CN101690000B - 自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及涉及一种自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统及方法。该系统包括至少一个传感器节点(100)，被设置以测量并存储传感信息，对比测量值与预设值，并生成告警信息。汇聚节点(200)在所述传感器节点与管理服务器(400)之间以及移动终端及所述管理服务器之间起中介作用。移动终端(300)利用RFID阅读器或条形码阅读器读取食品信息，传送所述食品信息，测量并存储传感信息，对比所述测量值与预设值，以及生成告警信息。所述管理服务器(400)生成控制命令，传送所述控制命令至所述传感器节点或所述移动终端，以及当接收的数据为告警信息时将紧急情况以及所述厨房器具的位置通知管理者。

Description

自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统及方法

技术领域

本发明总体上涉及食品卫生管理技术领域，更具体地，涉及一种自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统及方法。 

背景技术

如本领域的技术人员所熟知的，根据危害分析临界控制点(HACCP)的第2节第1段，定义HACCP为‘优先控制每个过程以在食品的原材料控制、加工、处理、烹调以及销售的整个过程中防止任何危险或有害物质混入食品，以及防止食品污染的标准’，HACCP根据食品卫生法的实施命令的指令制定。进一步地，根据由联合国粮食及农业组织(FAO)与世界卫生组织(WHO)协力运转的食品法典委员会(CAC)制定的国际食品标准(法规)，为促进食品的国际贸易以及致力消费者的健康保护，HACCP定义为‘用于确定、评估以及控制对食品安全重要的危险因素的系统’。这样，参考HACCP的几个定义，HACCP是一种通过在包括食物的加工、销售和消费的整个过程中不断地管理食品，保护并保证食物产品及食品的安全的预防级概念，而不是通过最终产品的检测来确保安全的概念。 

食品对人类的危害存在于从生产食品的原材料的步骤变化到在桌上以食物服务消费者的步骤的整个过程是有可能的。整个过程是可应用且目前正在应用HACCP的领域，最有效且安全地管理危害的方法已在整个过程中系统化。近来，HACCP已用于全部过程，包括在食品生产与加工公司、提供膳食的场所、大规模销售公司、食品服务连锁餐厅、酒店餐厅等等中的食品的加工、处理、烹调以及销售。在上述大规模销售公司中，已在食品管理中引入并实施HACCP。 

尽管如此，大多数公司所使用的操作方法主要通过管理者的人工 操作来实行。因为食品的数量以及管理步骤的数量极其大，管理者不能仔细地遵守HACCP的规定。因此，经常会出现HACCP规则的评述被篡改的情形。 

进一步地，保存或烹调原材料的地方，例如大规模餐厅或提供膳食的场所，卫生特别重要。在大规模餐厅或提供膳食的场所，当前规定以HACCP规定为基础管理材料并周期性地编制HACCP报告。因此，目前，在大规模餐厅或提供膳食的场所，管理者定期测量各种类型厨房器具或用于存储材料的仓库的温度、湿度等等，以报告的形式记录测量数据，然后编制HACCP报告，但管理者的实际数量不够，且人工编制HACCP报告非常不方便。特别地，在大规模场所，管理者没有严格遵守预设规定而编制错误报告的情况可能经常发生。 

进一步地，已通过仅关注温度及湿度实施厨房器具的传统管理，并且近来已实施pH、水分活性等等的管理，但气味传感器的管理、确定是否已发生腐烂的能力仍未普遍实施。 

进一步地，经常发生当管理者不在，厨房器具或食品仓库发生问题时，未能进行及时测量的情况，使得食品卫生情形恶化，且可能需要大量地丢弃或以不好的状态烹调食品，因此威胁食用该食品的人的健康。 

进一步地，传统的卫生系统中，有通过有线或无线局域网(LAN)将各种类型的传感器设备用于特定的地方来收集环境信息以及实现自动化的意图。 

尽管如此，问题在于当使用有线LAN的系统发生麻烦时，从维护的立场需要过大的成本和时间，还在于当使用无线LAN的系统发生麻烦时，不能提供终端的移动性且因此在管理者移动期间不能或可能有限地连接至无线LAN。进一步地，问题在于因为有线及无线LAN使用商用通信网络运行而带来通信成本，还在于因为有线与无线LAN设备昂贵而带来其过多的安装成本。 

另外，在食品交货时，管理者处理检测以及库存管理，此处理必须手动实施。因为不可能逐个地确定食品各自的有效期以及贮藏方法，很可能对各食品错误地使用贮藏方法。进一步地，当手动实施库存管理并逐个地确定食品的有效期时，如果记录不正确的有效期信息或如果遗漏其记录，可能过了有效期且因此对应的食品可能丢弃。因此，为了解决传统卫生系统的问题，对卫生系统实施进一步改善的访问方法的需求已增大，该方法可有效地管理厨房器具的卫生，严格地管理食品并解决发生在传统系统中的有线/无线网络问题。 

发明内容

[技术问题] 

