專利名稱：基于rfid的糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于糧食質(zhì)量管理領(lǐng)域，具體地說是一種基于RFID的糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
RFID (電子標(biāo)簽)技術(shù)在糧食工業(yè)中的應(yīng)用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及糧食工業(yè)的各個(gè) 環(huán)節(jié)，包括糧食的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、銷售與食用，構(gòu)成糧食物流供應(yīng)鏈。將RFID技術(shù)應(yīng)用 于糧食質(zhì)量管理，使糧食物質(zhì)的流動(dòng)與糧食信息的流動(dòng)互動(dòng)起來，能有效地對(duì)糧食質(zhì)量進(jìn) 行管理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于RFID的糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)，該系統(tǒng)從“農(nóng)田到飯 碗”對(duì)糧食實(shí)行全方位質(zhì)量追溯評(píng)估，一旦發(fā)生緊急情況，不僅可以根據(jù)糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng) 找到每個(gè)糧食產(chǎn)品的最終消費(fèi)者，還可以找到流通或生產(chǎn)加工過程出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，能有 效地保護(hù)消費(fèi)者的身體健康。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
一種基于RFID的糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括糧食電子標(biāo)簽、天線、 電子標(biāo)簽閱讀器、傳感器、糧食質(zhì)量追溯模塊和Internet網(wǎng)絡(luò)，糧食電子標(biāo)簽張貼在糧 食外包裝上；用來采集糧食參數(shù)信息的傳感器通過電子標(biāo)簽閱讀器與天線連接，并通過 Internet網(wǎng)絡(luò)將糧食參數(shù)信息傳送給糧食質(zhì)量追溯模塊。本發(fā)明中，所述糧食質(zhì)量追溯模塊包括糧食信息服務(wù)模塊、糧食質(zhì)量評(píng)估模塊和 糧食質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫。糧食質(zhì)量追溯模塊將接收的糧食參數(shù)信息與糧食質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫中 的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，由糧食質(zhì)量評(píng)估模塊得出該糧食的狀態(tài)，并由糧食信息服務(wù)模塊進(jìn)行追 溯。所述糧食參數(shù)信息包括集成溫度、濕度、光照度。本發(fā)明中，傳感器用來檢測(cè)糧食參數(shù)信息，粘貼于糧食包裝上的電子標(biāo)簽成本低 廉。糧食質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫是實(shí)現(xiàn)功能和服務(wù)的基礎(chǔ)，它為每個(gè)電子標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的糧食都建立 了一條數(shù)據(jù)記錄，用來描述其在糧食加工、運(yùn)輸和倉儲(chǔ)等各物流環(huán)節(jié)中的操作人員、環(huán)境參 數(shù)、加工方式和時(shí)間等信息。糧食在生產(chǎn)及加工過程中，在其表面或包裝材料上嵌入具有唯一性的RFID電子 標(biāo)簽，其編碼格式和位數(shù)由國家糧食質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確定。生產(chǎn)商通過閱讀器對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行操 作，通過網(wǎng)絡(luò)向糧食質(zhì)量數(shù)據(jù)庫中寫入能夠影響該糧食質(zhì)量的各種信息，如原材料來源、加 工工藝、加工者姓名、產(chǎn)品質(zhì)量信息、建議食用期、食用方法等。在運(yùn)輸和倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)中，對(duì)糧食保質(zhì)、儲(chǔ)運(yùn)有特定要求，物流供應(yīng)商通過安裝天線和 閱讀器等無線射頻設(shè)備自動(dòng)讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，并且通過在閱讀器端集成傳感器，用來監(jiān) 測(cè)溫度、濕度、通風(fēng)度、透光度等糧食參數(shù)信息。閱讀器讀取的電子標(biāo)簽信息和相關(guān)傳感器 數(shù)據(jù)按照特定方式形成關(guān)聯(lián)，成為一個(gè)數(shù)據(jù)包，實(shí)時(shí)地寫入糧食質(zhì)量數(shù)據(jù)庫。RFID技術(shù)在糧食工業(yè)中的應(yīng)用是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及糧食工業(yè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括
