兼具数据采集与状态监控的陈皮存储装置、控制方法及监控平台

技术领域

本发明涉及陈皮长期保存辅助设备技术领域，具体涉及一种兼具数据采集与状态监控的陈皮存储装置、控制方法及监控平台。

背景技术

陈皮，为一味中药。在中医领域，有“一两陈皮一两金，百年陈皮赛黄金”的说法。陈皮存放时间越长，品质越好，其药用价值则更高。

对于陈皮年份的判断，目前还没有标准化的衡量手段，一般依靠的是中医药专家多年积累的经验进行判断，但是作为普通人难以分辨。

陈皮年份的判断是需要全维度的综合考虑，中医药专家在观察判断时，会对外皮与内囊色泽、口感进行分辨，还会对外皮与内囊泡水后的水质口感进行考虑。一般的，20年以内的陈皮，随着年份的增加，颜色会逐渐变深。超出20年的，陈皮颜色基本相差不大，则难以分辨。

市场上，不法商人把低年份陈皮勾兑了陈皮水或陈皮精再高温烘干，能快速达到人为做旧效果，但同时也使其表面的陈皮挥发油大面积析出，甚至结晶。高温烘干会直接破坏和杀死陈皮里面的活性成分，这种经过高温烘干的陈皮，已经没有任何营养价值，往后存放时间再长，也形成不了转化，也就没有任何营养价值和药用意义了。

陈皮的陈化是一个长时间的、缓慢的过程，这个过程需要一个有空气的环境。但是一年四季中温度与湿度的变化，会导致新皮容易有受潮发霉和虫蛀的风险。因此陈皮存放的方式和坏境十分重要。不同年份的陈皮，根据实际情况，其贮存方式，存放的容器也有所不同。(1)环境的选择。陈皮最好离墙、离地、离顶存放，环境要干净干爽卫生，温度湿度适宜，其中，关键控制指标是空气相对湿度(≤65％)和皮的含水量(≤13％)。最适陈化温度20℃至30℃之间，建议在25℃。高温控制点40℃以下，结合对有害附着生物清理，建议采用40℃高温和低湿度间歇性处理。(2)容器的选择。低年份陈皮可以选择纸箱、麻袋、布袋、蛇皮袋，高年份的可以选择玻璃罐、陶罐等。

现有技术中，也不乏提到与陈皮的存储，例如专利名称为：一种陈皮茶防虫防霉的存储装置(申请号：201911143823.9)、专利名称为：一种用于陈皮保存的防潮的存储装置(申请号：201820115688.1)、专利名称为：一种陈皮储存装置(申请号：201721731386.9)，上述方案均结合了陈皮陈华过程中需要的存放环境条件进行了设计，但是上述方案均适用于短期存放，对于存放的过程中，对陈皮的观测、监管也是通过人为的方式进行，并且对于存放量大的仓库，人们在进行抽查过程中，需要较长时间进行抽取、编号、生成检测标签等操作，由于人为的进入，会对原环境造成破坏，影响存放。并且由于随着存放时间的增加发生水分蒸发、或者陈皮发生化学物理变化、或者陈皮交易造成陈皮重量发生变化等，现有技术中均没有相关技术进行精准的记录，综上，有必要针对需要长期保存的陈皮，设计一种设备来进行长期的保存和监管。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种兼具数据采集与状态监控的陈皮存储装置及控制方法。

其技术方案如下：

一种兼具数据采集与状态监控的陈皮存储装置，其关键技术在于，包括存储外箱，该存储外箱包括外箱体和外箱盖，所述外箱体底部安装有称重传感器，所述外箱体内侧壁上还固定有RFID读取器；所述外箱体内活动设置有盛放内箱，所述盛放内箱底部抵接在所述称重传感器上，所述盛放内箱侧壁上固定有RFID标签，该RFID标签正对所述RFID读取器；所述外箱盖内壁顶部设有旋转摄像机，该旋转摄像机镜头对准所述盛放内箱；所述外箱盖内壁顶部安装有温度传感器和湿度传感器。

