基于rfid技術的農產品品質風險預警系統及應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于RFID技術的農產品品質風險預警系統及應用。包括農產品基本信息錄入系統、傳感器電子標簽裝置和RFID數據采集分析系統。農產品基本信息錄入系統記錄生產加工過程中的基本信息；傳感器電子標簽系統接收農產品基本信息錄入系統錄入的基本信息，同時采集農產品的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度，并將關鍵信息進行存儲，傳輸給RFID數據采集分析系統；RFID數據采集分析系統讀取所述傳感電子標簽系統中的農產品基本信息和傳感器數據信息，通過統計農產品儲運過程中出現的環境參數超標情況，分析得到該農產品儲運過程中的品質風險預測報告和預警信息。本系統兼具了監測和預警功能，體積小，輕薄攜帶方便，數據更精準可靠。
【專利說明】基于RFID技術的農產品品質風險預警系統及應用
【技術領域】
[0001]本發明涉及農產品品質維持與質量安全控制技術，特別是一種基于RFID技術的農產品品質風險預警系統及其應用方法。
【背景技術】
[0002]隨著人類生活水平的提高，人們越來越關注農產品在生產、加工、分銷、運輸、貯藏等各個環節的質量安全問題，越來越需要對農產品的品質安全進行全程跟蹤以便加強監管。目前，傳統農產品在完成采摘(宰殺)后，一旦進入供應鏈，商家幾乎無法對產品質量進行任何控制。事實上，大多數農產品在儲運、售賣過程中，品質質量的好壞只能全憑工作人員的經驗來判斷，一旦產品發生變質，為時已晚，只能作為廢物處理，商家還必須承擔處理費用。從2003年開始，國內基于RFID技術的農產品質量安全追溯體系開始構建和開發，但現有的RFID電子標簽所追溯和記錄的信息主要集中于供應鏈的生產加工環節，主要包含品種種類、產地、物流路線定位、對應倉庫這些基本信息，缺乏對流通環節和儲存銷售環節的環境全程監測設備及監控管理平臺。另一方面，少數包含監測功能的設備所包含的信息較為單一，對于運輸、儲藏以及零售過程中的多參數環境難以監控，導致農產品進入流通環節后其品質風險難以掌控，缺乏預警處理決策，每年造成的損失巨大。
【發明內容】
[0003]本發明公開的基于RFID技術的農產品品質風險預警系統及應用，可以解決目前農產品質量安全追溯系統的不足之處，高效、便捷、節能。
[0004]一種基于RFID技術的農產品品質風險預警系統，包括農產品基本信息錄入系統、傳感器電子標簽裝置和RFID數據采集分析系統；所述的農產品基本信息錄入系統包括輸入單元和一號RFID讀寫單元，其中輸入單元和一號RFID讀寫單元相連；農產品基本信息錄入系統通過一號RFID讀寫單元與傳感器電子標簽系統相連；所述的傳感器電子標簽系統包括濕度傳感器、溫度傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、微處理器單元、RFID存儲單元、二號RFID讀寫單元、遠程通信接口單元，其中濕度傳感器、溫度傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、RFID存儲單元、遠程通信接口單元分別與微處理器單元連接，二號RFID讀寫單元和RFID存儲單元相連，傳感器電子標簽系統通過二號RFID讀寫單元與RFID數據采集分析系統相連；所述的RFID數據采集分析系統包括三號RFID讀寫單元、數據分析模塊和輸出單元；其中三號RFID讀寫單元、數據分析模塊、輸出單元順次相連，RFID數據采集分析系統通過三號RFID讀寫單元與傳感器電子標簽裝置相連。
[0005]優選地，所述的農產品基本信息錄入系統負責按規范格式記錄農產品在生產加工過程中的各類基本信息，包括但不限于農產品種類、產地、化學藥劑施用時間、采摘成熟時間。
