(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111495163.8 (22)申请日 2021.12.08 (71)申请人 河南农业大 学 地址 450000 河南省郑州市金 水区文化路 95号 (72)发明人 李苗云　朱瑶迪　赵莉君　林建涵　 杨书锋　王娜　赵改名　马阳阳　 孙灵霞　梁栋　 (74)专利代理 机构 河南大象律师事务所 41 129 代理人 季田田 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/08(2012.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 17/13(2006.01)G06N 3/00(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种远程控制物流食品监测系统 (57)摘要 本发明公开了一种远程控制物流食品监测 系统， 系统包括环境分析模块、 品质监测模块、 运 输调整模块、 传感器模块、 数据存储模块、 预警模 块、 中心控制模块， 中心控制模块是系统的控制 中心， 环境分析模块主要是对物 流食品所处的外 界环境的影 响的分析， 并得到每一个子阶段的环 境分析结果， 并将环境分析结果发送至品质监测 模块， 品质监测模块利用生物数学中的动力学模 型对微生物种群的繁殖过程进行分析， 并结合环 境分析模块对环境参数的环境分析结果， 通过对 复杂环境对理论上微生物繁殖的临界点对运输 环境进行调节， 从而达到品质监测模块对食品进 行品质监测， 提高了运输过程中食品安全的监督 和食品质量的监测， 可以提高消费者对食品安全 的信任度。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 114186840 A 2022.03.15 CN 114186840 A 1.一种远程控制物流食品监测系统， 其特征在于， 包括环境分析模块、 品质监测模块、 运输调整模块、 传感器模块、 数据存储模块、 预警模块、 中心控制模块， 环境分析模块对运输 过程中的环境参数变化进 行分析得到环境分析结果， 并将环境分析结果 发送至品质监测模 块， 品质监测模块对食品进 行品质监测， 在监测过程中得到品质分析结果， 运输调整模块根 据品质分析 结果对食品物流过程中的环境 参数进行调整； 具体分析 过程如下： 1)环境分析模块对整个运输过程进行分析， 以物流食 品的运输过程中的每一个存储点 为结点， 记为Eii(1， 2， 3...n)， 结点与结点之间的运输过程为一个子过程， 环境分析模块对 子过程组成的物流运输网络进行分析， 并设置传感器的采集位置， 传感器模块再对食品物 流过程中的环境 参数进行采集， 并将环境 参数发送至数据存 储模块和品质监测模块； 2)品质监测模块根据环境参数、 环境分析模块的环境分析结果对每一个子阶段的食品 品质进行分析， 根据物流食品的每一个子阶段中微生物的繁殖过程建立生物动力学模型， 利用对生物动力学模型的分析得到包括微生物繁殖 的临界值和 微生物的总量的品质分析 结果， 并进一步分析得到物流食品的品质分析结果， 并将品质分析结果发送至运输调整模 块， 品质监测模块的分析 过程如下： 步骤一、 品质监测模块对物流食品进行检测得到物流食品中的微生物的种群数、 每一 类微生物的种群数量的初始值， 随时间增长微 生物的繁殖和环境 参数发生改变； 步骤二、 物流食品从运输过程的一个子阶段中第一个结点到第二个结点， 传感器模块 对不同时刻的环境参数进行采集， 以物流食品运输过程中食品的存储空间为一个密闭环 境， 根据密闭环境中微生物的繁殖过程建立生物动力学模型， 并对生物动力学模型进行分 析计算， 方程如下： 其中， K为密闭环境中所能容纳的一个种群的最大数量， 当种群数值达到K时， r →0， N (t)为运输环境中一个种群的实际数量， r为种群在运输过程中的实际增长率， r1为初始增 长率， 实际增长率r与种群密度成反比例关系， 设初始值当t →0时的种群密度为N0， 则方程 的解为： 步骤三、 在物流食品运输过程中， 将所有的微生物分为2类， 根据两类微生物的种群和 环境参数建立耦合分析模型， 分析模型如下： 其中， S(t)、 N(t)为两个微生物种群的种群密度函数， U(t)为随时间变化的抑制函数， q* 为运输环境内微生物生长的影响参数， r、 r*为两个种群 的实际增长率， 实际增长率是一个权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114186840 A 2理论值， 通过生物动力学模型 的数学研究方法进行分析得到系统的平衡点， 品质分析模块 分析在平衡点时传感器模块采集的环境 参数； 3)品质分析模块通过对传感器模块采集的传感数据进行品质分析， 并结合通过生物数 学动力学系统分析得到品质分析结果， 运输调整模块根据生物动力学系统分析得到的理论 结果和品质分析 结果对运输环境中的环境 参数进行调整。 2.根据权利要求1所述的一种远程控制物流食 品监测系统， 其特征在于， 所述环境分析 模块对物流食品实际运输过程中的环境参数进 行分析得到环境分析结果， 第一次环境分析 结果为物流食品运输前环境分析模块根据 物流食品进 行分析得到的， 环境分析结果包括利 用环境参数分析得到的环境对微生物繁殖影响的影响参数和抑制函数， 并分析对增长率的 影响， 具体过程如下： 步骤1、 环境分析模块根据物流食品的运输信息对整个运输过程进行分析得到第一次 环境分析结果， 环境分析模块根据物流食品的类型和第一次环境分析结果选取N个环境参 数， 根据环境 参数来设定传感器模块的采集 位置； 步骤2、 传感器模块将采集到的N个环境参数的对应数值发送至数据存储模块， 不同结 点与结点之 间的运输过程为一个子阶段， 不同子阶段的传感器模块的位置随上一子阶段的 环境分析结果和品质分析结果而改变， 环境分析模块利用环境参数的对应数值进 行相关性 分析得到环境的影响参数， 以对应数值中变化量的最大 的环境参数为中心参数， 计算其他 环境参数与中心参数的相关 关系系数， 根据相关 关系系数确定影响参数； 步骤3、 抑制函数是品质分析模块通过对两个微生物种群之间竞争关系的分析得到的， 确实不同结点之间的影响参数对抑制函数的影响， 得到对应的函数关系式F(U(t)， q*， t)； 步骤4、 环境分析模块对环境参数的分析处于动态变化状态， 在结点与结点之间的运输 过程完成后， 环境分析模块对采集环境参数进行分析得到的环境分析结果， 并将环境分析 结果发送至品质监测模块。 3.根据权利要求2所述的一种远程控制物流食 品监测系统， 其特征在于， 所述环境分析 模块对环境参数的得到的q*是环境参数的对应值组成的矩阵的模， 环境分析模块根据物流 食物的储藏条件选取对应的环境参数， 环境参数对应数值得到对应的矩阵， 中心控制模块 通过环境分析模块对运输环境中的环境 参数进行实时监测。 4.根据权利要求1所述的一种远程控制物流食 品监测系统， 其特征在于， 所述传感器模 块包括温度传感器、 适度传感器、 压力传感器、 光学传感器， 传感器模块对运输环境的环境 参数是间隔采集得到离散的传感器数据， 根据环 境分析模块的第一环境分析结果来确定传 感器模块的位置， 已经完成运输路段的传感器模块在下一个路段会发生变化。 5.根据权利要求3所述的一种远程控制物流食 品监测系统， 其特征在于， 所述预警模块 对运输过程中的异常状况进行 预警， 将警报信号发送给相关管理人员。 6.根据权利要求5所述的一种远程控制物流食 品监测系统， 其特征在于， 所述运输调整 模块接收品质分析模块的的品质分析结果， 根据微生物繁殖达到平衡点时对应的时间和环 境参数进行调整， 改变运输过程中环境 参数的调节值。 7.根据权利要求6所述的一种远程控制物流食 品监测系统， 其特征在于， 数据存储模块 对传感器模块采集的传感器数据进行保存， 环境分析结果和品质分析结果也保存在数据存 储模块中。权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114186840 A 3