CN113663095A - 一种准分子物流消毒系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种准分子物流消毒系统及其方法，该系统包括底部、顶部以及左右两侧均设置有准分子光源灯管的准分子消毒装置，还包括传输带，传输带上放置有物流包裹，准分子光源灯管连接至控制模块，由控制模块对应控制准分子光源灯管的工作状态，准分子消毒装置上安装有与云端管理平台连接的数据采集模块，云端管理平台与控制模块连接，数据采集模块将采集的视频数据、电压数据、电流数据、温度数据和辐照度数据传输给云端管理平台，云端管理平台对接收的数据进行分析处理，以对准分子消毒装置进行异常检测以及辐照度补偿分析，并将辐照度补偿结果发送给控制模块。与现有技术相比，本发明能够对物流包裹进行全方位、无危害且高效的消毒杀菌。

Description

一种准分子物流消毒系统及其方法

技术领域

本发明涉及物流消毒技术领域，尤其是涉及一种准分子物流消毒系统及其方法。

背景技术

在物流运输行业，物流包裹上容易附着各种细菌病毒，为保证物流包裹的安全性，需要对物流包裹进行消毒杀菌。

现有的消毒方式主要包括以下几种：UVC紫外线照射、臭氧消毒、喷洒消毒液等，然而UVC紫外线照射或臭氧消毒方式会对人体产生照射或误吸危害，而喷洒消毒液则存在挥发失效、对人体呼吸系统产生刺激性伤害等问题，而且上述消毒方式均不能保证对物流包裹的全方位消毒，往往只能对物流包裹的某些局部进行消毒。

此外，现有的消毒方式大多是定期进行的，无法实现稳定全周期的消毒效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种准分子物流消毒系统及其方法，以对物流包裹进行全方位、无危害且高效的消毒杀菌。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种准分子物流消毒系统，包括底部、顶部以及左右两侧均设置有准分子光源灯管的准分子消毒装置，所述准分子消毒装置还包括传输带，所述传输带上放置有物流包裹，所述准分子光源灯管连接至控制模块，由控制模块对应控制准分子光源灯管的工作状态，所述准分子消毒装置上安装有数据采集模块，所述数据采集模块连接至云端管理平台，所述云端管理平台与控制模块连接，所述数据采集模块将采集的视频数据、电压数据、电流数据、温度数据和辐照度数据传输给云端管理平台，所述云端管理平台对接收的数据进行分析处理，以对准分子消毒装置进行异常检测以及辐照度补偿分析，并将辐照度补偿结果发送给控制模块。

进一步地，所述准分子光源灯管的后部安装有用于增强反射光照的金属箔。

进一步地，所述传输带的两侧安装有防止物流包裹碰触到准分子光源灯管的保护框架。

进一步地，所述传输带包括一组等间距排列的透明滚轴。

进一步地，所述准分子消毒装置底部的准分子光源灯管安装在透明滚轴的下方。

进一步地，所述准分子消毒装置的顶部安装有与控制模块连接的散热器。

进一步地，所述散热器包括多个风扇。

进一步地，所述数据采集模块通过数据传输模块连接至云端管理平台。

进一步地，所述数据采集模块包括摄像头、电压传感器、电流传感器、温度传感器和照度传感器。

进一步地，所述控制模块设置有四个电闸开关，所述四个电闸开关分别与准分子消毒装置底部、顶部以及左右两侧的准分子光源灯管相连接。

一种准分子物流消毒方法，包括以下步骤：

S1、物流包裹放置于传输带上，控制模块控制准分子消毒装置底部、顶部以及左右两侧的准分子光源灯管点亮，利用发射的准分子光线对物流包裹的所有外表面进行消毒杀菌；

S2、数据采集模块实时采集当前准分子消毒装置的视频数据、电压数据、电流数据、温度数据和辐照度数据，并将采集的数据传输给云端管理平台；

S3、云端管理平台对接收的数据依次进行数据清洗、序列补齐、统计分析、异常检测以及关联分析，以检测出准分子消毒装置发生异常的设备以及得到辐照度补偿结果，并将辐照度补偿结果发送给控制模块；