通过上述设计，将陈皮存储装置设计成内外层包裹设计，首先便于人们存取陈皮时可以采用整体式取出，方便快捷。其次，多层设计有利于保证箱内环境不易受影响，密封隔离效果好。并在存储外箱的外箱体底部设置称重传感器，用于对箱内的陈皮进行实时重量检测，作为精贵的陈皮，在长年保存后，较为贵重，则保存质量高。并且采用可旋转式的旋转摄像机对箱内进行旋转式多角度的视频监控，监测更为严密。结合RFID技术，使用RFID标签对陈皮进行标记，当放入RFID读取器的读取范围时，即可对陈皮特征数据进行识别并记录。采用将温度传感器和湿度传感器安装在外箱盖上，可以将两个传感器直接与陈皮存放空间直接接触的同时，有效避免了陈皮存放过程中对传感器的碰撞，安装位置巧妙，布局合理。

再进一步的技术方案为：所述外箱体箱口一侧和所述外箱盖盖口一侧相铰接，所述外箱体箱口另一侧经电子锁与所述外箱盖盖口另一侧连接，所述外箱体箱口、所述外箱盖盖口边缘均套设有密封圈。

采用上述方案，设计电子锁可实时对箱体的开关状态进行采集和监测，为了保证箱内外的隔离，设计密封圈有效保证了箱内的密封性能。

再进一步的技术方案为：所述外箱盖内壁顶部还固定有至少2个旋转补光灯，所述旋转补光灯包围设置在所述旋转摄像机周围；所述旋转摄像机可转动的安装在所述外箱盖内壁顶部；所述外箱盖内壁顶部还固定有陀螺仪。

采用上述方案，将补光灯设计在外箱盖上可以有效避免碰撞，同时旋转式设计可以使透光范围更广。旋转补光灯包围旋转摄像机进行安装，使补光效果更好。并且配合陀螺仪检测外箱盖重力方向，则可使旋转补光灯、旋转摄像机随着箱盖的翻转方向翻动。

再进一步的技术方案为：所述外箱体内底部至少设置有一个限位凸块，所述盛放内箱底部开设有一个限位凹槽，当所述盛放内箱放入所述外箱体时，所述限位凸块嵌设在所述限位凹槽内。

采用上述设计，无论盛放内箱的大小尺寸，通过上述限位凹槽、限位凸块就可将盛放内箱固定安装在指定的位置。并且在安装固定时，由于限位配合的作用，当箱体发生晃动时，内部的盛放内箱依然可以保持固定不动，稳定性好，不易发生箱内环境变化。

再进一步的技术方案为：所述外箱体底部还设置有采集监控处理器；所述采集监控处理器的电子锁检测端与所述电子锁连接；所述采集监控处理器内还设置有计时器，所述采集监控处理器显示驱动端上连接有显示屏，该显示屏嵌设在所述外箱体外侧壁上；

所述采集监控处理器的重量采集端上连接有所述称重传感器；

所述采集监控处理器的陈皮类别读取端连接有所述RFID读取器；

所述采集监控处理器的图像监测端连接所述旋转摄像机；所述采集监控处理器的图像监测旋转控制端连接所述旋转摄像机的拍摄旋转电机；

所述采集监控处理器的视觉补光端连接有所述旋转补光灯的补光驱动电路，该补光驱动电路包括补光开关电路和补光电压调节电路；所述采集监控处理器的补光旋转控制端连接所述旋转补光灯的补光旋转电机；

所述采集监控处理器的外箱盖反转角度接收端上连接有所述陀螺仪。

采用上述方案，结合采集监控处理器对电子锁的开关状态进行监控，并通过电子锁的开关状态来获取旋转摄像机在开关状态对应的设定时间段内摄取画面。显示器实时显示箱体内部的监测状态和指标数据。与称重传感器连接控制，实现对箱体内部陈皮重量的精准获取和监测。结合RFID读取器对盛放内箱的RFID标签进行读取，通过与采集监控处理器连接，形成对箱体内部的盛放内箱的识别，预先进行匹配设定，当出现不匹配的标签后进行报警。旋转摄像机的摄像方向在摄旋转电机的带动下随着陀螺仪检测的重力方向移动，实现精准摄像。同理的，补光旋转电机带动旋转补光灯也随着陀螺仪检测的重力方向移动。结合处理器的控制，使监测过程更加智能可靠。

