CN101488191A - 基于rfid和gps的种子识别系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RFID和GPS的种子识别系统及其工作方法。它解决了目前传统的种子质量安全检测方法周期长，时间慢，人力物力大投入大而种子质量仍然得不到保障的问题，具有识别率高，能确实保证销售种子质量等优点，其结构为：它包括RFID标签，该RFID标签在种子生产时置入种子包装袋中；它还包括与RFID标签配合的RFID读写器；RFID读写器读取RFID标签的内置信息或向RFID标签内写入指定信息；同时RFID读写器还内置有GPS芯片，它接收GPS地理信息，并在需要时将该地理信息写入RFID标签内；RFID读写器与种子控制中心通过无线网络进行通信，RFID读写器将标签内的信息通过GPRS或者CDMA发送到种子控制中心，种子控制中心可以查询种子生产、配送、销售过程。

Description

基于RFID和GPS的种子识别系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种基于RFID和GPS的种子识别系统及其工作方法。

背景技术：

随着科学技术、信息化的发展，传统的种子质量安全检测方法已经不适应上级管理部门，农户、种子供应商提出的要求。比如，《种子法》规定的农作物种子销售所需的标签容易被伪造，农作物种子质量得不到有效保障。其次，传统种子质量安全检测方法主要是种子批发商实施质量监控，要求他们进行品种备案；要求他们严格分品种、分种源、分批次将种子样品送检；对市场上经营的种子进行巡查，对未在种子站备案的、无明确种子来源的、种子质量有怀疑的种子进行监督抽查；对批发商经营的品种，种子站全部取样品进行田间种植观察。这种方法有一定的随机性和滞后性，一般是出了问题才引起领导的注意，而一旦种子质量出了问题，涉及面比较广，影响面积大。农民是弱势群体，面积较大的质量问题往往难以赔偿到位。此外，种子安全问题缺乏必要的救济渠道。

全球定位系统(GPS—Global Position SyStem)属于美国第二代卫星导航系统。是在子午仪卫星导航系统的基础上发展起来的，它采纳了子午仪系统的成功经验。和子午仪系统一样，全球定位系统由空间部分、地面监控部分和用户接收机三大部分组成。该系统的空间部分使用24颗高度约2.02万千米的卫星组成卫星星座。卫星的分布使得在全球的任何地方，任何时间都可观测到四颗以上的卫星，并能保持良好定位解算精度的几何图形(DOP)。这就提供了在时间上连续的全球定位和导航能力。

RFID电子标签是时下最为先进的非接触感应技术，可以惟一地标识商品，通过同计算机技术、网络技术、数据库技术等的结合，可以在种子生产、配送、销售的各个环节上跟踪货物，实时掌握种子的动态信息。RFID标签因其独有的非接触、阅读速度快、无磨损、寿命长、便于使用等特点，现正广泛应用于各个行业、领域。采用RFID电子标签技术，种子生产基地可以将具有种子信息的RFID标签置入种子包装袋，并将生产的种子信息发布到种子控制中心，在配送的过程中，各个配送站可以掌握配送种子的详细信息。在种子销售点，销售人员可以用手持读写器读出置入包装袋内的标签信息，从而使得百姓买上有质量保证的种子。同时，销售站的信息要传送到种子控制中心，便于进行更好的种子配送。因此，不仅仅需要读取标签信息，更重要的是需要和局域网、Internet、GPRS等连接，构成完整的种子配送销售系统。

发明内容

本发明的目的就是为了解决传统的种子质量安全检测方法周期长，时间慢，人力物力大投入大而种子质量仍然得不到保障的问题，提供一种识别率高，能确实保证销售种子质量的基于RFID和GPS的种子识别系统及其工作方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于RFID和GPS的种子识别系统，它包括RFID标签，该RFID标签在种子生产时置入种子包装袋中；它还包括与RFID标签配合的RFID读写器；RFID读写器读取RFID标签的内置信息或向RFID标签内写入指定信息；同时RFID读写器还内置有GPS芯片，它接收GPS地理位置信息，并在需要时将该地理信息写入RFID标签内；RFID读写器与种子控制中心通过无线网络进行通信，RFID读写器将标签内的信息通过GPRS或者CDMA发送到种子控制中心，种子控制中心查询种子生产、配送、销售过程。