S4、控制模块根据辐照度补偿结果，对应调整准分子光源灯管的电压和电流，以改变准分子光源灯管的辐照强度。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

一、本发明通过在准分子消毒装置的底部、顶部和左右两侧均设置准分子光源灯管，由此利用准分子光线对物流包裹的所有外表面进行消毒杀菌，以对病毒细菌的DNA结构产生不可逆损坏，从而实现全方位高效照射消毒的效果，此外，准分子光线的波长在222nm，不会对人体产生危害。

二、本发明通过在准分子光源灯管的后部设置金属箔，以进一步通过反射增强准分子光线照射，提高消毒杀菌效果。

三、本发明将传输带设置为一组透明滚轴，使得准分子消毒装置底部的准分子光源灯管发出的光线能够透过滚轴照射至物流包裹的底部，保证消毒杀菌效果。

四、本发明通过设置数据采集模块、控制模块以及云端管理平台，由数据采集模块将采集的视频数据、电压数据、电流数据、温度数据和辐照度数据传输给云端管理平台，云端管理平台则对接收的数据进行分析处理，以对准分子消毒装置进行异常检测以及辐照度补偿分析，并将辐照度补偿结果发送给控制模块，最后由控制模块相应调整准分子光源灯管的工作状态，由此既能够对准分子消毒装置进行异常设备的检测，以及时发现异常设备进行修理或更换，同时还能形成闭环反馈式控制，以实现稳定的全生命周期式消毒杀菌。

附图说明

图1为本发明的准分子消毒装置结构示意图；

图2为本发明的工作过程侧视效果示意图；

图3为本发明的工作过程正视效果示意图；

图4为本发明的工作过程俯视效果示意图；

图5为本发明的方法流程示意图；

图6为云端管理平台的数据分析过程示意；

图7为云端管理平台异常检测过程中点异常的分析过程示意图；

图8为云端管理平台异常检测过程中上下文异常的分析过程示意图；

图9为云端管理平台异常检测过程中集合异常的分析过程示意图；

图中标记说明：1、金属箔，2、保护框架，3、准分子光源灯管，4、透明滚轴，5、数据传输模块，6、数据采集模块，7、控制模块，8、散热器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1～图4所示，一种准分子物流消毒系统，包括底部、顶部以及左右两侧均设置有准分子光源灯管3的准分子消毒装置，准分子光线可以有效破坏病毒的DNA结构，使得病毒的DNA结构产生不可逆的损坏，达到杀灭病毒的效果，而且准分子光线的波长在222nm，对人体的照射伤害极低，可较长时间与人体共存；

准分子消毒装置还包括传输带，传输带上放置有物流包裹，准分子光源灯管3连接至控制模块7，由控制模块7对应控制准分子光源灯管3的工作状态，准分子消毒装置上安装有数据采集模块6，数据采集模块6通过数据传输模块5连接至云端管理平台，本实施例中，数据传输模块5的传输方式包括5G、4G Cat4、4G Cat1、Wifi5、Wifi6等方式，云端管理平台与控制模块7连接，数据采集模块6将采集的视频数据、电压数据、电流数据、温度数据和辐照度数据传输给云端管理平台，云端管理平台对接收的数据进行分析处理，以对准分子消毒装置进行异常检测以及辐照度补偿分析，并将辐照度补偿结果发送给控制模块7，准分子消毒装置的顶部安装有与控制模块7连接的散热器8，由于装置内有较多数量的准分子光源，整机功率较高，通过散热器8，以有效降低内部温度，保障装置稳定运行，本实施例中，散热器8包括多个风扇。

此外，准分子光源灯管3的后部安装有用于增强反射光照的金属箔1，由于装置的四周都装有准分子光线光源，而且在每根光源灯管的后部装有金属箔反射材料，如此就能够实现对装置中物流包裹的全方位、反射增强型照射，实现高效的杀菌消毒效果；