一种兼具数据采集与状态监控的陈皮存储装置的监测控制方法，包括：

用于采集监控处理器对存储外箱内进行视频监测的控制步骤；

用于采集监控处理器对盛放内箱的识别标记步骤；

用于采集监控处理器对存储外箱内的温湿度进行检测控制的步骤。

其中，所述用于采集监控处理器对存储外箱内进行视频监测的控制步骤具体为：

预处理：设定存储外箱的电子锁从开锁到关锁之间时间段的产生的变量：

设定存储外箱的电子锁从开锁到关锁之间时间段产生n次重量变化；

设定开锁/关锁时，旋转摄像机记录开锁/关锁时刻前、后T1时间段的记录视频；

设定每次发生重量变化时，旋转摄像机记录每次重量变化时刻前、后T2时间段的记录视频；

S1：采集监控处理器实时检测并判断电子锁是否开锁，若是，记录该开锁时刻并进入步骤S2；否则，继续检测；

S2：采集监控处理器控制旋转摄像机对盛放内箱内进行实时监控，截取从开锁时刻起T1时间段的开锁监控视频；

S3：采集监控处理器实时检测并判断称重传感器称重重量是否发生变化，若是，记录称重重量发生变化的时刻，并获取该时刻前T2时间段的重量变化监控视频和该时刻后T2时间段的重量变化监控视频，进入步骤S4；

S4：采集监控处理器实时检测并判断电子锁是否关锁，若是，记录关锁时刻，并获取关锁时刻前T1时间段的关锁监控视频和关锁时刻后T1时间段的关锁监控视频；否则，返回步骤S3。

上述步骤根据电子锁的开关状态、箱内重量变化状态，来重点标记并获取对应状态变化前后时间段的视频资料，用于保证监测的准确性和可靠性。

再进一步的，所述采集监控处理器上还连接有存储器，该存储器分成第一存储区和第二存储区，所述旋转摄像机拍摄的所有监控视频保存在所述存储器的第一存储区，所述开锁监控视频、重量变化监控视频、关锁监控视频保存在所述存储器的第二存储区；视频分区保存，便于用户获取和管理。

所述旋转摄像机的拍摄方向与所述陀螺仪检测的重力角方向差值保持不变；所述旋转补光灯的投光方向与所述陀螺仪检测的重力角方向差值保持不变；所述采集监控处理器实时获取所述陀螺仪的旋转角度，当旋转角度大于零时，所述采集监控处理器控制所述拍摄旋转电机、补光旋转电机旋转所述旋转角度；

所述采集监控处理器实时获取所述旋转摄像机拍摄图像的光照强度值，当低于预设阈值，则控制所述旋转补光灯点亮或者调亮所述旋转补光灯的光照强度。

采用上述方案，实现对旋转摄像机、旋转补光灯的精准控制，提高摄取图像的准确度。

再进一步的，所述用于采集监控处理器对盛放内箱的识别标记步骤具体为：

预处理：对存储外箱进行分区编号，并按照存储外箱的分区编号与存储外箱上的RFID读取器编号一一对应；

SA：采集监控处理器获取所述RFID读取器编号信息，形成RFID自动识别区间；并获取所述存储外箱内保存的盛放内箱的RFID标签信息；

SB：当盛放内箱放入存储外箱后，采集监控处理器获取所述RFID读取器读取的RFID标签信息，并核对获取的RFID标签信息与预先保存的RFID标签信息是否一致；若一致，进入步骤SC；否则发出报警；

SC：采集监控处理器实时检测并判断电子锁是否开锁，若是，采集监控处理器对RFID标签信息进行校对，若校对一致，并进入步骤SD，不一致则报警；若没有开锁继续检测；

SD：采集监控处理器实时检测并判断称重传感器称重重量是否发生变化，若是，对RFID标签信息进行校对，若校对一致，并进入步骤SE，不一致则报警；若没有发生重量变化继续检测；