[0006]優選地，所述的傳感器電子標簽裝置放置在農產品獨立包裝內或散置農產品堆中，二號RFID讀寫單元負責接收并存儲農產品基本信息錄入系統所錄入的農產品基本信息和RFID數據采集分析系統所回傳的農產品品質風險預警信息，同時濕度傳感器、溫度傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器負責采集農產品運輸儲存和銷售過程中農產品的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度，微處理器單元根據RFID電子標簽存儲容量和數據傳輸速率的限制以及農產品的種類，進一步對傳感器采集到的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度數據進行篩選，將儲運過程中不適于農產品保存條件的溫度、濕度、氧氣濃度和二氧化碳濃度的具體數值和發生時間存儲到RFID存儲單元中，由二號RFID讀寫單元傳輸給RFID數據采集分析系統，遠程通信接口單元負責接收微處理器單元反饋的報警信息，并和遠程監控設備包括遠程終端設備通信，將報警信息傳輸至這些遠程監控設備。
[0007]優選地，所述的RFID數據采集分析系統內嵌有農產品儲存條件知識構成的數據庫，三號讀寫單元負責讀取傳感器電子標簽裝置中的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度數據和農產品基本信息，數據分析模塊通過統計農產品運輸或儲存過程中出現的環境參數超標情況，根據數據庫中的農產品儲存條件和風險預測模型，分析得到該農產品當前品質情況的風險預測報告，傳輸給輸出單元，輸出單元再進一步把預警信息回傳給傳感器電子標簽裝置的二號RFID讀寫單元，由二號RFID讀寫單元將信息傳至微處理器單元，微處理器單元將預警信息通過遠程通信接口單元傳送到遠程監控設備上，以及時提示工作人員有報警；當有其他帶RFID數據格式的外部手持終端設備時，輸出單元把預警信息直接向外傳輸到手持終端設備上。
[0008]一種所述的預警系統的應用，工作流程如下:
1)農產品基地種植/飼養基地加工人員將生產過程中的農產品基本信息按規定數據信息格式錄入農產品基本信息錄入系統；
2)農產品在采摘/飼養完成即將進入運輸環節時，生產人員將傳感器電子標簽裝置放A即將進入物流環節的農產品包裝內或直接放置在散堆農產品中；
3)啟動傳感器電子標簽裝置，讀取并存儲農產品基本信息錄入系統所錄入的農產品基本信息；
4)傳感器電子標簽裝置在運輸或儲存過程中實時檢測農產品的溫度、濕度、氧氣濃度和二氧化碳濃度，并對數據進行篩選，存儲到RFID存儲單元中；
5)RFID數據采集分析系統讀取傳感器電子標簽裝置中的信息，統計農產品儲運過程中出現的環境參數超標情況，結合數據庫中農產品品質保持儲運條件和風險預模型，分析得到該農產品的品質風險預警信息；
6)預警信息通過遠程通信接口單元傳送到遠程監控設備上，工作人員根據遠程監控接收到的預警信息提示及時對在售農產品進行銷售策略調整。
[0009]本發明的有益效果:本系統兼具了監測和預警功能，對農產品從生產加工環節至流通銷售環節的環境條件全程監測，根據監測數據提前提供預警信息，提示工作人員及時對農產品進行處理。系統的傳感器電子標簽裝置采用電池供電，無需外部電源，安裝方便；體積小，輕薄攜帶方便，可放置在農產品獨立包裝內，所采集到的數據能真實反映出各個包裝的不同差異，數據更精準可靠；溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度多參數實時監測，綜合考慮了影響農產品品質的溫度、濕度、微生物呼吸作用等多個因素；遠程監控預警改變了現有品質監控被動的局面，實時積極主動掌握在售產品的品質情況和風險情況，提前為工作人員的銷售策略提供依據。[0010]同時，RFID數據采集分析系統內嵌數據庫，包含了全面豐富的農產品品質保持儲運條件和風險預模型，對不同的農產品進行更為準確的儲運過程風險預測和預警，加強農產品風險管理，提高產品附加值，保障食品安全。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是農廣品基本彳目息錄入系統的結構不意圖；
