще используются. В отчете также изучалась температура в морозильных камерах в домах.
Цель мониторинга
• Для управления значением соленоида для подачи газообразного аммиака • Для управления блоком кондиционирования воздуха • В соответствии с таймером обе системы должны работать • Обе системы управляются в режиме онлайн – У него есть таймер для включения, и в соответствии с таймером система выключится • Параметры температуры и влажности должны отслеживаться в режиме онлайн – в случае отключения питания необходимо отметить время до включения питания • Данные должны отображаться на облачном сервере
Разработка и внедрение
Для контроля температуры используется датчик температуры DHT11. • Датчик температуры подключен к контроллеру ESP. • Датчик температуры записывает данные, которые хранятся на облачном сервере для мониторинга, с указанием даты и времени, а также в виде графика. Таким образом, температура холодильных камер постоянно контролируется с помощью Интернета вещей.
Реализация
В приведенном выше варианте проекта он обеспечивает результат при любых состояниях, независимо от того, является ли пациент нормальным или страдает дальтонизмом, таким как красно-зеленая дальтонизма, которые относятся к таким категориям, как дейтераномалия, протаномалия, протанопия и дейтеранопия без зрения. Дейтераномалия: При этом типе дальтонизма зеленый цвет выглядит более красным. Протаномалия: При этом типе дальтонизма красный цвет выглядит более зеленым. Протанопия и дейтеранопия: При этом типе дальтонизма вы не можете отличить красный цвет от зеленого. Тританомалия: При этом типе дальтонизма трудно отличить синий цвет от зеленого, желтый от красного. Тританопия: При этом типе дальтонизма трудно отличить зеленый, фиолетовый от красного, желтый от розового.
Обзор источников
В этой работе рассматриваются различные датчики и облако датчиков, которые можно использовать для мониторинга состояния холодильных хранилищ. Raspberry pi и аппаратные решения для подключения к Интернету. Мы использовали обмен сообщениями для целей уведомления.[1]. Эта работа посвящена мониторингу и управлению хранилищами продуктов питания с помощью приложения для Android. мы пришли к выводу, что использование приложения для Android более эффективно по сравнению с настольным приложением.
Эта работа посвящена внедрению IoT-OSM, а также обеспечению охраны труда и техники безопасности и повышению производительности труда в холодильных камерах хранения. Нечеткая логика и позиционирование в реальном времени интегрированы для достижения своей цели. Они использовали Bluetooth Low Energy (BLE), своего рода RFID-решение для определения местоположения и сбора точной информации о сотрудниках, работающих в холодильных камерах хранения.
Д. Сулман Фаррух, Мухаммад Шахзад, Усман Хан, Талхачутай и Али Наваз Хан (2013). Они предложили экономичное решение для управления холодильным хранилищем. Датчики подключены и расположены на разных уровнях, поскольку температура меняется на разных уровнях. Это приводит к получению очень точных и надежных данных от датчиков, что, в свою очередь, делает всю систему надежной. Э. Мира Требар (2015)[4].Эта работа посвящена управлению логистикой в холодильных камерах, где используется технология радиочастотной идентификации (RFID).
Контроль температуры осуществлялся с помощью прототипа регистратора данных UHF RFID-полупассивной RFID-метки. Эта метка помогает регистрировать значения датчиков с использованием соответствующей временной метки. Эта работа также включает в себя некоторые функции, такие как защита данных, автоматический сбор сигналов с датчиков, интеллектуальное питание. Данные хранятся в инновационных архитектурах аналоговых нанотехнологий. Ф. Чжао Сяоронг, Фань Хунхуэй, Чжу Хунцзинь, Фу Чжунцзюнь, Фу Ханьюй (2015)[5] В этой статье представлена новая архитектура Интернета вещей, основанная на объекте с именем service (ONS), который собирает и сохраняет информацию в Интернете.
Товары большого объема можно отслеживать с помощью RFID-треков, а товары малого объема — с помощью штрих-кодов. Данные с датчиков, штрих-кодов и RFID-меток были проанализированы для определения срока годности и качества продукта. Г. Янань Ли, Юлиньпэн, Лэй Чжан, Цзифэн Вэй, Дэн Ли (2015)[6]. В этой работе используется беспроводная сенсорная сеть, а также проводится исследование производительности и режима интеграции технологий. Она предназначена для создания более крупной сети передачи данных на большие расстояния. Обеспечивается легкий доступ к информации о продукте, что помогает повысить качество и безопасность продукции.