所述RFID读写器为手持式或固定式RFID读写器。

所述手持式RFID读写器由嵌入式操作系统、显示系统、GPS芯片、专用通信接口组成，它读取并显示RFID标签内的信息；读取读写器内GPS芯片的地理位置信息并将其存入RFID标签；将RFID标签内信息存入本地数据库；将RFID标签内的信息发送到控制中心；修改RFID标签的加密密码。

所述固定式RFID读写器包括GPS芯片由专用通信接口连接到PC或者手持式RFID读写器，它读取并显示、RFID标签内的信息；读取读写器内GPS芯片的地理位置信息并将其存入RFID标签；将RFID标签内信息存入本地数据库；将RFID标签内的信息发送到控制中心；修改RFID标签的加密密码；进行数目清点。

所述RFID标签内存储作物种类、种子类别、品种名称、产地、种子经营许可证编号、质量指标、保质期、检疫证明编号、产品批次、产品编号、净含量、生产年月、生产商名称、生产商地址及联系方式，主要农作物有《种子生产许可》编号及品种审定编号；这些信息经过加密成一串字符作为每袋种子的唯一标识符储存在RFID标签中。

一种基于RFID和GPS的种子识别系统的工作方法，它的步骤为：

1)经过国家认证的种子生产商，从国家相关部门统一领取RFID标签；

2)种子生产商在种子包装时，将具有多种信息的RFID标签置入种子包装袋中，出厂时，利用固定式RFID读写器清点包装袋数目并记录标签信息，并将固定式RFID读写器内GPS芯片提供的地理位置信息写入RFID标签内；

3)配送过程中，分销商利用固定式RFID读写器读取标签内信息并清点数目，并将RFID读写器内GPS芯片提供的地理位置信息写入RFID标签；

4)销售商进货时，利用手持式RFID读写器读取RFID标签内信息，并将RFID读写器内GPS芯片提供的地理位置信息写入RFID标签；

5)销售商销售货物时，利用手持式RFID读写器读取并显示RFID标签内信息，读卡结束时，将标签内的信息上传到种子控制中心，并修改RFID标签的加密密码。

所述步骤3)中，分销商利用固定式RFID读写器读取RFID标签内信息、清点数目的具体过程如下：

3-1)用固定式或者手持式RFID读写器扫描种子包装袋，发送读卡命令；

3-2)如果包装内没有RFID标签，则种子不合格，回到步骤3-1)扫描下一袋种子；如果包装袋内有RFID标签，继续步骤3-3)；

3-3)解密并读取RFID标签内的信息，将其显示在RFID读写器的显示系统上；

3-4)查询RFID读写器GPS地理位置信息，如果地理位置信息显示不在指定范围内，RFID读写器无法将信息写入标签，提示错误信息，发出报警指示，回到步骤3-1)；如果地址在指定的范围内，继续步骤3-5)；

3-5)将读取的GPS信息存入RFID标签；RFID读写器工作结束，回到步骤3-1)；

所述步骤4)中，销售商进货过程具体步骤为：

4-1)用手持式RFID读写器扫描种子包装袋，发送读卡命令；

4-2)如果包装内没有RFID标签，则种子不合格，回到步骤4-1)扫描下一袋种子；如果包装袋内有RFID标签，继续步骤4-3)；

4-3)解密并读取RFID标签内的信息，将其显示在RFID读写器上；

4-4)查询GPS地理位置信息，如果地理位置信息显示不在指定范围内，读写器无法将信息写入标签，提示错误信息，发出报警指示，回到步骤4-1)；如果地址在指定的范围内，继续步骤4-5)；

4-5)将读取的GPS信息存入RFID标签。RFID读写器工作结束，回到步骤4-1)；

所述步骤5)中，销售商销售货物过程，其具体步骤如下：

5-1)用手持式RFID读写器扫描种子包装袋，发送读卡命令；

5-2)如果包装内没有RFID标签，则种子不合格，不能销售，回到步骤5-1)扫描下一袋种子；如果包装袋内有RFID标签，继续步骤5-3)；

5-3)解密并读取标签内的信息，将其显示在RFID读写器上；

5-4)查询GPS地理位置信息，如果地理位置信息显示不在指定范围内，RFID读写器无法将信息写入RFID标签，提示错误信息，发出报警指示，回到步骤5-1)；如果地址在指定的范围内，继续步骤5-5)；