SE：采集监控处理器实时检测并判断电子锁是否关锁，若是，对RFID标签信息进行校对,若校对一致，并进入步骤SB，若校对不一致则报警；若没有关锁，返回步骤SD，继续检测重量变化；

所述用于采集监控处理器对存储外箱内的温湿度进行检测控制的步骤具体为：

设置温度阈值、湿度阈值、关锁状态温湿度检测周期、开锁状态温湿度检测周期；

采集监控处理器检测到电子锁处于关闭状态时，采集监控处理器根据关锁状态温湿度检测周期获取存储外箱的温度和湿度，通过显示屏实时显示和存储器保存；若温度超出温度阈值或者湿度超出湿度阈值，则报警；

采集监控处理器检测到电子锁开启后，采集监控处理器根据开锁状态温湿度检测周期获取存储外箱的温度和湿度，并通过显示屏实时显示和存储器保存；若温度超出温度阈值或者湿度超出湿度阈值，则报警。

基于RFID技术实现对盛放内箱进行识别标记，同时将检测数据对应分组分标记保存。并且当重量发生变化时，防止盛放内箱体被放错，可对箱体进行校对与检验。

一种基于兼具数据采集与状态监控的陈皮存储装置的监测控制方法的监控平台，包括服务器，该服务器上连接有数据库、N个采集监控处理器、M个智能终端用户，所述服务器内设置有图片分析模块；其中，M和N均为正整数。

所述服务器用于获取所有所述采集监控处理器获取的监测数据，该监测数据至少包括所述旋转摄像机拍摄的所有监控视频、温度传感器采集的所有温度数据、湿度传感器采集的所有湿度数据、称重传感器检测的重量变化数据、电子锁开锁数据；

每个存储外箱对应设置一个所述采集监控处理器，每一个所述采集监控处理器对应关联至少一个智能终端用户；所述智能终端用户用于通过登录监控平台后获取对应关联的存储外箱产生的监测数据；

所述数据库保存有N条数据链，每一个所述存储外箱对应一条所述数据链，该数据链用于记录所述存储外箱内产生的所有监控数据并同步到智能终端用户；

所述图片分析模块用于根据监测数据获取监测图片，并对监测图片进行虫蛀分析。

基于该平台，用于对陈皮进行规模化管理，并且基于该监控平台，用户可以将需要长期保存的陈皮存放在该监控平台对应的仓库内，通过该线上平台即可对存放的陈皮进行监控。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

基于上述设计，将陈皮存储装置设计成内外层包裹设计，首先便于人们存取陈皮时可以采用整体式取出，方便快捷。其次，多层设计有利于保证箱内环境不易受影响，密封隔离效果好。并在存储外箱的外箱体底部设置称重传感器，用于对箱内的陈皮进行实时重量检测，作为精贵的陈皮，在长年保存后，较为贵重，则保存质量高。并且采用可旋转式的旋转摄像机对箱内进行旋转式多角度的视频监控，监测更为严密。结合RFID技术，使用RFID标签对陈皮进行标记，当放入RFID读取器的读取范围时，即可对陈皮特征数据进行识别并记录。采用将温度传感器和湿度传感器安装在外箱盖上，可以将两个传感器直接与陈皮存放空间直接接触的同时，有效避免了陈皮存放过程中对传感器的碰撞，安装位置巧妙，布局合理。

并结合监测控制步骤，结合采集监控处理器实现一步步的控制。并建立监控平台，对所有陈皮存储装置实现线下监管，线上数据对应同步。

附图说明

图1为存储外箱立体结构示意图；

图2为存储外箱正面结构示意图；

图3为盛放内箱结构示意图；

图4为采集监控处理器控制框图；

图5为对存储外箱内进行视频监测的控制的步骤流程图；

图6为视频获取点和获取周期轴向示意图；

图7为对盛放内箱的识别标记步骤流程图；

图8为监控平台框架图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

一种兼具数据采集与状态监控的陈皮存储装置，结合图1-3可以看出，包括存储外箱1，该存储外箱1包括外箱体1a和外箱盖1b，外箱体1a底部安装有称重传感器3，外箱体1a内侧壁上还固定有RFID读取器4；