Используемые технологии
Технические характеристики оборудования • IOT • Датчик температуры и влажности • Датчик Mq 3 • Mcro controller Node MCU ASP 8266 • Спецификация программного обеспечения для ЖК-дисплея • Arduino
Разработка программного обеспечения
Этот проект создает новый метод для системы, основанной на IOT, которая может отслеживать данные с многочисленных датчиков и предоставлять аналитические отчеты. Он предназначен для анализа данных с различных устройств и обеспечивает своевременную доставку. Для создания беспроводной системы мониторинга используется беспроводной протокол. Базовая станция/шлюз и Интернет интегрированы для обеспечения системы мониторинга данных.
Приложения
• Надлежащее хранение продуктов помогает сохранить качество и питательную ценность приобретенных продуктов, предотвращая их дальнейшую порчу. • Люди заняты своей личной жизнью, и им трудно ходить на рынок по несколько раз. Поэтому они могут хранить свои продукты в системе хранения в течение определенного периода времени. • Большая часть продуктов пропадает из-за неправильного хранения и потерь после сбора урожая, поэтому это позволит сократить количество пищевых отходов. • Стоимость хранения в холодильнике также является существенной. Поэтому мы разработали систему хранения продуктов на базе Интернета вещей, в которой мы можем хранить фрукты и овощи в течение нескольких дней. • В результате мы можем хранить наши продукты в контролируемых условиях, снижая качество порчи фруктов и овощей.
Архитектура системы
Архитектура системы мониторинга окружающей среды холодильного хранилища, основанная на беспроводных сенсорных сетях, состоит из общих сенсорных узлов, приемных узлов, центра управления и системы связи. В хранилище можно разместить большое количество датчиков и создать самоорганизующуюся сеть для отслеживания изменений данных, включая температуру, влажность, концентрацию газа и т.д. Для осуществления полного и точного мониторинга окружающей среды в некоторых приложениях важно внедрять изображение и видео в систему сенсорных сетей.
Таким образом, устройства обработки изображений могут быть дополнительно оснащены в соответствии с потребностями применения и ограничениями по стоимости. Общие узлы будут собирать данные, которые передаются на принимающий узел. Данные доставляются принимающим узлом и хранятся в базе данных в центре управления. Центр управления может отправлять управляющую информацию на любой узел сети.
Аналогично, удаленные данные могут передаваться в центр управления с помощью принимающего узла. Это означает, что приемные узлы действуют как средства связи между общими узлами и центром управления, и невозможно реализовать прямую отправку сообщений между ними. Мы использовали CDMA-модем для подключения беспроводной сенсорной сети к Интернету, после чего любые авторизованные пользователи могут получить доступ к данным через браузер. В этой архитектуре для зоны приемного узла требуется только один общедоступный IP-адрес.
Аппаратное обеспечение системы
Сенсорный узел является базовой платформой беспроводных сенсорных сетей. Сенсорный узел состоит из пяти частей: сенсорного модуля, модуля аналого-цифрового преобразования (A/D), модуля обработки, модуля беспроводной связи и модуля питания. Сенсорный модуль используется для измерения температуры, влажности, концентрации газа и других параметров. Модуль аналого-цифрового преобразования может преобразовывать аналоговый сигнал, поступающий от сенсорного модуля, в цифровой сигнал, который может быть распознан процессорным блоком. Процессорный модуль управляет работой сенсорных узлов, хранит и обрабатывает собранные данные, а также выполняет простые вычисления и анализ.
Беспроводной модуль взаимодействует с приемными узлами, обменивается управляющей информацией, отправляет и принимает данные. В данной статье рассматривается модуль беспроводной связи, основанный на технологии ZigBee, которая представляет собой набор спецификаций, основанных на беспроводном протоколе IEEE 802.15.4. Устройства ZigBee в сети могут обмениваться данными со скоростью до 250 Кбит/с, находясь на физическом расстоянии до сотен метров в обычных условиях и на больших расстояниях в идеальных условиях. Основанная на технологии сетевой связи ZigBee и микропроцессорной технологии, система может обрабатывать различные рабочие параметры удаленной передачи, сбора данных в режиме реального времени и мониторинга в режиме реального времени.