5-5)将RFID标签内所有信息上传到种子控制中心；RFID读写器通过GPRS或者CDMA无线网络上传标签内信息；

5-6)修改RFID标签的加密密码。

本发明的种子识别系统，它利用RFID读写器读取RFID标签内的信息，结合RFID读写器内GPS提供的地理位置信息，将种子生产配送销售的过程写入RFID标签从而达到对种子有效跟踪和识别的系统。其主要组成部分包括：

a.RFID读写器，读写器包括手持式和固定式读写器两种。

b.可植入多种信息的超高频RFID标签。

专用RFID读写器包括手持式和固定式读写器两种。

1)手持式RFID读写器由嵌入式操作系统、显示系统、GPS芯片、专用通信接口等部分组成，其主要功能包括：

(a)读取并显示RFID标签内的信息；

(b)读取读写器内GPS芯片的地理位置信息并将其存入RFID标签；

(c)将RFID标签内信息存入本地数据库；

(d)将RFID标签内的信息发送到控制中心；

(e)修改超高频电子标签的加密密码；

2)固定式读写器利用专用通信接口连接PC或者手持式读写器，其功能除了上述手持式读写器具有的所有功能外，还具有清点数目的功能，主要运用在生产商、第一分销商等场合。

修改RFID标签的加密密码主要作用有a、防止不法分子利用RFID标签进行非法操作，如，将回收的标签置入不合格的种子包装袋中销售；b、RFID标签回收到生产厂商处，可以进行解密、重新写入信息，有利于电子标签的重复使用，节约资源，促进可持续发展。

以上RFID标签的信息包括：作物种类、种子类别、品种名称、产地、种子经营许可证编号、质量指标、保质期、检疫证明编号、产品批次、产品编号、净含量、生产年月、生产商名称、生产商地址及联系方式，这些信息与现有的《农作物种子标签通则》所规定的标签信息兼容，此外还包括了从生产商经过配送商到销售商的所有信息。这样种子控制中心就可以对种子的生产、配送、销售过程进行实时跟踪查询。

本发明的有益效果：

1)本发明使用专用RFID读写器读取RFID标签内的信息，结合读写器内GPS提供的地理位置信息，将种子生产配送销售的过程写入标签从而达到对种子有效跟踪和识别；

2)使用RFID标签，能有效的防止不法人员制作假标签欺骗广大农民，有效了保障了广大农民的利益；

3)能够实现种子来源、质量等数据的快速读写和自动读写，极大降低了手工劳动的工作量，减少人为失误，节约时间，提高工作效率；

4)种子出厂、配送、销售的所有信息都上传到控制信息，种子控制中心可以对任何种子的生产配送销售过程进行实时跟踪查询，如果种子质量出现问题，可以迅速找到问题种子的来源，避免问题种子扩散，损坏广大农民的利益；

5)由于RFID技术支持非可视识别，移动识别和多目标识别，在种子信息登记和清查的过程中可以极大提高效率，减轻工作量，提高农业业部门的工作效率；

6)通过GPS技术，可以实现种子的定位和跟踪管理功能，方便查找，出现问题及时追溯，可以尽早尽快查出问题的原因或者弥补损。这对于现阶段的种子质量检测、配送和销售是无法做到的；

7)通过RFID技术与数据库技术的结合，可以实现数据的系统管理，在此基础上对数据进行科学的分析与处理，实现优化管理，最大程度的为农业种子控制中心和广大农民提供资源信息和决策信息，加快实现农业信息化。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的工作流程图。

其中，1.RFID标签，2.RFID读写器，3.GPS芯片，4.种子控制中心。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

图1中，一种基于RFID和GPS的种子识别系统，它包括RFID标签1，该RFID标签1在种子生产时置入种子包装袋中；它还包括与RFID标签1配合的RFID读写器2；RFID读写器2读取RFID标签1的内置信息或向RFID标签内写入指定信息；同时RFID读写器2还内置有GPS芯片3，它接收GPS地理位置信息，并在需要时将该地理信息写入RFID标签1内；RFID读写器2与种子控制中心4通过无线网络进行通信，RFID读写器2将标签内的信息通过GPRS或者CDMA发送到种子控制中心4，种子控制中心4查询种子生产、配送、销售过程。