因此，考虑已有技术中发生的上述问题做出本发明。本发明总体上涉及一种自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统及方法，更特别地，涉及一种自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统及方法，其利用泛在传感器网络的感知功能以及网络功能自动收集关于温度、湿度、pH等的信息，并使自动编制报告成为可能，否则该报告将由管理者手动写下，从而能够基于HACCP规则利用附于厨房器具的传感器节点直接或者远程地设定温度及湿度，并实时收集和记录厨房周围的环境信息。 

本发明的一个目的是提供一种系统及方法，该系统及方法利用设置在各自地点的远程服务器、管理服务器，以及泛在传感器网络，实时自动管理食品的进入及输出，实时监视厨房器具的状态，分析数据，并将分析的数据存储在管理服务器中，且该系统及方法通过利用安装在特定位置的传感器节点收集实时的环境信息(温度、湿度等)，一直保持环境条件在理想状态，且使自动编制HACCP报告成为可能，否则该HACCP报告将由管理者手动编写。 

本发明的另一个目的是提供一种系统及方法，该系统及方法通过泛在传感器网络，使位于各自位置的网络运行成为可能，即便在商用网络中出现问题也不会间断。 

本发明的又一个目的是提供一种系统及方法，该系统及方法使用 一种泛在传感器网络，使得当各厨房器具及检测装置通过有线或无线LAN构建时可能发生的网络断开问题及移动问题得到解决。 

即，该泛在传感器网络的特征在于网络自动形成，且即使添加或删除传感器节点，仍可通过自动分配IP地址(IPv4或IPv6)配置通信网络。进一步地，因为以无线的方式实现整个网络，厨房器具可自由移动。检测食品时，可向由管理者使用的终端提供移动性，从而该食品的检测可在任何地方进行。 

另外，在本发明所使用的泛在传感器网络中，传感器节点的唯一的地址可基于IP(IPv4或IPv6)自动分配至传感器节点，使得可通过因特网或移动通信网从远处监视并控制各种类型的厨房器具或食品仓库，每个厨房器具或食品仓库配均配备有传感器节点。 

本发明的再一个目的是提供一种系统及方法，其自动监视特定信息，例如食品的有效期，保存方法，以及中心温度，使得管理者不需要手动记录该特定信息，该特定信息在其传送至管理服务器并在数据库中安排时由管理者利用检测终端检测，且在该系统及方法中，附于各厨房器具的传感器节点收集实时的相关信息，并在提供所收集的信息给管理者的同时将传送所收集的信息至管理服务器，使得客观地获取有关HACCP的信息，从而通过禁止使用者任意伪造数据来保证合法的可靠性。 

本发明的再一个目的是提供一种方法及系统，其中，由于仅使用最小需要的必须支付一定费用的商用网络，通信费用可减少，在该方法及系统中，由于传感器节点能够以低成本生产，传感器节点可附于所有厨房器具或从所有厨房器具脱离，且在该方法及系统中，可进行数据收集以及存储，由于传感器节点也能使用电池电源，即便在断电发生时存储的数据随后也能够传输至管理服务器，还可传送至远程中央服务器。 

本发明的再一个目的是提供一种方法及系统，其中，即便在管理 者不在时系统也总是运行，使得在问题发生时能够根据预设安排自动解决问题，且在该方法及系统中，在问题必须由管理者解决的情况下，将关于问题的发生位置的信息及问题本身传送至管理者，使得问题能够实时解决。 

[技术方案] 

为实现上述目的，本发明提供一种自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统，包括至少一个传感器节点，被设置为具有IP地址且安装在特定区域内，该特定区域内包括至少一个厨房电器，设置该传感器节点以预设周期测量及存储传感信息，对比测量值与预设值，当测量值偏离预设值范围时生成告警信息并将告警信息传送到至少一个管理服务器，从管理服务器接收对厨房器具的控制命令，以及控制厨房器具，该传感信息包括温度、湿度、pH、及气味信息；汇聚节点，被设置以在传感器节点与管理服务器之间以及移动终端与管理服务器之间中继，从而存储传送至管理服务器的或从管理服务器接收的各种类型的数据；移动终端，被设置为具有IP地址，并利用RFID阅读器或条形码阅读器读取食品信息，通过汇聚节点传送食品信息至管理服务器，以预设周期测量并存储传感信息，对比测量值与预设值，当测量值偏离预设值范围时生成告警信息并传送告警信息至管理服务器，从管理服务器接收对食品的控制命令，该传感信息包括温度、湿度、pH、以及气味信息；以及管理服务器，被设置以确定从传感器节点或移动终端接收的数据是否为厨房器具或食品的测量值，或为告警信息，且被设置以生成对应告警信息的控制命令，传送控制命令至传感器节点或移动终端，将紧急情况及厨房器具的位置通知管理者，在数据库中安排从传感器节点或移动终端接收的数据，基于数据库以危害分析临界控制点(HACCP)的形式分析/存储所接收的数据，以及若确定接收的数据为告警信息，输出所分析的/存储的数据。 