Модуль питания обеспечивает энергией модуль датчиков, модуль аналого-цифрового преобразования, модуль обработки и модуль беспроводной связи. Аппаратная структура узла показана на рисунке. В качестве наиболее важной части сенсорного узла, процессора и беспроводного чипа используется CC2430. Чип включает в себя радиочастотный приемопередатчик с частотой 2,4 ГГц и усовершенствованный микроконтроллер 8051 промышленного стандарта, флэш-память объемом 32/64/128 КБАЙТ, 8 КБАЙТ оперативной памяти и множество других мощных функций. Таким образом, он может удовлетворить потребность в высокой производительности и низком энергопотреблении в диапазоне ZigBee на базе стандарта IEEE 802.15.4 с частотой 2,4 ГГц.
Интеграция данных, алгоритм позиционирования и другие сложные вычисления выполняются узлом-приемником, поэтому требуется более совершенный процессор. Для этих задач подходит 16/32-разрядный RISC-микропроцессор Samsung S3C2440. Он предназначен для обеспечения портативных устройств и приложений общего назначения маломощным и высокопроизводительным микроконтроллерным решением небольшого размера. S3C2440A разработан на базе ядра ARM920T, стандартных CMOS-ячеек 0,13 мкм и модуля памяти. Он использует новую архитектуру шины, известную как Advanced Micro controller Bus Architecture (AMBA). ARM920T реализует архитектуру MMU, AMBA BUS и Harvard cache с отдельными кэшами команд объемом 16 КБАЙТ и данных объемом 16 КБАЙТ, каждый из которых содержит строку длиной 8 слов. Он маломощный, простой, элегантный и полностью статичный design.is особенно подходит для приложений, требующих больших затрат и энергопотребления.
Программная архитектура
Программная архитектура сенсорного узла разделена на уровень ядра встроенной операционной системы и уровень API. Ядро также предоставляет низкоуровневый драйвер узла для всех аппаратных устройств. Уровень API обеспечивает модуль сбора данных с датчиков и модуль радиочастотной связи. Программной платформой узлов является встроенная операционная система TinyOS, которая представляет собой операционную систему с открытым исходным кодом, предназначенную для беспроводных встраиваемых сенсорных сетей. Система, библиотеки и приложения TinyOS написаны на nesC, языке, подобном C, оптимизированном для использования в сенсорных сетях с учетом ограничений по объему памяти.
Язык nesC поддерживает модель параллелизма TinyOS, а также механизмы структурирования, присвоения имен и объединения программных компонентов в надежные сетевые встраиваемые системы. Модуль отладки задач управляет потоком управления во всей операционной системе, который в основном отвечает за инициализацию беспроводного датчика и поддержание рабочего состояния. Модуль управления питанием поддерживает процессор, радиочастотный приемопередатчик, датчики и другие элементы управления состоянием энергопотребления. Система управления энергопотреблением способна обеспечить, чтобы узлы просыпались в нужное время, работали в режиме пониженного энергопотребления и максимально эффективно использовали энергию.
Программная схема сенсорного узла показана ниже. Программа сначала инициализирует CC2430, затем включает питание датчика и инициализирует стек протоколов, начинает посылать сигнал для добавления в сеть, ожидает ответа координатора сети и назначает сетевой адрес. Что касается принимающего узла, то сначала также инициализируется CC2430, затем инициализируется стек протоколов и открывается прерывание. После того, как эта программа начала форматировать сеть, если сеть отформатирована успешно, и узел-приемник подключается к компьютеру через последовательный порт, мы можем найти физический адрес, идентификатор сети и номер канала с помощью программного обеспечения, и тогда узел-приемник находится в состоянии мониторинга. Если узел-датчик попытается подключиться к сети, узел-приемник присвоит ему сетевой номер. Если узел сбора данных отправит какие-либо данные, он определит, откуда они поступили, и отправит сообщение в центр управления. Программная схема узла-приемника показана на рис. 4.
Заключение
Целью этой протокольной модели является мониторинг условий окружающей среды на складах холодного хранения. Технология Интернета вещей упрощает управление этими складами. Владелец постоянно и в режиме реального времени контролирует эти склады. В наш век автоматизации на развитие новых стандартов и технологий значительное влияние оказал беспроводной мониторинг. Таким образом, система мониторинга для холодильных камер предотвращает разложение продуктов, которые там хранятся. Все задачи, связанные с безопасностью пищевых продуктов, требуют автоматизации графиков.