CN101982833A

CN101982833A - 基于rfid的粮食质量溯源系统

Info

Publication number: CN101982833A
Application number: CN2010105328989A
Authority: CN
Inventors: 伍之昂; 吴明赞; 曹杰; 方小红
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology; Nanjing University of Finance and Economics
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology; Nanjing University of Finance and Economics
Priority date: 2010-11-05
Filing date: 2010-11-05
Publication date: 2011-03-02

Abstract

本发明公开了一种基于RFID的粮食质量溯源系统，该系统包括粮食电子标签、天线、电子标签阅读器、传感器、粮食质量追溯模块和Internet网络，粮食电子标签张贴在粮食外包装上；用来采集粮食参数信息的传感器通过电子标签阅读器与天线连接，并通过Internet网络将粮食参数信息传送给粮食质量追溯模块。本发明对粮食实行全方位质量追溯评估，一旦发生紧急情况，不仅可以根据粮食质量溯源系统找到每个粮食产品的最终消费者，还可以找到流通或生产加工过程出现问题的环节，能有效地保护消费者的身体健康，广泛适用于绝大部分品种的粮食和农产品中，对其质量进行跟踪、管理、追溯评估。

Description

基于RFID的粮食质量溯源系统

技术领域

本发明属于粮食质量管理领域，具体地说是一种基于RFID的粮食质量溯源系统。

背景技术

RFID（电子标签）技术在粮食工业中的应用是一项系统工程，涉及粮食工业的各个环节，包括：粮食的生产、加工、运输、销售与食用，构成粮食物流供应链。将RFID技术应用于粮食质量管理，使粮食物质的流动与粮食信息的流动互动起来，能有效地对粮食质量进行管理。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于RFID的粮食质量溯源系统，该系统从“农田到饭碗”对粮食实行全方位质量追溯评估，一旦发生紧急情况，不仅可以根据粮食质量溯源系统找到每个粮食产品的最终消费者，还可以找到流通或生产加工过程出现问题的环节，能有效地保护消费者的身体健康。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于RFID的粮食质量溯源系统，其特征在于：该系统包括粮食电子标签、天线、电子标签阅读器、传感器、粮食质量追溯模块和Internet网络，粮食电子标签张贴在粮食外包装上；用来采集粮食参数信息的传感器通过电子标签阅读器与天线连接，并通过Internet网络将粮食参数信息传送给粮食质量追溯模块。

本发明中，所述粮食质量追溯模块包括粮食信息服务模块、粮食质量评估模块和粮食质量管理数据库。粮食质量追溯模块将接收的粮食参数信息与粮食质量管理数据库中的数据进行比较，由粮食质量评估模块得出该粮食的状态，并由粮食信息服务模块进行追溯。所述粮食参数信息包括集成温度、湿度、光照度。

本发明中，传感器用来检测粮食参数信息，粘贴于粮食包装上的电子标签成本低廉。粮食质量管理数据库是实现功能和服务的基础，它为每个电子标签对应的粮食都建立了一条数据记录，用来描述其在粮食加工、运输和仓储等各物流环节中的操作人员、环境参数、加工方式和时间等信息。

粮食在生产及加工过程中，在其表面或包装材料上嵌入具有唯一性的RFID电子标签，其编码格式和位数由国家粮食质量标准确定。生产商通过阅读器对电子标签进行操作，通过网络向粮食质量数据库中写入能够影响该粮食质量的各种信息，如原材料来源、加工工艺、加工者姓名、产品质量信息、建议食用期、食用方法等。

在运输和仓储环节中，对粮食保质、储运有特定要求，物流供应商通过安装天线和阅读器等无线射频设备自动读取电子标签数据，并且通过在阅读器端集成传感器，用来监测温度、湿度、通风度、透光度等粮食参数信息。阅读器读取的电子标签信息和相关传感器数据按照特定方式形成关联，成为一个数据包，实时地写入粮食质量数据库。

RFID技术在粮食工业中的应用是一项系统工程，涉及粮食工业的各个环节，包括粮食的生产、加工、运输、储藏以及销售、食用，构成粮食物流供应链。本发明将RFID技术应用于粮食质量管理，使粮食物质的流动与粮食信息的流动互动起来，能有效地对粮食质量进行管理。

本发明根据RFID非接触式且通过射频信号自动识别目标并获取相关数据的技术特点，结合有效的数据库系统及Internet体系，从粮食生产开始加贴电子标签，记录粮食运输、仓储、加工与销售等过程的全部信息，能随时随地自动获取粮食供应链上的信息，在流动过程中自动识别目标对象并读写相关数据，并可自动判断粮食质量。RFID技术具有识别工作无人干预、批量远距离读取、对环境要求低、使用寿命长、数据可加密、存储信息可更改等优点，其应用将给粮食质量追溯管理带来本质的变化。

本发明具有如下的优点：

1、在粮食生产的源头，可通过电子标签记录到粮食质量数据库中，作为将来质量追溯的原始数据；

2、粮食在运输到粮库时，也将被读取信息和记录入库时间，并记录环境信息，粮库质量评估系统将发挥作用，自动对库存粮食进行评估，确定发货顺序；

3、粮食在加工环节的厂家、操作员、加工方式和时间等信息也会记录到数据库的相应的字段中，在粮食的流通过程中，每个环节都布置多种传感器的读写器设备，可以实时记录该批粮食的环境信息，经过严格的流通过程，高质量的粮食产品被送到消费者手中。