[有益效果] 

根据本发明，优势在于管理服务器及远程中央服务器独立设置，从而即使之后在管理服务器发生问题，也可保护存储的数据，该管理服务器安装在提供膳食的场所或食品销售公司，该远程中央服务器设置用于远程管理管理服务器。 

进一步地，根据本发明，优势在于，因为未使用有线网络，便于设备的添加或删除，且传感器节点能够方便地安装在现存的其中未安装环境信息测量装置的厨房器具、烹饪工具、及贮藏仓库中，从而实现自动化及远程控制。 

进一步地，根据本发明，优势在于，因为通过在管理服务器中存储所有测量数据并分析各厨房器具的测量数据自动编写报告，可减少管理者部分的过量工作，优势还在于，因为分析实时记录的各厨房器具、烹饪工具、或食品仓库的数据，可随时随地检测食品的当前状态。 

进一步地，根据本发明，优势在于，除了连接至外部网络的网络，内部使用泛在传感器无网络，从而可经济且有效的配置网络。 

更进一步地，根据本发明，优势在于，历史管理操作能够利用移动终端自动处理，使得可在检测食品时获取准确的食品信息，从而使更迅速且准确地记录及管理历史信息成为可能，该历史管理操作否则将在检测食品时由管理者手动完成。 

附图说明

图1为显示根据本发明一种实施方式的自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统概略构造的示意图； 

图2为显示根据本发明一种实施方式的传感器节点详细构造的示意图； 

图3为显示根据本发明一种实施方式的汇聚节点的详细构造的示意图； 

图4为显示根据本发明一种实施方式的移动终端的详细构造的示意图； 

图5为显示根据本发明一种实施方式的管理服务器的详细构造的示意图； 

图6为显示根据本发明一种实施方式的利用传感器节点管理厨房器具的方法的流程图；及 

图7为显示根据本发明一种实施方式的利用移动终端管理食品的方法的流程图。 

具体实施方式

将从以下结合附图进行的详细描述中更清楚的了解本发明的上述以及其他目的、特征和其他优点。在本发明的以下描述中，如果确定有关的众所周知的功能及构造的详细描述会使本发明的主旨不清楚，可忽略该详细的描述。 

以下，将参照附图详细描述本发明的实施方式。 

将参照图1至图5描述根据本发明一种实施方式的自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统S。 

图1为显示根据本发明一种实施方式的自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统S的概略构造的示意图。如图中所显示的，系统S包括传感器节点100，汇聚节点200，移动终端300，管理服务器400，以及远程中央服务器500。根据本发明的泛在传感器网络包括传感器节点100，汇聚节点200，以及移动终端300。汇聚节点200用于在传感器节点100与管理服务器400之间以及移动终端300与管理服务器400之间起中介作用。传感器节点100与管理服务器400之间的数据传送/接收，以及移动终端300与管理服务器400之间的数据传送/接收通过汇聚节点200完成。 

图2为显示根据本发明一种实施方式的传感器节点100的详细构造的示意图。传感器节点100具有其自身的IP地址值，且安装在特定区域内，例如厨房器具、厨房、以及食品仓库。每个传感器节点100用于以预设周期测量并存储‘传感信息’，通过汇聚节点200传送传感 信息至管理服务器400，对比测量值与预设值，当测量值偏离预设值的范围时生成并显示告警信息，通过汇聚节点200传送告警信息至管理服务器400，从管理服务器400接收对厨房器具的控制命令，并控制厨房器具，该传感信息包括温度、湿度、pH、以及气味信息。传感器节点100包括传感器单元110，告警提供单元120，射频(RF)传送/接收单元130，控制命令执行单元140，数据显示单元150，存储单元160、运行单元170，电源单元180，以及中央处理单元190。 

详细地，传感器单元110安装在传感器节点100内部及外部，且被设置用于测量传感信息，包括温度、湿度、pH、以及气味信息。传感器单元110可利用温度和湿度传感器、pH测量传感器、以及气味传感器不同地实施。 

告警提供单元120对比预设值与由传感器单元110获取的测量值，在测量值偏离预设值范围时生成对应的告警信息并提供告警声。这里，告警信息包括对应的传感器节点100的IP地址值，测量误差，以及告警信息的生成时间，且告警信息通过数据显示单元150显示。 

RF传送/接收单元130通过汇聚节点200传送各种类型的数据至管理服务器400或接收来自管理服务器400的各种类型的数据，以及传送数据至安装在其他厨房器具的传感器节点或接收来自安装在其他厨房器具的传感器节点的数据，该各种类型的数据包括由厨房器具的传感器单元110测量的测量值、告警信息、及控制命令。进一步地，当不能通过单跳通信传送或接收时，邻近问题传感器节点的传感器节点100起到中继节点的作用，从而数据通过多跳通信传送或接收。同时，RF传送/接收单元130能够不通过汇聚节点200直接传送至管理服务器400或直接从管理服务器400接收。 