3糧食的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏以及銷售、食用，構(gòu)成糧食物流供應(yīng)鏈。本發(fā)明將RFID技術(shù)應(yīng) 用于糧食質(zhì)量管理，使糧食物質(zhì)的流動(dòng)與糧食信息的流動(dòng)互動(dòng)起來，能有效地對(duì)糧食質(zhì)量 進(jìn)行管理。本發(fā)明根據(jù)RFID非接觸式且通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)的技術(shù) 特點(diǎn)，結(jié)合有效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及Internet體系，從糧食生產(chǎn)開始加貼電子標(biāo)簽，記錄糧食 運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、加工與銷售等過程的全部信息，能隨時(shí)隨地自動(dòng)獲取糧食供應(yīng)鏈上的信息，在 流動(dòng)過程中自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，并可自動(dòng)判斷糧食質(zhì)量。RFID技術(shù)具有識(shí) 別工作無人干預(yù)、批量遠(yuǎn)距離讀取、對(duì)環(huán)境要求低、使用壽命長、數(shù)據(jù)可加密、存儲(chǔ)信息可更 改等優(yōu)點(diǎn)，其應(yīng)用將給糧食質(zhì)量追溯管理帶來本質(zhì)的變化。本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)
1、在糧食生產(chǎn)的源頭，可通過電子標(biāo)簽記錄到糧食質(zhì)量數(shù)據(jù)庫中，作為將來質(zhì)量追溯 的原始數(shù)據(jù)；
2、糧食在運(yùn)輸?shù)郊Z庫時(shí)，也將被讀取信息和記錄入庫時(shí)間，并記錄環(huán)境信息，糧庫質(zhì)量 評(píng)估系統(tǒng)將發(fā)揮作用，自動(dòng)對(duì)庫存糧食進(jìn)行評(píng)估，確定發(fā)貨順序；
3、糧食在加工環(huán)節(jié)的廠家、操作員、加工方式和時(shí)間等信息也會(huì)記錄到數(shù)據(jù)庫的相應(yīng) 的字段中，在糧食的流通過程中，每個(gè)環(huán)節(jié)都布置多種傳感器的讀寫器設(shè)備，可以實(shí)時(shí)記錄 該批糧食的環(huán)境信息，經(jīng)過嚴(yán)格的流通過程，高質(zhì)量的糧食產(chǎn)品被送到消費(fèi)者手中。本發(fā)明廣泛適用于絕大部分品種的糧食和農(nóng)產(chǎn)品中，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行跟蹤、管理、追 溯評(píng)估。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理流程示意圖； 圖3是本發(fā)明中糧食信息服務(wù)模塊示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。一種基于RFID的糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)，見圖1，該系統(tǒng)包括糧食電子標(biāo)簽10、天線2、 電子標(biāo)簽閱讀器1、傳感器3、糧食質(zhì)量追溯模塊4和Internet網(wǎng)絡(luò)5。糧食電子標(biāo)簽10張 貼在糧食外包裝上或糧食包裝箱上。用來采集糧食參數(shù)信息的傳感器3通過電子標(biāo)簽閱讀 器1與天線2連接，傳感器3可與電子標(biāo)簽閱讀器1集成，并通過Internet網(wǎng)絡(luò)5將糧食 參數(shù)信息傳送給糧食質(zhì)量追溯模塊4。糧食質(zhì)量追溯模塊4包括糧食信息服務(wù)模塊6、糧食 質(zhì)量評(píng)估模塊8和糧食質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫9。電子標(biāo)簽閱讀器1讀取的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到糧食質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫中，而糧食供 應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)的廠商及產(chǎn)品信息注冊(cè)到RFID公共服務(wù)體系中，基于糧食質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫， 通過供應(yīng)鏈信息整合，系統(tǒng)提供糧食信息服務(wù)、糧食質(zhì)量追溯、糧食質(zhì)量評(píng)估等多種應(yīng)用服 務(wù)。圖2是本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理流程示意圖；系統(tǒng)工作原理如下。電子標(biāo)簽閱讀器開始工作后，向天線發(fā)出讀標(biāo)簽的指令，糧食上的電子標(biāo)簽在接收到天線發(fā)出的無線電波能量后，向天線發(fā)出序號(hào)信息，天線接收此信號(hào)，并把此信號(hào)傳送 給電子標(biāo)簽閱讀器，電子標(biāo)簽閱讀器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的處理后，再傳送給集成在 閱讀器中的數(shù)據(jù)處理芯片，與此同時(shí)，分布在本流通環(huán)節(jié)中的各個(gè)傳感器分別把測(cè)量的周 圍環(huán)境信息發(fā)送給數(shù)據(jù)處理芯片，數(shù)據(jù)處理芯片對(duì)接收到的信息進(jìn)行綜合處理，然后通過 Internet把處理結(jié)果發(fā)送給糧食質(zhì)量數(shù)據(jù)中心。