外箱体1a内活动设置有盛放内箱5，其中该盛放内箱5的结构图详见图3和图4，盛放内箱5底部抵接在称重传感器3上，盛放内箱5侧壁上固定有RFID标签，该RFID标签正对RFID读取器4；外箱盖1b内壁顶部设有旋转摄像机6，该旋转摄像机6镜头对准盛放内箱5；在本实施例中，外箱盖1b内壁顶部安装有温度传感器7和湿度传感器8，图1中未视出，参见图4。

结合图1-2，外箱体1a箱口一侧和外箱盖1b盖口一侧相铰接，外箱体1a箱口另一侧经电子锁9与外箱盖1b盖口另一侧连接，外箱体1a箱口、外箱盖1b盖口边缘均套设有密封圈。

在本实施例中，参见图1，外箱盖1b内壁顶部还固定有2个旋转补光灯10，在本实施例中，2个旋转补光灯10对称设置在旋转摄像机6两侧；

旋转摄像机6可转动的安装在外箱盖1b内壁顶部；

外箱盖1b内壁顶部还固定有陀螺仪14。

在本实施例中，参见图2，外箱体1a内底部设置有一个限位凸块11，盛放内箱5底部开设有一个限位凹槽12，当盛放内箱5放入外箱体1a时，限位凸块11嵌设在限位凹槽12内。

在本实施例中，外箱体1a底部还设置有采集监控处理器；参见图4，采集监控处理器的电子锁检测端与电子锁9连接；采集监控处理器内还设置有计时器，采集监控处理器显示驱动端上连接有显示屏13，该显示屏13嵌设在外箱体1a外侧壁上；采集监控处理器的重量采集端上连接有称重传感器3；采集监控处理器的陈皮类别读取端连接有RFID读取器4；采集监控处理器的图像监测端连接旋转摄像机6；采集监控处理器的图像监测旋转控制端连接旋转摄像机6的拍摄旋转电机；采集监控处理器的视觉补光端连接有旋转补光灯的补光驱动电路，该补光驱动电路包括补光开关电路和补光电压调节电路；采集监控处理器的补光旋转控制端连接旋转补光灯的补光旋转电机；采集监控处理器的外箱盖反转角度接收端上连接有陀螺仪14。

一种兼具数据采集与状态监控的陈皮存储装置的监测控制方法，包括：

用于采集监控处理器对存储外箱1内进行视频监测的控制步骤；

用于采集监控处理器对盛放内箱5的识别标记步骤；

用于采集监控处理器对存储外箱1内的温湿度进行检测控制的步骤。

其中，参见图5和图6，用于采集监控处理器对存储外箱1内进行视频监测的控制步骤具体为：

预处理：设定存储外箱1的电子锁从开锁到关锁之间时间段的产生的变量：

设定存储外箱1的电子锁从开锁到关锁之间时间段产生n次重量变化；

设定开锁/关锁时，旋转摄像机6记录开锁/关锁时刻前、后T1时间段的记录视频；

设定每次发生重量变化时，旋转摄像机6记录每次重量变化时刻前、后T2时间段的记录视频；

参见图5，具体步骤为，S1：采集监控处理器实时检测并判断电子锁9是否开锁，若是，记录该开锁时刻并进入步骤S2；否则，继续检测；

S2：采集监控处理器控制旋转摄像机6对盛放内箱5内进行实时监控，截取从开锁时刻起T1时间段的开锁监控视频；

S3：采集监控处理器实时检测并判断称重传感器3称重重量是否发生变化，若是，记录称重重量发生变化的时刻，并获取该时刻前T2时间段的重量变化监控视频和该时刻后T2时间段的重量变化监控视频，进入步骤S4；

S4：采集监控处理器实时检测并判断电子锁9是否关锁，若是，记录关锁时刻，并获取关锁时刻前T1时间段的关锁监控视频和关锁时刻后T1时间段的关锁监控视频；否则，返回步骤S3。