控制命令执行单元140控制服从于从管理服务器400接收的控制命令的厨房器具。 

数据显示单元150显示传感器节点100的状态信息，由传感器单元 110测量的值、以及告警信息。 

存储单元160暂时存储测量值。这种情况下，存储单元160通过以预设周期分配数据来存储与存储容量相符的数据，并当存储的数据超过存储容量时，根据先入先出(FIFO)排序从最早期的数据的顺序依次删除数据。 

运行单元170存储传感器节点100的操作系统(OS)、传感器单元的运行程序、RF传送/接收所需要的传送/接收程序、由汇聚节点200分配到IP地址的传感器节点所需要的程序、及厨房器具的控制程序，并运行及管理存储的OS及程序。 

电源单元180选择持续电源或电池电源，并将选择的电源供应至传感器节点。 

中央处理单元190控制传感器单元110，告警提供单元120，RF传送/接收单元130，控制命令执行单元140，数据显示单元150，存储单元160，运行单元170及电源单元180，并执行控制厨房器具所需要的所有操作。 

图3为显示根据本发明一种实施方式的汇聚节点200的详细构造的示意图。在图中，汇聚节点200用于在传感器节点100与管理服务器400之间以及移动终端300与管理服务器400之间中继，以及给传感器节点100以及移动终端300分配IP地址(IPv4或Ipv6)，从而暂时地存储传送至管理服务器400的或接收的来自管理服务器400的各种类型的数据。汇聚节点200包括用于暂时地存储传送至传感器节点100及移动终端300的或接收的来自传感器节点100及移动终端300的各种类型的数据的存储单元210，用于存储汇聚节点200的OS、用于数据传送/接收的传送/接收程序、及分配传感器节点100及移动终端300的IP地址所需要的程序、并运行及管理存储的OS及程序的运行单元220，用于传送数据至传感器节点100及移动终端300或接收来自传感器节点100及移动终端300的数据的RF传送/接收单元230，用于传送数据至管理服 务器400或接收来自管理服务器400的数据的数据通信端口单元240，以及用于控制存储单元210、运行单元220、RF传送/接收单元230、及数据通信端口单元240从而执行与其相关的所有操作的中央处理单元250。 

图4为显示根据本发明一种实施方式的移动终端300的详细构造的示意图。移动终端300具有其自身的IP地址值，且用于在检测食品时使用射频识别(RFID)阅读器或条形码阅读器读取食品信息，通过汇聚节点200传送读取的食品信息至对应的管理服务器400，以预设周期测量并存储传感信息，对比测量值与预设值，在测量值偏离预设值范围时生成告警信息并传送告警信息至管理服务器400，以及接收来自管理服务器400的食品控制命令，传感信息包括温度、湿度、pH、以及气味信息。移动终端300包括RFID阅读器单元310、条形码阅读器单元320、信息输入单元330、传感器单元340、告警提供单元350、存储单元360、运行单元370、RF传送/接收单元380、以及信息显示单元390。 

详细地，RFID阅读器单元310从附于食品的RFID标签读取食品信息，条形码单元320从附于食品的条形码读取食品信息。这里，由RFID阅读器单元310或条形码阅读器单元320读取的食品信息包括食品的有效期、生产公司、以及生产日期。 

信息输入单元330允许记录除由RFID阅读器单元310或条形码阅读器单元320自动读取的信息外的附加的食品信息，例如食品的保存状态、保存方法、进入/输出信息以及库存信息。 

传感器单元340在检测食品时测量传感信息，且可使用温度和湿度传感器、pH测量传感器、气味传感器等等不同的实施，传感信息包括食品的温度、湿度、pH、以及气味信息。 

告警提供单元350对比预设值与传感器单元340测量的值，并当测量值偏离预设值范围时生成相应的告警信息并提供告警声。在这种情 况下，告警信息包括每个移动终端的IP地址值、测量误差、以及告警信息的生成时间，并通过信息显示单元390显示。 

存储单元360暂时存储传感器单元340测量的值。 

运行单元370存储移动终端300的OS，控制RFID阅读器单元以及条形码阅读器所需要的程序，记录附加的食品信息所需要的信息输入程序，驱动传感器单元340所需要的程序，数据传送/接收所需要的传送/接收程序，以及移动终端由汇聚节点200分配到IP地址所需要的程序，并运行及管理OS及程序。 

RF传送/接收单元380以无线的方式传送食品信息至汇聚节点200或接收来自汇聚节点200的食品信息，食品信息包括由传感器单元340测量的值、告警信息等等。这种情况下，RF传送/接收单元380可不通过汇聚节点200直接传送信息至管理服务器400或接收来自管理服务器400的信息。如图1所示，当与汇聚节点200以及管理服务器400的通信不可能时，RF传送/接收单元380也可传送信息至邻近传感器节点100或接收来自邻近传感器节点100的信息。 

信息显示单元390显示移动终端300的状态信息、食品信息，以及传感器单元340测量的所有信息，食品信息包括传送至管理服务器400或汇聚节点200、或从管理服务器400或汇聚节点200接收的数据。 