传输带的两侧安装有防止物流包裹碰触到准分子光源灯管3的保护框架2；

传输带包括一组等间距排列的透明滚轴4，准分子消毒装置底部的准分子光源灯管3安装在透明滚轴4的下方；

为实现视频数据、电压数据、电流数据、温度数据、辐照度数据共5个维度的数据采集，数据采集模块6包括摄像头、电压传感器、电流传感器、温度传感器和照度传感器；

控制模块7设置有四个电闸开关，四个电闸开关分别与准分子消毒装置底部、顶部以及左右两侧的准分子光源灯管3相连接，以分别独立控制四个区域位置的准分子光源灯管3。

将上述系统应用于实际，以实现一种准分子物流消毒方法，如图5所示，包括以下步骤：

S1、物流包裹放置于传输带上，控制模块控制准分子消毒装置底部、顶部以及左右两侧的准分子光源灯管点亮，利用发射的准分子光线对物流包裹的所有外表面进行消毒杀菌；

S2、数据采集模块实时采集当前准分子消毒装置的视频数据、电压数据、电流数据、温度数据和辐照度数据，并将采集的数据传输给云端管理平台；

S3、云端管理平台对接收的数据依次进行数据清洗、序列补齐、统计分析、异常检测以及关联分析(如图6所示)，以检测出准分子消毒装置发生异常的设备以及得到辐照度补偿结果，并将辐照度补偿结果发送给控制模块；

S4、控制模块根据辐照度补偿结果，对应调整准分子光源灯管的电压和电流，以改变准分子光源灯管的辐照强度。

其中，云端管理平台对采集到的设备运行数据，进行时序和空间维度数据分析，其数据分析主要包括：

①数据清洗：对历史数据、实时数据进行筛选，将采集到的异常数据(小于零的数据、大于规定值的数据)进行删除、矫正，完成对原始数据的整理与清洗，降低数据采集、数据传输产生的错误数据对数据分析产生的影响。

②序列补齐：按照数据采集的时间顺序，将数据组合成特定维数的矩阵，为统计分析、异常检测提供时序序列的数据矩阵。

③统计分析：基于决策树、支持向量机、朴素贝叶斯等统计学的方法，对原始数据进行初步分析，并进行分类等预处理操作，进行分析并将结果与原始数据融合，为统计学方法与深度学习方法优势相融合提供数据基础。

④通过数据分析，异常检测能有效检测和预测如下异常：

a.点异常(设备故障)：单维度数据，相对于其余维度数据的异常。

统计分析数据中若存在单个参数大于或者小于规定参数，划分为点异常故障，具体如图7所示。

b.上下文异常(特定工作模式下)：单维度数据，仅在特定的上下文中异常，而在其他情况中则不是。如图8所示，利用时序序列的矩阵数据与统计分析结果训练由LSTM网络、多层卷积网络、全连接网路组成的模型，训练好后，将实时数据序列组成的矩阵数据与统计分析结果发送至模型，出现异常时神经网络模型将输出上下文异常报警。例如发生在满功率准分子照射消毒时的异常、发生在半功率准分子照射消毒时的异常等等。

c.集合异常：虽然单个维度传感器数是正常的，但是五类传感器数据的集合，相对于整个数据集合是异常的。如图9所示，利用时序序列的矩阵数据与统计分析结果训练由多层卷积网络、全连接网路组成的模型，训练好后，将实时数据矩阵数据与统计分析结果发送至模型，若出现异常，模型输出警告提示。

⑤关联分析

1.汇集点异常、上下文异常、集合异常算法输出参数，对输出参数进行分析，最终断定该设备目前存在的异常类别，对点异常、上下文异常、集合异常算法的统一优化，提高算法精度，准确实时调整辐照强度。通过数据分析，可以有效进行装置的辐照度补偿：通过实时采集辐照度数据、电压、电流数据，结合运行寿命时间的记录，基于神经网络回归算法，预测将来一段时间的辐照强度、电压、电流变化趋势；根据辐照强度、电压、电流变化趋势，通过调整电压、电流，实现辐照强度的调整，从而达到较为稳定的杀菌消毒的准分子光源辐照度，即通过时序数据分析建模，在准分子光源寿命周期的末期，辐照度下降情况下，通过远程调控准分子光源功率，进行辐照度的补偿，实现稳定的全生命周期的消毒效果。