RFID读写器2为手持式或固定式RFID读写器。

手持式RFID读写器2由嵌入式操作系统、显示系统、GPS芯片3、专用通信接口组成，它读取并显示RFID标签内的信息；读取读写器内GPS芯片3的地理位置信息并将其存入RFID标签1；将RFID标签1内信息存入本地数据库；将RFID标签1内的信息发送到控制中心；修改RFID标签1的加密密码。

固定式RFID读写器2包括GPS芯片3由专用通信接口连接到PC或者手持式RFID读写器2，它读取并显示RFID标签1内的信息；读取读写器内GPS芯片3的地理位置信息并将其存入RFID标签1；将RFID标签1内信息存入本地数据库；将RFID标签1内的信息发送到控制中心4；修改RFID标签1的加密密码；进行数目清点。

RFID标签1内存储作物种类、种子类别、品种名称、产地、种子经营许可证编号、质量指标、保质期、检疫证明编号、产品批次、产品编号、净含量、生产年月、生产商名称、生产商地址及联系方式，主要农作物有《种子生产许可》编号及品种审定编号；这些信息经过加密成一串字符作为每袋种子的唯一标识符储存在RFID标签中。

本发明的工作步骤如图2所示：

1)经过国家认证的种子生产商，从国家相关部门统一领取RFID标签1；

2)种子生产商在种子包装时，将具有多种信息的RFID标签1置入种子包装袋中，出厂时，利用固定式RFID读写器2清点包装袋数目并记录标签信息，并将固定式RFID读写器2内GPS芯片3提供的地理位置信息写入RFID标签1内；

3)配送过程中，分销商利用固定式RFID读写器2读取标签内信息并清点数目，并将RFID读写器2内GPS芯片3提供的地理位置信息写入RFID标签1；

4)销售商进货时，利用手持式RFID读写器2读取RFID标签1内信息，并将RFID读写器2内GPS芯片3提供的地理位置信息写入RFID标签1；

5)销售商销售货物时，利用手持式RFID读写器2读取并显示RFID标签1内信息，读卡结束时，将标签内的信息上传到种子控制中心4，并修改RFID标签1的加密密码。

所述步骤3)中，分销商利用固定式RFID读写器2读取RFID标签1内信息、清点数目的具体过程如下：

3-1)用固定式或者手持式RFID读写器2扫描种子包装袋，发送读卡命令；

3-2)如果包装内没有RFID标签1，则种子不合格，回到步骤3-1)扫描下一袋种子；如果包装袋内有RFID标签1，继续步骤3-3)；

3-3)解密并读取RFID标签1内的信息，将其显示在RFID读写器2的显示系统上；

3-4)查询RFID读写器2GPS地理位置信息，如果地理位置信息显示不在指定范围内，RFID读写器2无法将信息写入标签，提示错误信息，发出报警指示，回到步骤3-1)；如果地址在指定的范围内，继续步骤3-5)；

3-5)将读取的GPS信息存入RFID标签1；RFID读写器2工作结束，回到步骤3-1)；

所述步骤4)中，销售商进货过程具体步骤为：

4-1)用手持式RFID读写器2扫描种子包装袋，发送读卡命令；

4-2)如果包装内没有RFID标签1，则种子不合格，回到步骤4-1)扫描下一袋种子；如果包装袋内有RFID标签1，继续步骤4-3)；

4-3)解密并读取RFID标签1内的信息，将其显示在RFID读写器2上；

4-4)查询GPS地理位置信息，如果地理位置信息显示不在指定范围内，读写器无法将信息写入标签，提示错误信息，发出报警指示，回到步骤4-1)；如果地址在指定的范围内，继续步骤4-5)；

