CN101551867A - 一种基于无线射频标签的农产品物流系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用无线射频标签的农产品物流系统，包括控制计算机、无线网卡、电源、射频识别电子标签RFID；RFID标签通过天线以无线收发方式传送和接收单位信息，标签的读写器通过无线通信方式监测标签的位置及移动状态，并由此构成整体的标签监测网络。将标签粘贴在产品、集装箱、运输车辆或移动时，可以利用天线对农产品的位置进行监测。利用上述系统可以对农产品物流信息进行采集、加工、存储和利用，实现准确掌握农产品物流动态、实施科学物流管理的目的。

Description

一种基于无线射频标签的农产品物流系统

技术领域

[001]本发明涉及一种利用无线射频标签的电子物流系统，尤其涉及一种利用无线射频标签的农产品物流系统。

背景技术

[002]通常在物流管理系统中为了识别特定对象并对其信息进行管理，最常使用的是条形码(Barcode)系统。条形码是由一组规则排列的条、空及字符组成的，用以表示一定信息的代码。具体来说，就是按规定的编码原则及符号印制标准将文字、数字等信息在平面载体上印制成有光学反射差异的条、点、块状图形，这种图形可用扫描器阅读、识别、解码并传输进计算机。目前在商品物流管理过程中，条形码是产品识别的主要手段，但条形码仍存在许多无法克服的缺点：条形码是只读的、需要对准标的、一次只能读一个、且容易破损；更重要的是目前全世界每年生产超过五亿种商品，而全球通用的商品条形码，由12位排列出来的条形码号码已经快要用光了。而无线射频识别(RFID)是可擦写的、使用时不需对准标的、同时可读取多个、坚固全天候使用，可不需人力介入操作。所以条形码正逐步被RFID标签替代。

[003]RFID射频标签是承印物与电子技术的一个典型组合应用，射频标签中一般保存有约定格式的电子数据，在实际应用中，射频标签附着在待识别物体的表面。标签进入磁场后，读码器可无接触地通过接收标签发出的无线电波读取并识别射频标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别体的目的。最常见的是被动射频系统，当读码器遇见RFID标签时，发出电磁波，周围形成电磁场，标签从电磁场中获得能量激活标签中的微芯片电路，芯片转换电磁波，然后发送给读码器，读码器把它转换成相关数据。在主动射频系统中，标签中装有电池在有效范围内活动。通常读码器与电脑相连，所读取的标签信息被解码后传送到电脑上进行下一步处理，从而实现产品非接触式的识别、查找与管理，打破了传统条形码识别的局限性。作为条形码的无线版本，射频识别技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点，其应用将给零售、物流等产业带来革命性变化。射频识别技术在物流管理中的应用，从根本上提高了物流管理的水平。

[004]近年来，由于农产品安全危机频繁发生，严重影响了人们的身体健康，引起了全世界的广泛关注，欧盟、美国等发达国家和地区要求对出口到当地的农产品均必须能够进行跟踪和追溯。如何对农产品有效跟踪和追溯，安全管理是一个极为迫切的课题。RFID的特性使其应用于农产品安全管理有很好特性，通过其相应后台信息系统，达到对农产品的安全管理。RFID技术的便利和优势RFID在简化农产品供应物流管理方面能为用户带来益处，范围覆盖从农场的家畜及新鲜农作物，到人们在餐馆里食用的农产品以及在超市中购买的包装农产品。RFID可以让农产品行业实现两个最重要目标，一是彻底实施“源头”农产品追踪解决方案；二是在农产品供应链中提供完全透明度的能力。RFID系统可提供农产品链中农产品与来源之间的可靠联系，确保到达超市货架及餐馆厨房的农产品的来源史是清晰的，并可追踪到具体的动物或植物个体及农场。

发明内容

[005]本发明的目的在于解决上述问题而提供一种农产品物流管理系统，针对当前各国对于农产品安全跟踪与追溯的强烈要求，有效地发挥RFID这一标识系统，甚至可以做成全球统一标识和通用商务标准，通过向供应链参与方及相关用户提供增值服务，来提高整个供应链的效率，对农产品安全跟踪与追溯更能起到很好的促进作用。

[006]本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

[007]一种基于无线射频标签的农产品物流系统，包括控制计算机、无线网卡、电源、射频识别电子标签RFID；RFID包含存储器、读写器、RFID识别天线；其中控制计算机与RFID读写器、无线网卡相连，RFID读写器与RFID识别天线相连，电源为上述各设备提供所需电源；RFID读写器通过RFID识别天线获取信息，传送到控制计算机，经控制计算机处理后，通过无线网卡输出；射频识别电子标签包含存储器、读写器；电子标签的存储器包含基本信息区、数字签名区和农产品历史区；基本信息区包含农产品检测信息文件和认证信息，记录的内容包括由生产商录入的农产品属性、标签的编码、标签的读取时间以及执行读操作的读写器编号、农产品的环境信息等。物流服务器可以由可信的生产商或者第三方机构来负责维护，其特征在于：物流服务器中设置N级服务器，在电子标签的存储器中存储认证服务器的IP地址以及IP地址的索引；1级及1级以上的地址索引则包含一个检索的基址和若干级的偏移量，通过上述索引，可以指示保存产品检测信息文件的最终服务器地址。物流服务器中还包括数据库，该数据库用于保存与标签读写器和企业方服务器进行收发信所得的数据和由各模块的管理过程中生成的数据，并且上述物流服务器通过具备各个模块和数据库实现物流网络中的中枢作用。