图5为显示根据本发明一种实施方式的管理服务器400的详细构造的示意图。每个管理服务器确定通过汇聚节点200从传感器节点100或移动终端300接收的数据是否为厨房器具或食品的多种测量值之一或为告警信息，生成与其对应的控制命令，传送控制命令至传感器节点100或至移动终端300，若确定数据为告警信息，将紧急情况以及厨房器具的位置通知管理服务器的管理者。进一步地，管理服务器400用于在数据库中安排从传感器节点100或移动终端300接收的数据，以数据库为基础以HACCP的形式分析/存储数据，输出生成的数据，以预设的用于提高数据安全性及冗余的规律的周期传送各种类型的数 据至远程中央服务器500或接收来自远程中央服务器500的各种类型的数据，各种类型的数据为传送至传感器节点100或移动终端300的、或接收的来自传感器节点100或移动终端300的数据。管理服务器400包括数据库单元410，紧急情况确定单元420，报告输出单元430，数据通信端口单元440，数据传送/接收单元450，数据显示单元460，及电源单元470. 

详细地，数据库单元410在数据库中安排从传感器节点100及移动终端300接收的数据，并以数据库为基础以HACCP的形式分析/存储数据。 

紧急情况确定单元420确定从传感器节点100或移动终端300接收的数据是否为测量值或为告警信息。若确定接收的数据为告警信息，紧急情况确定单元420生成与其对应的控制命令并传送控制命令至传感器节点100或移动终端300，将有关紧急情况的告警信息、厨房器具的位置等等通知管理者。 

报告输出单元430输出以HACCP报告的形式存储于数据库单元410的数据。 

数据通信端口单元440传送数据及各种类型的信号至泛在传感器网络，或接收来自泛在传感器网络的数据及各种类型的信号，该泛在传感器节点包括传感器节点100、汇聚节点200、及移动终端300，并可包括串行或并行端口、通用异步接收-发送装置(UART)、以太网端口、通用串行总线(USB)，等等。 

数据传送/接收单元450以预设的用于各种类型的数据的安全性及冗余的规律的周期传送数据至远程中央服务器500，或接收来自远程中央服务器500的数据。 

数据显示单元460显示传送至传感器节点100、汇聚节点200以及移动终端300的或从传感器节点100、汇聚节点200以及移动终端300接收的实时数据，并显示数据库单元410、紧急情况确定单元420、报 告输出单元430以及数据传送/接收单元450的实时状态信息。 

电源单元470使用不间断电源(UPS)作为电源，以备在断电期间管理服务器不运行的情况。 

进一步地，远程中央服务器500以预设周期从管理服务器400接收传送至传感器节点100或移动终端300的或接收的来自传感器节点100或移动终端300的各种类型的数据。 

以接收的来自管理服务器400的数据为基础，如果对比接收的数据与HACCP规定允许的参考值，并发现未遵守允许的参考值，远程中央服务器500通过提供告警将远程中央服务器的紧急情况通知管理者，并通过管理服务器400远程控制或利用分配给相应传感器节点100的IP地址直接控制厨房器具。 

以下将参照图6及图7描述一种利用上述的自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统S自动管理食品卫生的方法。 

图6为显示使用根据本发明一种实施方式的传感器节点100管理厨房器具的方法的流程图。如图中所示，传感器节点100的传感器单元110安装在例如厨房器具、厨房或餐厅这样的特定区域，被设置以在步骤S110测量传感信息，包括温度、湿度、pH、以及气味信息。在步骤S120，告警提供单元120对比传感器单元110测量的值与预设值，从而确定测量值是否偏离预设值的范围。 

若在步骤S120确定测量值偏离预设值的范围，在步骤S130，告警提供单元120生成告警信息并提供告警声，RF传送/接收单元130通过汇聚节点200或直接传送生成的告警信息至管理服务器400。 

在步骤S140，管理服务器400的紧急情况确定单元420确定接收的来自传感器节点100的数据是否为测量值或为告警信息。 

若在步骤S140确定接收的数据为告警信息，在步骤S150，紧急情况确定单元420生成控制命令告警信息对应的控制命令，传送控制命令至传感器节点100，并将关于紧急情况的告警信息、厨房器具的位 置等通知管理服务器的管理者。在步骤S160，数据库单元410以HACCP的形式分析并存储告警信息，报告输出单元430输出在数据库单元410中以HACCP报告的形式存储的数据。 

此后，在步骤S170，管理服务器400的数据传送/接收单元450以预设周期输出在数据库单元410中存储的数据至远程中央服务器500。也就是说，告警信息或在管理服务器400中存储的数据不但传送至管理服务器400，也传送至远程中央服务器500，为问题在管理服务器400及远程中央服务器500其中任一一个发生的情况做准备。 