圖2是傳感器電子標簽系統的結構示意圖；
圖3是RFID數據采集分析系統的結構示意圖；
圖中，農產品基本信息錄入系統1、輸入單元2、一號RFID讀寫單元3、傳感器電子標簽系統4、濕度傳感器5、溫度傳感器6、氧氣濃度傳感器7、二氧化碳濃度傳感器8、微處理器單元9、RFID存儲單元10、二號RFID讀寫單元11、遠程通信接口單元12、RFID數據采集分析系統13、三號RFID讀寫單元14、數據分析模塊15、輸出單元16。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖和【具體實施方式】對本發明做進一步的說明。
[0013]根據圖1-3，一種基于RFID技術的農產品品質風險預警系統，包括農產品基本信息錄入系統1、傳感器電子標簽裝置4和RFID數據采集分析系統13 ;所述的農產品基本信息錄入系統I包括輸入單元2和一號RFID讀寫單元3，其中輸入單元2和一號RFID讀寫單元3相連；農產品基本信息錄入系統I通過一號RFID讀寫單元3與傳感器電子標簽系統4相連；所述的傳感器電子標簽系統4包括濕度傳感器5、溫度傳感器6、氧氣濃度傳感器7、二氧化碳濃度傳感器8、微處理器單元9、RFID存儲單元10、二號RFID讀寫單元11、遠程通信接口單元12，其中濕度傳感器5、溫度傳感器6、氧氣濃度傳感器7、二氧化碳濃度傳感器8、RFID存儲單元10、遠程通信接口單元13分別與微處理器單元9連接，二號RFID讀寫單元11和RFID存儲單元10相連，傳感器電子標簽系統9通過二號RFID讀寫單元11與RFID數據采集分析系統13相連；所述的RFID數據采集分析系統13包括三號RFID讀寫單元14、數據分析模塊15和輸出單元16 ;其中三號RFID讀寫單元14、數據分析模塊15、輸出單元16順次相連，RFID數據采集分析系統13通過三號RFID讀寫單元14與傳感器電子標簽裝置4相連。
[0014]農產品基本信息錄入系統I負責按規范格式記錄農產品在生產加工過程中的各類基本信息，包括但不限于農產品種類、產地、化學藥劑施用時間、采摘成熟時間。
[0015]傳感器電子標簽裝置4放置在農產品獨立包裝內或散置農產品堆中，二號RFID讀寫單元11負責接收并存儲農產品基本信息錄入系統I所錄入的農產品基本信息和RFID數據采集分析系統13所回傳的農產品品質風險預警信息，同時濕度傳感器5、溫度傳感器
6、氧氣濃度傳感器7、二氧化碳濃度傳感器8負責米集農產品運輸儲存和銷售過程中農產品的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度，微處理器單元9根據RFID電子標簽存儲容量和數據傳輸速率的限制以及農產品的種類，進一步對傳感器采集到的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度數據進行篩選，將儲運過程中不適于農產品保存條件的溫度、濕度、氧氣濃度和二氧化碳濃度的具體數值和發生時間存儲到RFID存儲單元10中，由二號RFID讀寫單元11傳輸給RFID數據采集分析系統13，遠程通信接口單元12負責接收微處理器單元9反饋的報警信息，并和遠程監控設備包括遠程終端設備通信，將報警信息傳輸至這些遠程監控設備。
[0016]RFID數據采集分析系統13內嵌有農產品儲存條件知識構成的數據庫，三號讀寫單元14負責讀取傳感器電子標簽裝置4中的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度數據和農產品基本信息，數據分析模塊15通過統計農產品運輸或儲存過程中出現的環境參數超標情況，根據數據庫中的農產品儲存條件和風險預測模型，分析得到該農產品當前品質情況的風險預測報告，傳輸給輸出單元16，輸出單元16再進一步把預警信息回傳給傳感器電子標簽裝置9的二號RFID讀寫單元11，由二號RFID讀寫單元11將信息傳至微處理器單元9，微處理器單元9將預警信息通過遠程通信接口單元12傳送到遠程監控設備上，以及時提示工作人員有報警；當有其他帶RFID數據格式的外部手持終端設備時，輸出單元16把預警信息直接向外傳輸到手持終端設備上。