[008]所述农产品物流系统，其特征在于，所述电子标签带有天线和IC芯片，IC芯片与天线组成射频电路，IC芯片中存储有能够识别目标的信息，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；该电子标签为有源标签、无源标签或半有源半无源标签之一。

[009]所述农产品物流系统，其特征在于，所述读码器，用于读取并写入标签信息，该读码器为手持式或固定式；所述天线，用于在标签和读写器间传递射频信号。

[010]一种基于无线射频标签的农产品物流系统，其特征在于包括由接收订单的企业向RFID标签输入产品相关的基本信息，并将其粘贴在产品、包装部件、运送工具上，并发送相应RFID标签的发放信息的阶段，基本信息包含农产品检测信息文件和认证信息；将接收到的RFID标签的发放信息及保存于RFID标签中的基本信息保存到数据库中的阶段；采用农产品跟踪信息采集模块，通过在农产品产地、收费站、港口、码头、仓库、货场等地安装农产品自动识别系统，采集相关农产品或车辆信息以对其进行跟踪的阶段；采用农产品跟踪信息传输模块，在农产品物流跟踪信息时实采集后，利用无线通讯、内部网络通讯、公共通讯线路、专用通讯线路或卫星通讯线路，把获取的农产品在各状态下的信息传送到总部的监控中心进行汇总整理；以及对电子单据的传输标准、电子支付和认证体系、网络安全等的处理的阶段。

[011]下面，结合附图对适用本发明的实施例进行详细说明。在对本发明进行说明的下述过程中，省略一些众所周知的功能及结构的具体说明。

附图说明

[012]图1是显示出本发明的农产品物流系统的示意图

[013]图2是显示出本发明的农产品物流管理方法的流程图

具体实施方式

[014]以下结合附图详细说明本发明的技术方案。

[015]基于RFID的农产品物流系统框架如图1所示。该系统包括控制计算机、无线网卡、电源、射频识别电子标签RFID；RFID包含存储器、读写器、RFID识别天线；其中控制计算机与RFID读写器、无线网卡相连，RFID读写器与RFID识别天线相连，电源为上述各设备提供所需电源；RFID读写器通过RFID识别天线获取信息，传送到控制计算机，经控制计算机处理后，通过无线网卡输出；电子标签的存储器包含基本信息区、数字签名区和农产品历史区；基本信息区包含农产品检测信息文件和认证信息，记录的内容包括由生产商录入的农产品属性、标签的编码、标签的读取时间以及执行读操作的读写器编号、农产品的环境信息等。

[016]物流服务器包含产品检测信息和认证信息，记录的内容包括由生产商录入的产品属性，标签的编码和读写器的编码以及标签的读取时间，产品的环境信息等，物流服务器可以由可信的生产商或者第三方机构来负责维护。当商品在供应链中流通时，授权的读写器将对电子标签进行读写操作，执行上述操作的读写器编号和操作时间等信息将会记录在电子标签的物流信息跟踪区中。

[017]RFID标签通过天线以无线收发方式传送和接收单位信息，标签的读写器通过无线通信方式监测标签的位置及移动状态，并由此构成整体的标签监测网络。RFID标签和标签的读写器之间相互进行的无线通信，适用125KHz至2.45GHz的频率段为宜，且可以同时并用1米以内的近距离状态时使用的相互诱导方式和中长距离时使用的电磁波方式。其中，相互诱导方式利用线圈天线而电磁波方式利用高频率天线相互进行无线连接。

[018]制作电子标签采用的IC芯片可以是带有ID号的，也可以是没有ID号的。利用与之相匹配的读写器可以实现非接触、不可视的信息传递，将读取的信息发送到计算机数据库，可以实现产品的仓储管理、信息的查询、跟踪等，利用电子标签可以读写的功能，对于某种产品在不同的阶段适时地写入信息，上传至数据库，记录产品的物流或销售状态。IC芯片与天线组成射频电路，IC芯片中存储有能够识别目标的信息，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；该电子标签为有源标签、无源标签或半有源半无源标签之一。

[019]RFID主要由带有IC芯片的电子标签、非接触式读写器和通讯系统等部分组成。其主要工作原理是：电子标签进入读写器发射电磁波的磁场后，接受无线射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的数据信息，读写器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行相关数据处理。读写器，用于读取并写入标签信息，该读写器为手持式或固定式。

[020]农产品跟踪信息采集模块

[021]通过在农产品产地、收费站、港口、码头、仓库、货场等地安装农产品自动识别系统，采集相关农产品或车辆信息以对其进行跟踪。它包括农产品自动识别子模块、运载工具监控子模块。