同时，若在步骤S120确定测量值未偏离预设值的范围，在步骤S180，通过传感器单元110获取的测量值存入存储单元160。进一步地，若在步骤S140确定接收的数据为告警信息，在步骤S190，从传感器节点100接收的数据确定为厨房器具或类似的测量值，然后存入数据库单元410。 

图7为显示根据本发明一种实施方式的使用移动终端300管理食品的方法的流程图。如图中所示，在步骤S210，移动终端300利用RFID阅读器单元310从附于食品的RFID标签、或利用条形码阅读器单元320从附于食品的条形码读取食品信息。在步骤S220，传感器单元340测量传感信息，包括食品的温度、湿度、pH、以及气味信息。 

在步骤S230，信息输入单元330接收除由RFID阅读器单元310或条形码阅读器单元320自动读取的信息外的附加的食品信息，例如食品的保存状态、保存方法、进入/输出信息、以及库存信息。 

在步骤S240，RF传送/接收单元380通过汇聚节点200或直接传送食品的测量值以及附加的食品信息至管理服务器400。 

在步骤S250，管理服务器400的数据库单元410以HACCP的形式分析并存储从移动终端300接收的测量值以及附加的食品信息，报告输出单元430输出以HACCP报告的形式存储在数据库单元410中的数据。 

此后，在步骤S260，管理服务器400的传送/接收单元450以预设周期传送在数据库单元410中存储的数据至远程中央服务器500。 

[工业适用性] 

如上所述，本发明提供了一种自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统及方法，其优势在于管理服务器与远程中央服务器独立提供，从而即便问题随后发生在管理服务器中也能够保护存储的数据，管理服务器安装在提供膳食的场所或食品销售公司，远程中央服务器被设置以远程管理管理服务器。 

尽管为说明的目的已公开了本发明优选的实施方式，本领域的技术人员可察知在不脱离本发明权利要求公开的范围和精神的情况下，各种修改、增加以及替换是可能的。因此，应注意，所有适当的变化、修改及其等同物属于本发明的范围之内。 

Claims (22)

1.一种自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的系统，包括：

至少一个传感器节点，被设置为具有IP地址且安装在特定区域内，所述特定区域内包括至少一个厨房器具，所述传感器节点被设置以测量并存储传感信息，以预设周期对比测量值与预设值，在所述测量值偏离预设值范围时生成告警信息并将所述告警信息传送到至少一个管理服务器，从所述管理服务器接收对所述厨房器具的控制命令，以及控制所述厨房器具，所述传感信息包括温度、湿度、pH以及气味信息；

汇聚节点，被设置以在所述传感器节点与所述管理服务器之间以及移动终端与所述管理服务器之间中继，从而存储传送至所述管理服务器的以及从所述管理服务器接收的各种类型的数据；

移动终端，被设置为具有IP地址并利用射频识别（RFID）阅读器或条形码阅读器读取食品信息，通过所述汇聚节点传送所述食品信息至所述管理服务器，测量并存储传感信息，以预设周期对比所述移动终端的测量值与预设值，在所述移动终端的测量值偏离预设值范围时生成告警信息并传送所述移动终端的告警信息至所述管理服务器，以及从所述管理服务器接收对食品的控制命令，所述移动终端的传感信息包括温度、湿度、pH以及气味信息；及

管理服务器，被设置以确定从所述传感器节点或所述移动终端接收的所述数据是否为所述厨房器具或食品的测量值或为告警信息，且被设置以生成对应所述接收的告警信息的控制命令，传送所述控制命令至所述传感器节点或所述移动终端，将紧急情况及所述厨房器具的位置通知管理者，在数据库中安排从所述传感器节点或所述移动终端接收的所述数据，以所述数据库为基础以危害分析临界控制点（HACCP）的形式分析或存储所接收的数据，以及若确定所接收的数据为所述告警信息，输出所述分析或存储的数据。

2.根据权利要求1所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述汇聚节点给所述传感器节点及所述移动终端都分配IP地址。

3.根据权利要求1所述的基于泛在传感器网络的系统，进一步包括用于接收各种类型的数据的远程中央服务器，所述各种类型的数据为由所述管理服务器以预设周期传送至所述传感器节点及所述移动终端的或从所述传感器节点及所述移动终端接收的数据。

4.根据权利要求3所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述远程中央服务器被设置为使得：当所述从所述管理服务器接收的数据对比危害分析临界控制点（HACCP）规定中允许的参考值，且未遵守所述参考值时，所述远程中央服务器生成告警，将所述告警通知所述远程中央服务器的管理者，并通过所述管理服务器远程控制所述厨房器具，或利用分配给所述传感器节点的IP地址直接控制所述厨房器具。

5.根据权利要求1所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述传感器节点包括：

传感器单元，安装于所述传感器节点内部或外部，被设置以测量传感信息，所述传感器单元的传感信息包括温度、湿度、pH以及气味信息；

告警提供单元，被设置以对比预设值与由所述传感器单元获取的测量值，当所述传感器单元获取的测量值偏离预设值范围时，生成对应的告警信息并提供告警声；

射频（RF）传送或接收单元，被设置以通过所述汇聚节点向所述管理服务器传送或从所述管理服务器接收各种类型的数据，所述各种类型的数据包括由所述传感器单元在所述厨房器具处测量的值，所述告警提供单元的告警信息，及控制命令；