在本实施例中，参见图4，采集监控处理器上还连接有存储器，该存储器分成第一存储区和第二存储区，旋转摄像机6拍摄的所有监控视频保存在存储器的第一存储区，开锁监控视频、重量变化监控视频、关锁监控视频保存在存储器的第二存储区；

旋转摄像机6的拍摄方向与陀螺仪14检测的重力角方向差值保持不变；旋转补光灯10的投光方向与陀螺仪14检测的重力角方向差值保持不变；采集监控处理器实时获取陀螺仪14的旋转角度，当旋转角度大于零时，采集监控处理器控制拍摄旋转电机、补光旋转电机旋转的旋转角度；

采集监控处理器实时获取旋转摄像机6拍摄图像的光照强度值，当低于预设阈值，则控制旋转补光灯点亮或者调亮旋转补光灯的光照强度。

参见图7，用于采集监控处理器对盛放内箱5的识别标记步骤具体为：

预处理：对存储外箱1进行分区编号，并按照存储外箱1的分区编号与存储外箱1上的RFID读取器4编号一一对应；

SA：采集监控处理器获取RFID读取器4编号信息，形成RFID自动识别区间；并获取存储外箱1内保存的盛放内箱5的RFID标签信息；

SB：当盛放内箱5放入存储外箱1后，采集监控处理器获取RFID读取器4读取的RFID标签信息，并核对获取的RFID标签信息与预先保存的RFID标签信息是否一致；若一致，进入步骤SC；否则发出报警；

SC：采集监控处理器实时检测并判断电子锁9是否开锁，若是，采集监控处理器对RFID标签信息进行校对，若校对一致，并进入步骤SD，不一致则报警；若没有开锁继续检测；

SD：采集监控处理器实时检测并判断称重传感器3称重重量是否发生变化，若是，对RFID标签信息进行校对，若校对一致，并进入步骤SE，不一致则报警；若没有发生重量变化继续检测；

SE：采集监控处理器实时检测并判断电子锁9是否关锁，若是，对RFID标签信息进行校对,若校对一致，并进入步骤SB，若校对不一致则报警；若没有关锁，返回步骤SD，继续检测重量变化；

用于采集监控处理器对存储外箱1内的温湿度进行检测控制的步骤具体为：

设置温度阈值、湿度阈值、关锁状态温湿度检测周期、开锁状态温湿度检测周期；

采集监控处理器检测到电子锁处于关闭状态时，采集监控处理器根据关锁状态温湿度检测周期获取存储外箱1的温度和湿度，通过显示屏实时显示和存储器保存；若温度超出温度阈值或者湿度超出湿度阈值，则报警；

采集监控处理器检测到电子锁开启后，采集监控处理器根据开锁状态温湿度检测周期获取存储外箱1的温度和湿度，并通过显示屏实时显示和存储器保存；若温度超出温度阈值或者湿度超出湿度阈值，则报警。

结合图8可以看出，一种基于兼具数据采集与状态监控的陈皮存储装置的监测控制方法的监控平台，包括服务器，该服务器上连接有数据库、N个采集监控处理器、M个智能终端用户，服务器内设置有图片分析模块；

服务器用于获取所有采集监控处理器获取的监测数据，该监测数据至少包括旋转摄像机6拍摄的所有监控视频、温度传感器7采集的所有温度数据、湿度传感器8采集的所有湿度数据、称重传感器3检测的重量变化数据、电子锁开锁数据；

每个存储外箱1对应设置一个采集监控处理器，每一个采集监控处理器对应关联至少一个智能终端用户；智能终端用户用于通过登录监控平台后获取对应关联的存储外箱1产生的监测数据；

数据库保存有N条数据链，每一个存储外箱1对应一条数据链，该数据链用于记录存储外箱1内产生的所有监控数据并同步到智能终端用户；在本实例中，N和M随着用户数量和存储装置的量增加而增加。因平台用户数量不断增加，则在此不限定数量。

图片分析模块用于根据监测数据获取监测图片，并对监测图片进行虫蛀分析。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。