[022](1)农产品自动识别模块。利用物流RFID、EDI等数据采集技术，将农产品产地的信息写入RFID标签，对农产品物流中的农产品、车辆进行标识和描述，可以将其与运载工具定位信息打包，通过无线通信系统将货物信息上传到物流信息管理中心。

[023](2)运载工具监控模块。基于GSM/GPS技术的运载工具监控模块由移动目标车载单元和物流信息监控中心组成。移动目标车载单元包括GPS接收模块、GSM双向无线通信模块、天线等设备，实现通过GSM与监控中心的双向无线通信；对运载工具进行跟踪、监控；对同类型的信息做分布式处理，并提供给Client和Browser端应用。

[024]农产品跟踪信息传输模块

[025]在农产品物流跟踪信息时实采集后，利用无线通讯、内部网络通讯、公共通讯线路、专用通讯线路或卫星通讯线路，把获取的农产品在各状态下的信息传送到总部的监控中心进行汇总整理；以及对电子单据的传输标准、电子支付和认证体系、网络安全等的处理。

[026]农产品物流协同跟踪网络和配送优化模型与系统采用CS(Client/Server)结构，将任务分配到服务器和客户两端。Client端实现与服务器端数据库的通信；GIS的基本管理功能包括电子地图的显示、缩放、漫游等；对运载工具进行实时监控包括全屏监控和分屏重点监控；采用Petri网模型作为物流网络和配送优化模型，并将算法软件嵌入到GIS中。服务器端实现接收运载工具实时定位信息与货物识别信息一体化的打包信息，并将其存入数据库；负责Client端与数据库之间的通讯，即由货物信息查询数据库，反馈回相关车辆信息以供Client端程序更新车辆显示。

[027]输配送管理模块管理下述的输送模块和配送模块，上述模块从国内物流企业方服务器接收货物收发相关信息，并对粘贴有RFID标签的产品、包装部件、运送工具的输送或配送进行输配送管理、配车管理、车辆管理等，而转运管理模块对海外配送模块进行管理，上述海外配送模块从海外物流企业方服务器接收转运相关信息，并对粘贴有RFID标签的产品、包装部件及其运送工具配送到海外的。

[028]农产品跟踪辅助决策模块主要实现自动调度管理；模块自动考察所有运输单位状况，作出最佳车辆调配，并通过网络传递作业单，同时将电子作业单自动发送到车辆上并监控计划的整个执行过程；在途车辆的信息查询功能；车辆信息：位置、速度、机械状况、载货状况、任务完成情况、路况和天气状况、预计达到时间；信息汇总和查询。

[029]工作流程是：Browser访问网站并提交查询信息(编号、授权密码等)后，服务器对数据库索引查询，再根据两类不同的查询结果(货物处于静止仓储和动态运输状态)采用不同的信息处理方式。(1)当农产品处于静止仓储状态时，服务器将货物仓储位置在电子地图上标识，然后将电子地图以GIF或JPEG格式压缩后，传输给Browser以供浏览；(2)当农产品处于动态运输状态时，服务器向Browser传送运载工具的实时经纬度定位信息，井将运载工具以符号的形式加入电子地图中，同时将地图以压缩图形传输给Browser以供浏览。(3)信息查询，信息查询可分为内部查询和外部查询。公司内部人员可以通过内部查询，得到更多的车辆分布和业务信息；外部查询是指顾客以Internet作为媒介，通过浏览器访问承载所托农产品的货运公司网站主页，来实现对自己农产品的实时监控，可提供的信息包括服务信息、票据信息和位置信息。内外不查询均为用户提供精确查询和模糊匹配两种查询方式，且内部查询应当要比顾客拥有更高的权限。

[030]最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种基于无线射频标签的农产品物流系统，包括控制计算机、无线网卡、电源、射频识别电子标签RFID；RFID包含存储器、读写器、RFID识别天线；其特征在于：其中控制计算机与RFID读写器、无线网卡相连，RFID读写器与RFID识别天线相连，电源为上述各设备提供所需电源；RFID读写器通过RFID识别天线获取信息，传送到控制计算机，经控制计算机处理后，通过无线网卡输出；射频识别电子标签包含存储器、读写器；电子标签的存储器包含基本信息区、数字签名区和农产品历史区；基本信息区包含农产品检测信息文件和认证信息，记录的内容包括由生产商录入的农产品属性、标签的编码、标签的读取时间以及执行读操作的读写器编号、农产品的环境信息等。

2.根据权利要求1所述农产品物流系统，其特征在于，所述电子标签带有天线和IC芯片，IC芯片与天线组成射频电路，IC芯片中存储有能够识别目标的信息，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象；该电子标签为有源标签、无源标签或半有源半无源标签之一。

3.根据权利要求2所述农产品物流系统，其特征在于，所述读写器，用于读取并写入标签信息，该读写器为手持式或固定式；所述天线，用于在标签和读写器间传递射频信号。

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