4-5)将读取的GPS信息存入RFID标签1。RFID读写器2工作结束，回到步骤4-1)；

所述步骤5)中，销售商销售货物过程，其具体步骤如下：

5-1)用手持式RFID读写器2扫描种子包装袋，发送读卡命令；

5-2)如果包装内没有RFID标签1，则种子不合格，不能销售，回到步骤5-1)扫描下一袋种子；如果包装袋内有RFID标签1，继续步骤5-3)；

5-3)解密并读取标签内的信息，将其显示在RFID读写器2上；

5-4)查询GPS地理位置信息，如果地理位置信息显示不在指定范围内，RFID读写器2无法将信息写入RFID标签1，提示错误信息，发出报警指示，回到步骤5-1)；如果地址在指定的范围内，继续步骤5-5)；

5-5)将RFID标签1内所有信息上传到种子控制中心；RFID读写器2通过GPRS或者CDMA无线网络上传标签内信息；

5-6)修改RFID标签1的加密密码。

实施例1：

小麦种子生产商甲生产的质量保证的合格种子，在包装时将RFID标签放入包装袋内，标签内信息包括：作物种类、种子类别、品种名称、产地、种子经营许可证编号、质量指标、保质期、检疫证明编号、产品批次、产品编号、净含量、生产年月、生产商名称、生产商地址及联系方式等，这些信息经过加密组成一串字符储存在标签内。出厂时用读写器读出这些信息并将读写器的地址，将此信息存入标签并传输到信息中心。信息中心接收到该信息后存入数据库备案。

配送单位乙在受到生产商甲要求配送的小麦种子时，先用读写器扫描每袋种子，读取标签内的信息，并将GPS检测的配送单位的地理位置信息存入标签。

某乡镇的农产品种子零售商丙有一台连接到网络的手持式读写器。丙进货时，用手持式读写器扫描每袋种子，读取RFID标签内的信息，并将GPS检测的配送单位的地理位置信息存入标签，这些信息同时保存在本地。

零售商丙在销售小麦种子时，用读写器读出RFID标签内的信息并将其显示在手持读写器的屏幕上，这些信息不仅包括作物种类、种子类别、品种名称、产地、种子经营许可证编号、质量指标、保质期、检疫证明编号、产品批次、产品编号、净含量、生产年月、生产商名称、生产商地址及联系方，还包括了小麦种子从生产商甲、配送商乙、销售商丙的所有信息。

农民丁确认小麦种子信息并确认购买后，零售商丙将标签内的所以信息上传到种子控制中心，这样种子控制中心就可以对任何种子的生产配送销售过程进行实时跟踪查询。零售商丙还需要修改家标签的加密密码，这样，电子标签回收到生产厂商处后，可以进行解密、重新写入信息，有利于电子标签的重复使用，节约资源。

Claims (9)

1.一种基于RFID和GPS的种子识别系统，其特征是，它包括RFID标签，该RFID标签在种子生产时置入种子包装袋中；所述识别系统还包括与RFID标签配合的RFID读写器；RFID读写器读取RFID标签的内置信息或向RFID标签内写入指定信息；同时RFID读写器还内置有GPS芯片，它接收GPS地理信息，并在需要时将该地理信息写入RFID标签内；RFID读写器与种子控制中心通过无线网络进行通信，RFID读写器将标签内的信息通过GPRS或者CDMA发送到种子控制中心。

2.如权利要求1所述的基于RFID和GPS的种子识别系统，其特征是，所述RFID读写器为手持式或固定式RFID读写器。

3.如权利要求2所述的基于RFID和GPS的种子识别系统，其特征是，所述手持式RFID读写器由嵌入式操作系统、显示系统、GPS芯片、专用通信接口组成，它读取并显示RFID标签内的信息；读取读写器内GPS芯片的地理位置信息并将其存入RFID标签；将RFID标签内信息存入本地数据库；将RFID标签内的信息发送到种子控制中心；RFID读写器还可修改RFID标签的加密密码。

4.如权利要求2所述的基于RFID和GPS的种子识别系统，其特征是，所述固定式RFID读写器包括GPS芯片，它通过通信接口连接到PC或者手持式RFID读写器，它读取并显示RFID标签内的信息；读取读写器内GPS芯片的地理位置信息并将其存入RFID标签；将RFID标签内信息存入本地数据库；将RFID标签内的信息发送到控制中心；RFID读写器还可修改RFID标签的加密密码；进行数目清点。