[0017]本系統的應用方法如下:
1)農產品基地種植/飼養基地加工人員將生產過程中的農產品基本信息按規定數據信息格式錄入農產品基本信息錄入系統，包括農產品種類、產地、化學藥劑施用時間、采摘成熟時間；
2)農產品在采摘/飼養完成即將進入運輸環節時，生產人員將傳感器電子標簽裝置放A即將進入物流環節的農產品包裝內或直接放置在散堆農產品中；
3)啟動傳感器電子標簽裝置，傳感器電子標簽裝置的二號RFID讀寫單元接收并存儲農產品基本信息錄入系統所錄入的農產品基本信息；
4)濕度傳感器、溫度傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器開始采集農產品運輸儲存和銷售過程中農產品的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度；
5)微處理器單元根據電子標簽存儲容量和數據傳輸速率的限制以及農產品的種類，對傳感器采集到的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度數據進行篩選，將儲運過程中不適于農產品保存條件的溫度、濕度、氧氣濃度和二氧化碳濃度的具體數值和發生時間存儲到RFID存儲單元中；
6)二號RFID讀寫單元將存儲的數據傳輸給數據采集分析系統；
遠程通信接口單元負責接收微處理器單元反饋的報警信息，并和遠程監控設備包括遠程終端設備通信，將報警信息傳輸至這些遠程監控設備。
[0018]7)數據采集分析系統的三號讀寫單元負責讀取傳感器電子標簽裝置中的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度數據和農產品基本信息；
8)數據分析模塊通過統計農產品運輸或儲存過程中出現的環境參數超標情況，根據數據庫中的農產品儲存條件和風險預測模型，分析得到該農產品當前品質情況的風險預測報告和預警信息；
9)輸出單元把預警信息回傳給傳感器電子標簽裝置的二號RFID讀寫單元，由二號RFID讀寫單元將信息傳至微處理器單元，微處理器單元將預警信息通過遠程通信接口單元傳送到遠程監控設備上，以及時提示工作人員有報警；
10)工作人員根據遠程監控回傳的預警信息，及時對在售農產品進行銷售策略調整。
【權利要求】
1.一種基于RFID技術的農產品品質風險預警系統，其特征在于，包括農產品基本信息錄入系統(1)、傳感器電子標簽裝置(4)和RFID數據采集分析系統(13);所述的農產品基本信息錄入系統(1)包括輸入單元(2)和一號RFID讀寫單元(3)，其中輸入單元(2)和一號RFID讀寫單元(3)相連；農產品基本信息錄入系統(I)通過一號RFID讀寫單元(3)與傳感器電子標簽系統(4)相連；所述的傳感器電子標簽系統(4)包括濕度傳感器(5)、溫度傳感器(6)、氧氣濃度傳感器(7)、二氧化碳濃度傳感器(8)、微處理器單元(9)、RFID存儲單元(10)、二號RFID讀寫單元(11)、遠程通信接口單元(12)，其中濕度傳感器(5)、溫度傳感器(6)、氧氣濃度傳感器(7)、二氧化碳濃度傳感器(8)、RFID存儲單元(10)、遠程通信接口單元(13 )分別與微處理器單元(9 )連接，二號RFID讀寫單元(11)和RFID存儲單元(10 )相連，傳感器電子標簽系統(9)通過二號RFID讀寫單元(11)與RFID數據采集分析系統(13)相連；所述的RFID數據采集分析系統(13)包括三號RFID讀寫單元(14)、數據分析模塊(15)和輸出單元(16);其中三號RFID讀寫單元(14)、數據分析模塊(15)、輸出單元(16)順次相連，RFID數據采集分析系統(13)通過三號RFID讀寫單元(14)與傳感器電子標簽裝置(4)相連。
