IoT 食品冷卻系統理

主要功能與構成

1. 感測器裝置

   • 溫度感測器：監控冷卻室、冷藏櫃或冷鏈物流車輛內部的溫度。

   • 濕度感測器：確保濕度在理想範圍，防止食品變質。

   • 門開關感測器：偵測冷藏設備門的開關狀態，避免冷氣外洩。

   • 氣體感測器（選配）：如偵測食物腐敗釋放的氣體（如氨氣、乙烯）。
     
     

2. 資料傳輸模組

   • 使用 Wi-Fi、LoRa、NB-IoT、Zigbee 等協議傳送數據至雲端或本地伺服器。
     
     

3. 中央控制系統 / 雲端平台

   • 實時監控所有感測資料。

   • 設定警報閾值（如超溫警報）。

   • 記錄歷史數據，便於食品安全稽核或調查。
     
     

4. 自動化控制裝置（選配）

   • 自動調整冷卻系統運作（如壓縮機、風扇轉速）。

   • 與冷鏈物流系統整合，自動調整保冷條件。
     
     

5. 使用者介面（Web / App）
   
   

   • 顯示冷卻狀態。

   • 發送異常通知（簡訊、email、APP推播）。
     
     

優點

• 提升食品安全：及早發現溫度異常，防止食品腐敗。

• 節省能源：自動化冷卻設備運行，減少能源浪費。

• 資料追蹤性強：方便應付食品溯源與稽核需求。

• 遠端管理：即使不在現場，也能監控與調控冷卻狀態。
  
  

應用實例

• 生鮮配送公司使用 IoT 系統確保運送過程中冷藏溫度穩定。

• 餐廳廚房透過 IoT 冷藏系統防止庫存食材變質。

• 食品工廠冷卻槽的溫度與時間管理自動化。

 IoT 食品冷卻系統架構圖

1. 感測器層（Sensor Layer）

• 溫濕度感測器（如 DHT11/DHT22）：監控冷卻環境的溫度與濕度。

• 氣體感測器（如 MQ-135）：偵測二氧化碳（CO₂）與乙烯（C₂H₄）等，預測食品新鮮度。

• 壓縮機溫度與電流感測器：監控冷卻設備的運行狀態。

• 門開關感測器：偵測冷藏設備門的開關狀態，避免冷氣外洩。

• GPS 模組（選配）：追蹤物流車輛的位置與行駛狀態。
  
  

2. 控制與傳輸層（Control & Transmission Layer）

• 微控制器（如 NodeMCU、ESP8266）：負責收集感測器數據，並透過無線網路（如 Wi-Fi、LoRa）傳輸至雲端。

• 雲端平台（如 ThingSpeak、AWS IoT、Azure IoT）：儲存與分析數據，提供遠端監控與控制介面。

3. 使用者介面層（User Interface Layer）

• Web 或手機應用程式：顯示實時數據、歷史趨勢，並提供警報通知（如超溫、異常電流）與設備控制功能。

4. 執行與自動化層（Actuation & Automation Layer）

• 自動控制模組：根據預設條件自動調整冷卻設備的運行（如啟動/停止壓縮機、調整風扇轉速）。

• 能源管理系統：監控能源消耗，並提供節能建議。
  
  

實際應用範例

• 冷鏈物流車輛：使用 LoRaWAN 技術的無線感測器，可在長距離內穩定傳輸數據，適用於車輛內部溫度與濕度的監控。

• 智慧販賣車：結合 Peltier 冷卻模組與濕度調節器，並利用機器學習模型分類食品新鮮度，實現自動化管理。

• 冷藏倉庫：透過多種感測器（如溫度、濕度、氣體）與雲端平台，實現遠端監控與風險預警，延長食品保鮮期。