控制命令执行单元，被设置以控制服从于从所述管理服务器接收的所述控制命令的所述厨房器具；

数据显示单元，被设置以显示所述传感器节点的状态信息，由所述传感器单元测量的所述值，以及所述告警提供单元的告警信息；

存储单元，被设置以暂时存储由所述传感器单元测量的所述值；

运行单元，被设置以存储所述传感器节点的操作系统，所述传感器单元的运行程序，射频（RF）传送或接收的传送或接收程序，所述传感器节点由所述汇聚节点分配IP地址所需要的程序，以及所述厨房器具的控制程序，并运行及管理所述操作系统及这些程序；

电源单元，被设置以选择持续电源或电池电源，并供应所选择的电源至所述传感器节点；及

中央处理单元，被设置以控制所述传感器单元，所述告警提供单元，所述射频（RF）传送或接收单元，所述控制命令执行单元，所述数据显示单元，所述存储单元，所述运行单元，以及所述电源单元，并执行控制所述厨房器具所需要的所有操作。

6.根据权利要求5所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述射频（RF）传送或接收单元不通过所述汇聚节点直接向所述管理服务器传送或从所述管理服务器接收各种类型的数据，所述各种类型的数据包括由所述传感器单元在所述厨房器具处测量的所述值，告警信息及所述控制命令。

7.根据权利要求5所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述告警提供单元的告警信息包括

每个传感器节点的IP地址值，测量误差，及所述告警提供单元的告警信息的生成时间。

8.根据权利要求1所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述汇聚节点包括：

存储单元，用于暂时存储传送至所述传感器节点及所述移动终端的或从所述传感器节点及所述移动终端接收的各种类型的数据；

运行单元，用于存储所述汇聚节点的操作系统，数据传送或接收所需要的传送或接收程序，以及分配所述传感器节点及所述移动终端的IP地址所需要的程序，并运行及管理所述操作系统及这些程序；

射频（RF）传送或接收单元，用于向所述传感器节点及所述移动终端传送数据，或从所述传感器节点及所述移动终端接收数据；

数据通信端口单元，用于向所述管理服务器传送数据，或从所述管理服务器接收数据；及

中央处理单元，用于控制所述存储单元，所述运行单元，所述汇聚节点的射频（RF）传送或接收单元，以及所述数据通信端口单元，从而执行有关上述单元的控制的所有操作。

9.根据权利要求1所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述移动终端包括：

射频识别（RFID）阅读器单元，用于从附于食品的射频识别（RFID）标签读取食品信息；

条形码阅读器单元，用于从附于食品的条形码读取食品信息；

信息输入单元，除由所述射频识别（RFID）阅读器单元或所述条形码阅读器单元自动读取的信息外，用于记录附加的食品信息，所述附加的食品信息包括食品的保存状态，保存方法，进入或输出信息以及库存信息；

传感器单元，用于测量传感信息，所述移动终端的传感器单元的传感信息包括食品的温度、湿度、pH以及气味信息；

告警提供单元，用于对比预设值与由所述移动终端的传感器单元测量的值，以及当所述测量值偏离所述预设值范围时生成告警信息并提供告警声；

存储单元，用于暂时存储由所述传感器单元测量的所述值；

运行单元，用于存储所述移动终端的操作系统，控制所述射频识别（RFID）阅读器单元及所述条形码阅读器单元所需要的程序，记录所述附加的食品信息所需要的信息输入程序，驱动所述传感器单元所需要的程序，数据传送或接收所需要的传送或接收程序，以及所述移动终端由所述汇聚节点分配IP地址所需要的程序，并运行及管理所述操作系统及这些程序；

射频（RF）传送或接收单元，用于以无线的方式向所述汇聚节点传送或从所述汇聚节点接收食品信息，所述食品信息包括由所述移动终端的传感器单元测量的所述值以及所述移动终端的告警提供单元的告警信息；及

信息显示单元，用于显示所述移动终端的状态信息，食品信息，所述食品信息包括向所述管理服务器或所述汇聚节点传送的或从所述管理服务器或所述汇聚节点接收的数据，以及由所述移动终端的传感器单元测量的所有信息。

10.根据权利要求9所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述射频（RF）传送或接收单元不通过所述汇聚节点直接向所述管理服务器传送或从所述管理服务器接收所述食品信息，所述食品信息包括由所述移动终端的传感器单元测量的所述值及所述移动终端的告警提供单元的告警信息。

11.根据权利要求9所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述移动终端的告警提供单元的告警信息包括每个移动终端的IP地址值，测量误差，及所述移动终端的告警提供单元的告警信息的生成时间。

12.根据权利要求9所述的基于泛在传感器网络的系统，其中由所述射频识别（RFID）阅读器单元或所述条形码阅读器单元读取的所述食品信息包括食品的有效期，生产公司，以及生产日期。