2.根據權利要求1所述的預警系統，其特征在于，所述的農產品基本信息錄入系統(I)負責按規范格式記錄農產品在生產加工過程中的各類基本信息，包括但不限于農產品種類、產地、化學藥劑施用時間、采摘成熟時間。
3.根據權利要求1所述的預警系統，其特征在于，所述的傳感器電子標簽裝置(4)放置在農產品獨立包裝內或散置農產品堆中，二號RFID讀寫單元(11)負責接收并存儲農產品基本信息錄入系統(1)所錄入的農產品基本信息和RFID數據采集分析系統(13)所回傳的農產品品質風險預警信息，同時濕度傳感器(5)、溫度傳感器(6)、氧氣濃度傳感器(7)、二氧化碳濃度傳感器(8)負責采集農產品運輸儲存和銷售過程中農產品的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度，微處理器單元(9)根據RFID電子標簽存儲容量和數據傳輸速率的限制以及農產品的種類，進一步對傳感器采集到的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度數據進行篩選，將儲運過程中不適于農產品保存條件的溫度、濕度、氧氣濃度和二氧化碳濃度的具體數值和發生時間存儲到RFID存儲單元(10)中，由二號RFID讀寫單元(11)傳輸給RFID數據采集分析系統(13)，遠程通信接口單元(12)負責接收微處理器單元(9)反饋的報警信息，并和遠程監控設備包括遠程終端設備通信，將報警信息傳輸至這些遠程監控設備。
4.根據權利要求1所述的預警系統，其特征在于，所述的RFID數據采集分析系統(13)內嵌有農產品儲存條件知識構成的數據庫，三號讀寫單元(14)負責讀取傳感器電子標簽裝置(4)中的溫度、濕度、氧氣濃度、二氧化碳濃度數據和農產品基本信息，數據分析模塊(15)通過統計農產品運輸或儲存過程中出現的環境參數超標情況，根據數據庫中的農產品儲存條件和風險預測模型，分析得到該農產品當前品質情況的風險預測報告，傳輸給輸出單元(16)，輸出單元(16)再進一步把預警信息回傳給傳感器電子標簽裝置(9)的二號RFID讀寫單元(11)，由二號RFID讀寫單元(11)將信息傳至微處理器單元(9)，微處理器單元(9)將預警信息通過遠程通信接口單元(12)傳送到遠程監控設備上，以及時提示工作人員有報警；當有其他帶RFID數據格式的外部手持終端設備時，輸出單元(16)把預警信息直接向外傳輸到手持終端設備上。
5.一種根據權利要求1所述的預警系統的應用，其特征在于，工作流程如下:1)農產品基地種植/飼養基地加工人員將生產過程中的農產品基本信息按規定數據信息格式錄入農產品基本信息錄入系統(I); 2)農產品在采摘/飼養完成即將進入運輸環節時，生產人員將傳感器電子標簽裝置(4)放入即將進入物流環節的農產品包裝內或直接放置在散堆農產品中； 3)啟動傳感器電子標簽裝置(4)，讀取并存儲農產品基本信息錄入系統(I)所錄入的農廣品基本彳目息； 4)傳感器電子標簽裝置(4)在運輸或儲存過程中實時檢測農產品的溫度、濕度、氧氣濃度和二氧化碳濃度，并對數據進行篩選，存儲到RFID存儲單元(10)中； 5)RFID數據采集分析系統(13)讀取傳感器電子標簽裝置(4)中的信息，統計農產品儲運過程中出現的環境參數超標情況，結合數據庫中農產品品質保持儲運條件和風險預模型，分析得到該農產品的品質風險預警信息； 6)預警信息通過遠程通信接口單元(12)傳送到遠程監控設備上，工作人員根據遠程監控接收到的預警信息提示及時對在售農產品進行銷售策略調整。
【文檔編號】G06Q50/02GK103606104SQ201310523567
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年10月30日 優先權日:2013年10月30日
【發明者】盧山, 李 杰, 盧航, 張波, 陳昆松 申請人:浙江求是人工環境有限公司