工业级IoT库房温湿度实时监测系统：从感知到管控的全链路方案

一、项目背景

在食品、药品、电子元件、仓储物流、文物馆藏等众多领域，库房内的温湿度环境是影响物资存储质量的关键因素。传统库房温湿度管理多采用人工定时巡检、纸质记录的方式，存在效率低下、误差大、实时性差、漏检误报等问题。一旦温湿度超出安全阈值，无法及时发现并处置，易导致物资变质、损坏、性能下降，造成严重的经济损失。

随着物联网技术的快速发展，利用感知设备、网络传输、数据处理等技术构建库房温湿度自动监控系统，实现对库房环境的全天候、高精度、智能化管理，已成为企业提升库房管理水平、保障物资安全的迫切需求。

二、系统架构

本系统采用分层架构设计，从上至下分为应用层、平台层、网络传输层和感知层四个部分，各层之间通过标准化接口进行数据交互，确保架构清晰、功能独立、协同高效。

1、感知层

感知层是系统的数据采集终端，负责实时采集库房内的温湿度数据，是整个系统的基础。主要由温湿度传感器、传感器网关等设备组成。根据库房的面积、结构和物资分布情况，在关键区域(如物资堆放区、通风口、门窗附近等)部署温湿度传感器，确保采集数据的全面性和代表性。

2、网络传输层

网络传输层负责将感知层采集的温湿度数据稳定、可靠地传输至平台层，同时实现平台层与感知层设备之间的指令交互。根据库房的网络环境和传输需求，采用“无线为主、有线为辅”的传输方式，确保数据传输安全。

3、平台层

平台层是系统的核心，负责数据的接收、存储、处理、分析和设备管理等功能，为应用层提供数据支撑和服务接口。平台采用云平台架构，支持公有云、私有云和混合云部署，根据企业的隐私需求和管理规模灵活选择。

4、应用层

应用层是系统与用户交互的界面，负责将平台层处理后的数据以直观、便捷的方式呈现给用户，同时提供各类管理功能。支持Web端、移动端(APP/小程序)、监控中心大屏等多种终端访问方式，满足不同场景下的使用需求。

三、核心功能

1、实时数据采集

本模块采用工业级温湿度传感器，具备高精度采集能力，温度测量范围-40℃_{85℃，精度±0.3℃，湿度测量范围0%RH}100%RH，精度±2%RH。传感器支持自动采集模式，采集频率可根据用户需求灵活设置(10秒-60分钟)，满足不同物资对温湿度监控频率的要求。采集的数据经传感器内部处理后，通过无线或有线方式传输至网关，再由网关汇总后传输至云平台。

2、智能报警

智能报警模块支持用户根据不同库房、不同物资的存储要求，自定义温湿度报警阈值(包括上限值和下限值)，并可设置多级报警规则(如一级报警、二级报警)。当采集的温湿度数据超出设定的阈值时，系统立即触发报警机制，通过多种方式向相关人员发出报警信息：

①APP推送：向管理人员的手机APP发送报警通知，包含超标库房、监控点、超标数值、报警时间等信息;

②短信提醒：向预设的管理人员手机号发送报警短信，确保即使未登录APP也能及时收到提醒;

③电话通知：对于二级报警等紧急情况，系统自动拨打管理人员电话，进行语音提醒;

④声光报警：在库房现场和监控中心部署声光报警器，发出刺耳的声音和闪烁的灯光，提醒现场人员及时处置。

同时，系统自动记录报警信息，包括报警类型、时间、处置情况等，便于后续追溯和统计。

3、数据管理

数据管理模块采用分布式数据库对温湿度数据进行长期存储，存储时间≥1年，支持海量数据的快速查询和检索。模块提供多维度的数据查询功能，用户可通过Web端、移动端按库房名称、监控点、时间范围(日、周、月、年)等条件查询历史温湿度数据，并以表格、折线图、柱状图等形式直观展示。

同时，模块具备数据统计和分析功能，可自动统计各库房温湿度的平均值、最大值、最小值、超标次数、超标时长等数据，生成日报、周报、月报、年报等各类报表，报表支持导出为Excel格式。通过数据分析，管理人员可掌握库房温湿度的变化规律，及时发现库房环境存在的问题，为优化库房通风、降温、除湿等管理措施提供数据支撑。

4、远程监控与控制

远程监控模块支持用户通过Web端、移动端(APP/小程序)、监控中心大屏等多种终端，实时查看各库房、各监控点的温湿度数据、设备运行状态(如传感器是否在线、电池电量是否充足、网关运行状态等)。用户可在终端上对温湿度阈值、采集频率等参数进行远程配置，无需到现场操作，提高管理效率。

远程控制模块可与库房内的空调、除湿机、加湿器等温湿度调节设备联动，当温湿度数据超出阈值时，系统自动向调节设备发送控制指令，启动或关闭设备，实现温湿度的自动调节。例如，当库房湿度超标时，系统自动启动除湿机;当温度过低时，自动启动空调升温。同时，用户也可通过终端手动控制调节设备的运行状态，实现灵活管理。

5、设备管理

设备管理模块实现对传感器、网关、报警器等所有系统设备的全生命周期管理。主要功能包括：

①设备注册与绑定：新设备接入系统时，通过扫码或输入设备编号完成注册，并与对应的库房、监控点绑定;

②状态监控：实时监测设备的运行状态，如传感器是否在线、电池电量、信号强度、网关数据传输量等，当设备出现离线、低电量、故障等异常情况时，系统及时发出报警，提醒维护人员处理;

③远程配置：支持对设备的采集频率、传输方式、报警阈值等参数进行远程配置和更新;

④故障诊断与维护：提供设备故障诊断功能，帮助维护人员快速定位故障原因，并提供维护指导;

⑤设备台账管理：记录设备的型号、安装位置、安装时间、维护记录等信息，便于设备的后续管理和维护。

6、系统管理

系统管理模块主要用于保障系统的安全、稳定运行，实现对用户和系统的管理。主要功能包括：

①用户管理：支持用户的注册、登录、注销、密码修改等功能，可创建不同角色的用户(如管理员、操作员、查看员等)，并为不同角色分配不同的权限，确保系统操作的安全性;②角色权限管理：自定义角色的权限范围，如管理员具备所有功能的操作权限，操作员具备数据查看、报警处置等权限，查看员仅具备数据查看权限;

③日志管理：记录系统的所有操作日志、设备运行日志、报警日志等，便于后续的审计和追溯;

④系统配置：支持对系统的参数进行配置，如数据存储时间、报警方式、传输协议等。