圖3是本發(fā)明中糧食信息服務(wù)模塊示意圖。包括糧食生產(chǎn)、糧庫、加工和銷售等4 個(gè)部分組成。實(shí)現(xiàn)對(duì)糧食的來源、日常田間管理、施肥與農(nóng)藥等相關(guān)方面的全方位的計(jì)算機(jī) 管理。它的目標(biāo)在于提高糧食的管理效率，提高糧食的質(zhì)量。糧食生產(chǎn)模塊負(fù)責(zé)糧食生產(chǎn)的日常管理，具有界面簡(jiǎn)潔、反應(yīng)快速、運(yùn)行安全可靠 的特征。它的主要功能如下
1)指定條件(品種編號(hào)、生產(chǎn)者編號(hào)、播種時(shí)間、收獲時(shí)間)瀏覽查詢，打印相關(guān)的數(shù) 據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表；
2)支持規(guī)模不同的農(nóng)場(chǎng)；
3)支持糧食生產(chǎn)的日常管理；
4)支持糧食生產(chǎn)的質(zhì)量管理；
5)可進(jìn)行糧食的日常管理查詢和質(zhì)量查詢等。糧庫管理模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)糧食倉儲(chǔ)的管理操作。該部分在Windows系列的環(huán)境 下運(yùn)行，界面友好、便于操作、易學(xué)易用，而且功能強(qiáng)大、極易擴(kuò)充。它的主要功能特征如 下
1)強(qiáng)調(diào)以糧情監(jiān)控為主的管理模式；
2)糧食出場(chǎng)之后，每一步操作都要有詳細(xì)記錄；
3)糧食質(zhì)量的等級(jí)管理；
4)指定條件的瀏覽查詢，打印相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。加工管理模塊主要負(fù)責(zé)對(duì)糧食加工的管理操作
1)支持規(guī)模不同的加工廠；
2)支持糧食加工的日常管理；
3)支持糧食加工的質(zhì)量管理；
4)可進(jìn)行糧食加工相關(guān)信息的日常管理、查詢、打印相關(guān)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)報(bào)表。銷售管理模塊提供銷售時(shí)間查詢，銷售的糧食等級(jí)、質(zhì)量查詢，生產(chǎn)日期查詢，出 廠時(shí)間查詢等。以上四個(gè)模塊既可以聯(lián)合起來，讓領(lǐng)導(dǎo)層對(duì)整個(gè)過程有一個(gè)宏觀的認(rèn)識(shí)，又可以 分散開，讓各個(gè)部門管理自己的模塊。本發(fā)明的實(shí)施需要涉及電子標(biāo)簽、天線和閱讀器等無線射頻設(shè)備的選取，電子標(biāo) 簽在糧食包裝上的粘貼方式，Internet網(wǎng)絡(luò)和糧食質(zhì)量數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，糧食質(zhì)量評(píng)估算法 的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)以及糧食質(zhì)量溯源信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等問題，具體描述如下。無線射頻設(shè)備的選取在糧食質(zhì)量管理系統(tǒng)中，每個(gè)流通環(huán)節(jié)涉及的糧食數(shù)量可 能比較大，并且周圍環(huán)境的參量也可能隨時(shí)發(fā)生變化。本系統(tǒng)適宜選用讀取遠(yuǎn)距離的HF頻 段或UHF頻段電子標(biāo)簽19，以及具有較好防碰撞性能的相應(yīng)頻段讀寫器等無線射頻設(shè)備。 此外，由于本系統(tǒng)中的讀寫器需要和傳感器集成，因此讀寫器需要具有一定的擴(kuò)展性。
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傳感器的選擇在流通過程中，各個(gè)環(huán)節(jié)的周圍環(huán)境參數(shù)對(duì)糧食的影響不盡相同。 可以根據(jù)糧食的性質(zhì)及其對(duì)周圍環(huán)境的要求使用相應(yīng)的傳感器17，測(cè)量對(duì)糧食影響較大的 周圍環(huán)境參量。另外，傳感器輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)格式要和無線射頻設(shè)備的數(shù)據(jù)格式相容，以保 證二者能用同一個(gè)數(shù)據(jù)包傳遞數(shù)據(jù)。電子標(biāo)簽使用由于本系統(tǒng)中傳感器信息直接在讀寫器端打入數(shù)據(jù)包，因此電子 標(biāo)簽存儲(chǔ)的信息無需很大，只需存儲(chǔ)由糧食質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)確定的唯一代碼，可以選擇低成本低 存儲(chǔ)量的電子標(biāo)簽。通信網(wǎng)絡(luò)和糧食質(zhì)量數(shù)據(jù)庫的建立為了使糧食在各個(gè)流通環(huán)節(jié)中的信息都能夠 被及時(shí)準(zhǔn)確地傳遞，需要建立完善的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。