5.如权利要求1或2或3或4所述的基于RFID和GPS的种子识别系统，其特征是，所述RFID标签内存储作物种类、种子类别、品种名称、产地、种子经营许可证编号、质量指标、保质期、检疫证明编号、产品批次、产品编号、净含量、生产年月、生产商名称、生产商地址及联系方式以及主要农作物的《种子生产许可》编号及品种审定编号；这些信息经过加密成一串字符作为每袋种子的唯一标识符储存在RFID标签中。

6.一种权利要求1所述的基于RFID和GPS的种子识别系统的工作方法，其特征是，它的步骤为：

1)经过国家认证的种子生产商，从国家相关部门统一领取RFID标签；

2)种子生产商在种子包装时，将具有多种信息的RFID标签置入种子包装袋中，出厂时，利用固定式RFID读写器清点包装袋数目并记录标签信息，并将固定式RFID读写器内GPS芯片提供的地理位置信息写入RFID标签内；

3)配送过程中，分销商利用固定式RFID读写器读取标签内信息并清点数目，并将RFID读写器内GPS芯片提供的地理位置信息写入RFID标签；

4)销售商进货时，利用手持式RFID读写器读取RFID标签内信息，并将RFID读写器内GPS芯片提供的地理位置信息写入RFID标签；

5)销售商销售货物时，利用手持式RFID读写器读取并显示RFID标签内信息，读卡结束时，将标签内的信息上传到种子控制中心，并修改RFID标签的加密密码。

7.如权利要求6所述的基于RFID和GPS的种子识别系统的工作方法，其特征是，所述步骤3)中，分销商利用固定式RFID读写器读取RFID标签内信息、清点数目的具体过程如下：

3-1)用固定式或者手持式RFID读写器扫描种子包装袋，发送读卡命令；

3-2)如果包装内没有RFID标签，则种子不合格，回到步骤3-1)扫描下一袋种子；如果包装袋内有RFID标签，继续步骤3-3)；

3-3)解密并读取RFID标签内的信息，将其显示在RFID读写器的显示系统上；

3-4)查询RFID读写器GPS地理位置信息，如果地理位置信息显示不在指定范围内，RFID读写器无法将信息写入标签，提示错误信息，发出报警指示，回到步骤3-1)；如果地址在指定的范围内，继续步骤3-5)；

3-5)将读取的GPS地理位置信息存入RFID标签；RFID读写器工作结束，回到步骤3-1)。

8.如权利要求6所述的基于RFID和GPS的种子识别系统的工作方法，其特征是，所述步骤4)中，销售商进货过程具体步骤为：

4-1)用手持式RFID读写器扫描种子包装袋，发送读卡命令；

4-2)如果包装内没有RFID标签，则种子不合格，回到步骤a扫描下一袋种子；如果包装袋内有RFID标签，继续步骤c；

4-3)解密并读取RFID标签内的信息，将其显示在RFID读写器的显示系统上；

4-4)查询GPS地理位置信息，如果地理位置信息显示不在指定范围内，读写器无法将信息写入标签，提示错误信息，发出报警指示，回到步骤a；如果地址在指定的范围内，继续步骤e；

4-5)将读取的GPS地理位置信息存入RFID标签；RFID读写器工作结束，回到步骤4-1)。

9.如权利要求6所述的基于RFID和GPS的种子识别系统的工作方法，其特征是，所述步骤5)中，销售商销售货物过程，其具体步骤如下：

5-1)用手持式RFID读写器扫描种子包装袋，发送读卡命令；

5-2)如果包装内没有RFID标签，则种子不合格，不能销售，回到步骤5-1)扫描下一袋种子；如果包装袋内有RFID标签，继续步骤5-3)；

5-3)解密并读取标签内的信息，将其显示在RFID读写器上；

5-4)查询GPS地理位置信息，如果地理位置信息显示不在指定范围内，RFID读写器无法将信息写入RFID标签，提示错误信息，发出报警指示，回到步骤5-1)；如果地址在指定的范围内，继续步骤5-5)；

5-5)将RFID标签内所有信息上传到种子控制中心；RFID读写器通过GPRS或者CDMA无线网络上传标签内信息；

5-6)修改RFID标签的加密密码。

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