13.根据权利要求1所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述管理服务器包括：

数据库单元，用于在数据库中安排从所述传感器节点及所述移动终端接收的所述数据，并以危害分析临界控制点（HACCP）的形式分析或存储所述数据；

紧急情况确定单元，用于确定从所述传感器节点或所述移动终端接收的所述数据是否为测量值或为告警信息，若确定所接收的数据为告警信息，生成对应所述紧急情况确定单元的告警信息的控制命令，传送所述控制命令至所述传感器节点或所述移动终端，并将所述紧急情况确定单元的告警信息通知管理者，所述紧急情况确定单元的告警信息包括紧急情况及所述厨房器具的位置；

报告输出单元，用于以危害分析临界控制点（HACCP）报告的形式输出所述存储在所述数据库单元中的数据；

数据通信端口单元，用于向泛在传感器网络传送或从泛在传感器网络接收数据及各种类型的信号，所述泛在传感器网络包括所述传感器节点，所述汇聚节点，以及所述移动终端；及

数据传送或接收单元，用于以预设周期向远程中央服务器传送或从所述远程中央服务器接收各种类型的数据。

14.根据权利要求13所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述管理服务器进一步包括：

数据显示单元，用于显示传送至所述传感器节点、所述汇聚节点及所述移动终端的实时数据，或从所述传感器节点、所述汇聚节点及所述移动终端接收的实时数据，并显示所述数据库单元、所述紧急情况确定单元、所述报告输出单元以及所述数据传送或接收单元的实时状态信息；及

电源单元，用于利用不间断电源（UPS）作为电源以备所述管理服务器停电期间不运行的情况。

15.根据权利要求5所述的基于泛在传感器网络的系统，其中所述传感器节点的射频（RF）传送或接收单元传送数据至安装于其他厨房器具的传感器节点，或从安装于其他厨房器具的传感器节点接收数据，且当不能以单跳通信传送或接收时，通过引起邻近的传感器节点行使中介的功能以多跳通信传送或接收数据。

16.一种在利用传感器节点管理厨房器具的方法中自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的方法，包括步骤：

a在特定区域内安装至少一个传感器节点，所述传感器节点测量传感信息，所述传感信息包括温度、湿度、pH以及气味信息；

b对比由所述传感器节点测量的值与预设值，从而确定所述测量值是否偏离所述预设值范围；

c若在步骤b确定所述测量值偏离所述预设值的所述范围，所述传感器节点生成告警信息，提供告警声，并通过汇聚节点或直接将所生成的告警信息传送到至少一个管理服务器；

d所述管理服务器确定从所述传感器节点接收的数据是否为测量值或为告警信息；

e若在步骤d确定所接收的数据为告警信息，所述管理服务器生成对应所述告警信息的控制命令，传送所述控制命令至所述传感器节点，并将告警信息通知所述管理服务器的管理者，所述告警信息包括紧急情况及所述厨房器具的位置；及

f所述管理服务器以危害分析临界控制点（HACCP）的形式分析并存储所述告警信息，并以危害分析临界控制点（HACCP）报告的形式输出所述告警信息。

17.根据权利要求16所述的基于泛在传感器网络的方法，步骤f后进一步包括步骤：

g所述管理服务器以预设周期传送存储的数据至远程中央服务器。

18.根据权利要求16所述的基于泛在传感器网络的方法，进一步包括步骤：

h若在步骤b确定所述测量值未偏离所述预设值的所述范围，所述传感器节点存储所述厨房器具的所述测量值。

19.根据权利要求16所述的基于泛在传感器网络的方法，进一步包括步骤：

i若在步骤d确定所接收的数据不是告警信息，所述管理服务器确定从所述传感器节点接收的所述数据为所述厨房器具的测量值，并存储所述测量值。

20.根据权利要求16-19中任一项所述的基于泛在传感器网络的方法，所述特定区域包括厨房器具，厨房或餐厅。

21.一种在利用移动终端管理食品的方法中自动管理食品卫生的基于泛在传感器网络的方法，包括：

k移动终端从附于食品的射频识别（RFID）标签或条形码读取食品信息；

l所述移动终端测量传感信息，所述传感信息包括食品的温度、湿度、pH以及气味信息；

m所述移动终端接收附加的食品信息，所述附加的食品信息包括食品的保存状态，保存方法，进入或输出信息，以及库存信息；

n所述移动终端通过汇聚节点或直接传送所述食品的测量值以及所述附加的食品信息至所述管理服务器；及

o管理服务器以危害分析临界控制点（HACCP）的形式分析并存储从所述移动终端接收的所述测量值及所述附加的食品信息，并以危害分析临界控制点（HACCP）报告的形式输出所存储的信息。

22.根据权利要求21所述的基于传感器网络的方法，步骤o后进一步包括步骤：

p所述管理服务器以预设周期传送所存储的数据至远程中央服务器。

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