本系統(tǒng)涉及的糧食質(zhì)量數(shù)據(jù)庫為每個(gè)電子 標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的糧食都建立了一條數(shù)據(jù)記錄，用來描述其在各個(gè)流通環(huán)節(jié)中的操作人員、環(huán)境 參數(shù)和時(shí)間等信息。糧食質(zhì)量評(píng)估算法的設(shè)計(jì)不同加工、儲(chǔ)藏條件對(duì)糧食質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生不同影響，分析 各種因素對(duì)糧食質(zhì)量的影響，選擇適當(dāng)?shù)闹笜?biāo)體系，建立質(zhì)量評(píng)估模型。通過對(duì)一些典型糧 食的測(cè)定和評(píng)價(jià)，獲得質(zhì)量評(píng)估模型所需的經(jīng)驗(yàn)值。基于RFID技術(shù)對(duì)糧食質(zhì)量進(jìn)行全程監(jiān) 控，得到質(zhì)量檢測(cè)數(shù)據(jù)和流通過程的環(huán)境信息，形成糧食質(zhì)量數(shù)據(jù)庫中的記錄，再根據(jù)這些 數(shù)據(jù)對(duì)糧食質(zhì)量做出結(jié)論。最后根據(jù)質(zhì)量評(píng)估結(jié)果提供銷售咨詢建議。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了“農(nóng)田到飯碗”對(duì)糧食實(shí)行全方位質(zhì)量追溯評(píng)估，一旦發(fā)生緊急情 況，不僅可以根據(jù)糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)找到每個(gè)糧食產(chǎn)品的最終消費(fèi)者，還可以找到流通或 生產(chǎn)加工過程出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，能有效地保護(hù)消費(fèi)者的身體健康。本發(fā)明廣泛適用于絕大 部分品種的糧食和農(nóng)產(chǎn)品中，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行跟蹤、管理、追溯評(píng)估。
權(quán)利要求
一種基于RFID的糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括糧食電子標(biāo)簽(10)、天線(2)、電子標(biāo)簽閱讀器(1)、傳感器(3)、糧食質(zhì)量追溯模塊(4)和Internet網(wǎng)絡(luò)(5)，糧食電子標(biāo)簽(10)張貼在糧食外包裝上；用來采集糧食參數(shù)信息的傳感器(3)通過電子標(biāo)簽閱讀器(1)與天線(2)連接，并通過Internet網(wǎng)絡(luò)(5)將糧食參數(shù)信息傳送給糧食質(zhì)量追溯模塊(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID的糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)，其特征在于所述糧食質(zhì) 量追溯模塊(4 )包括糧食信息服務(wù)模塊(6 )、糧食質(zhì)量評(píng)估模塊(8 )和糧食質(zhì)量管理數(shù)據(jù)庫 (9)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID的糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)，其特征在于所述糧食參數(shù) 信息包括集成溫度、濕度、光照度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于RFID的糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)，其特征在于糧食質(zhì)量管理 數(shù)據(jù)庫(9 )與單個(gè)糧食電子標(biāo)簽(10 )相對(duì)應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于RFID的糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括糧食電子標(biāo)簽、天線、電子標(biāo)簽閱讀器、傳感器、糧食質(zhì)量追溯模塊和Internet網(wǎng)絡(luò)，糧食電子標(biāo)簽張貼在糧食外包裝上；用來采集糧食參數(shù)信息的傳感器通過電子標(biāo)簽閱讀器與天線連接，并通過Internet網(wǎng)絡(luò)將糧食參數(shù)信息傳送給糧食質(zhì)量追溯模塊。本發(fā)明對(duì)糧食實(shí)行全方位質(zhì)量追溯評(píng)估，一旦發(fā)生緊急情況，不僅可以根據(jù)糧食質(zhì)量溯源系統(tǒng)找到每個(gè)糧食產(chǎn)品的最終消費(fèi)者，還可以找到流通或生產(chǎn)加工過程出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，能有效地保護(hù)消費(fèi)者的身體健康，廣泛適用于絕大部分品種的糧食和農(nóng)產(chǎn)品中，對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行跟蹤、管理、追溯評(píng)估。
文檔編號(hào)G06Q50/00GK101982833SQ201010532898
公開日2011年3月2日 申請(qǐng)日期2010年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月5日
發(fā)明者伍之昂, 吳明贊, 方小紅, 曹杰 申請(qǐng)人:南京財(cái)經(jīng)大學(xué);南京理工大學(xué)