在实际应用中，可将准分子消毒装置的长度设置为2米，将物流包裹在装置中的通过时间设定为20秒～40秒，并可通过操控面板进行现场配置，设备供电后等待操控面板显示自检正常、联网成功，之后在操控面板上选择合适的杀菌消毒时间，20秒～40秒可配置，将物流包裹从入口处放入，等待消毒杀菌完成的物料包裹从出口处运出。

应用本发明提出的技术方案，能够实现物流现场包裹的全方位、高辐照度的杀菌消毒；

内置散热、传感器和数据传输模块，便于进行装置的远程监测与管理；

云端管理平台对装置运行数据进行时序和空间维度数据分析，可以有效检测和预测设备异常、特定工作模式下的异常、整机集合异常等状况，且能配合控制模块实现装置生命周期末期的辐照度补偿。

Claims (10)

1.一种准分子物流消毒系统，其特征在于，包括底部、顶部以及左右两侧均设置有准分子光源灯管(3)的准分子消毒装置，所述准分子消毒装置还包括传输带，所述传输带上放置有物流包裹，所述准分子光源灯管(3)连接至控制模块(7)，由控制模块(7)对应控制准分子光源灯管(3)的工作状态，所述准分子消毒装置上安装有数据采集模块(6)，所述数据采集模块(6)连接至云端管理平台，所述云端管理平台与控制模块(7)连接，所述数据采集模块(6)将采集的视频数据、电压数据、电流数据、温度数据和辐照度数据传输给云端管理平台，所述云端管理平台对接收的数据进行分析处理，以对准分子消毒装置进行异常检测以及辐照度补偿分析，并将辐照度补偿结果发送给控制模块(7)。

2.根据权利要求1所述的一种准分子物流消毒系统，其特征在于，所述准分子光源灯管(3)的后部安装有用于增强反射光照的金属箔(1)。

3.根据权利要求1所述的一种准分子物流消毒系统，其特征在于，所述传输带的两侧安装有防止物流包裹碰触到准分子光源灯管(3)的保护框架(2)。

4.根据权利要求1所述的一种准分子物流消毒系统，其特征在于，所述传输带包括一组等间距排列的透明滚轴(4)。

5.根据权利要求4所述的一种准分子物流消毒系统，其特征在于，所述准分子消毒装置底部的准分子光源灯管(3)安装在透明滚轴(4)的下方。

6.根据权利要求1所述的一种准分子物流消毒系统，其特征在于，所述准分子消毒装置的顶部安装有与控制模块(7)连接的散热器(8)。

7.根据权利要求1所述的一种准分子物流消毒系统，其特征在于，所述数据采集模块(6)通过数据传输模块(5)连接至云端管理平台。

8.根据权利要求1所述的一种准分子物流消毒系统，其特征在于，所述数据采集模块(6)包括摄像头、电压传感器、电流传感器、温度传感器和照度传感器。

9.根据权利要求1所述的一种准分子物流消毒系统，其特征在于，所述控制模块(7)设置有四个电闸开关，所述四个电闸开关分别与准分子消毒装置底部、顶部以及左右两侧的准分子光源灯管(3)相连接。

10.一种准分子物流消毒方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、物流包裹放置于传输带上，控制模块控制准分子消毒装置底部、顶部以及左右两侧的准分子光源灯管点亮，利用发射的准分子光线对物流包裹的所有外表面进行消毒杀菌；

S2、数据采集模块实时采集当前准分子消毒装置的视频数据、电压数据、电流数据、温度数据和辐照度数据，并将采集的数据传输给云端管理平台；

S3、云端管理平台对接收的数据依次进行数据清洗、序列补齐、统计分析、异常检测以及关联分析，以检测出准分子消毒装置发生异常的设备以及得到辐照度补偿结果，并将辐照度补偿结果发送给控制模块；

S4、控制模块根据辐照度补偿结果，对应调整准分子光源灯管的电压和电流，以改变准分子光源灯管的辐照强度。

Images