本发明广泛适用于绝大部分品种的粮食和农产品中，对其质量进行跟踪、管理、追溯评估。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的数据处理流程示意图；

图3是本发明中粮食信息服务模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步的描述。

一种基于RFID的粮食质量溯源系统，见图1，该系统包括粮食电子标签10、天线2、电子标签阅读器1、传感器3、粮食质量追溯模块4和Internet网络5。粮食电子标签10张贴在粮食外包装上或粮食包装箱上。用来采集粮食参数信息的传感器3通过电子标签阅读器1与天线2连接，传感器3可与电子标签阅读器1集成，并通过Internet网络5将粮食参数信息传送给粮食质量追溯模块4。粮食质量追溯模块4包括粮食信息服务模块6、粮食质量评估模块8和粮食质量管理数据库9。

电子标签阅读器1读取的数据通过网络传送到粮食质量管理数据库中，而粮食供应链中各环节的厂商及产品信息注册到RFID公共服务体系中，基于粮食质量管理数据库，通过供应链信息整合，系统提供粮食信息服务、粮食质量追溯、粮食质量评估等多种应用服务。

图2是本发明的数据处理流程示意图；系统工作原理如下。

电子标签阅读器开始工作后，向天线发出读标签的指令，粮食上的电子标签在接收到天线发出的无线电波能量后，向天线发出序号信息，天线接收此信号，并把此信号传送给电子标签阅读器，电子标签阅读器对接收到的信号进行相应的处理后，再传送给集成在阅读器中的数据处理芯片，与此同时，分布在本流通环节中的各个传感器分别把测量的周围环境信息发送给数据处理芯片，数据处理芯片对接收到的信息进行综合处理，然后通过Internet把处理结果发送给粮食质量数据中心。

图3是本发明中粮食信息服务模块示意图。包括粮食生产、粮库、加工和销售等4个部分组成。实现对粮食的来源、日常田间管理、施肥与农药等相关方面的全方位的计算机管理。它的目标在于提高粮食的管理效率，提高粮食的质量。

粮食生产模块负责粮食生产的日常管理，具有界面简洁、反应快速、运行安全可靠的特征。它的主要功能如下：

1）指定条件 (品种编号、生产者编号、播种时间、收获时间 )浏览查询，打印相关的数据统计报表；

2）支持规模不同的农场；

3）支持粮食生产的日常管理；

4）支持粮食生产的质量管理；

5）可进行粮食的日常管理查询和质量查询等。

粮库管理模块主要负责对粮食仓储的管理操作。该部分在Windows系列的环境下运行，界面友好、便于操作、易学易用，而且功能强大、极易扩充。它的主要功能特征如下：

1）强调以粮情监控为主的管理模式；

2）粮食出场之后，每一步操作都要有详细记录；

3）粮食质量的等级管理；

4）指定条件的浏览查询，打印相关的数据统计报表。

加工管理模块主要负责对粮食加工的管理操作：

1）支持规模不同的加工厂；

2）支持粮食加工的日常管理；

3）支持粮食加工的质量管理；

4）可进行粮食加工相关信息的日常管理、查询、打印相关的数据统计报表。

销售管理模块提供销售时间查询，销售的粮食等级、质量查询，生产日期查询，出厂时间查询等。

以上四个模块既可以联合起来，让领导层对整个过程有一个宏观的认识，又可以分散开，让各个部门管理自己的模块。

本发明的实施需要涉及电子标签、天线和阅读器等无线射频设备的选取，电子标签在粮食包装上的粘贴方式，Internet网络和粮食质量数据库的建设，粮食质量评估算法的设计实现以及粮食质量溯源信息管理系统实现等问题，具体描述如下。

无线射频设备的选取：在粮食质量管理系统中，每个流通环节涉及的粮食数量可能比较大，并且周围环境的参量也可能随时发生变化。本系统适宜选用读取远距离的HF频段或UHF频段电子标签19，以及具有较好防碰撞性能的相应频段读写器等无线射频设备。此外，由于本系统中的读写器需要和传感器集成，因此读写器需要具有一定的扩展性。

传感器的选择：在流通过程中，各个环节的周围环境参数对粮食的影响不尽相同。可以根据粮食的性质及其对周围环境的要求使用相应的传感器17，测量对粮食影响较大的周围环境参量。另外，传感器输出信号的数据格式要和无线射频设备的数据格式相容，以保证二者能用同一个数据包传递数据。

电子标签使用：由于本系统中传感器信息直接在读写器端打入数据包，因此电子标签存储的信息无需很大，只需存储由粮食质量标准确定的唯一代码，可以选择低成本低存储量的电子标签。

通信网络和粮食质量数据库的建立：为了使粮食在各个流通环节中的信息都能够被及时准确地传递，需要建立完善的服务网络。本系统涉及的粮食质量数据库为每个电子标签对应的粮食都建立了一条数据记录，用来描述其在各个流通环节中的操作人员、环境参数和时间等信息。

粮食质量评估算法的设计：不同加工、储藏条件对粮食质量会产生不同影响，分析各种因素对粮食质量的影响，选择适当的指标体系，建立质量评估模型。通过对一些典型粮食的测定和评价，获得质量评估模型所需的经验值。基于RFID技术对粮食质量进行全程监控，得到质量检测数据和流通过程的环境信息，形成粮食质量数据库中的记录，再根据这些数据对粮食质量做出结论。最后根据质量评估结果提供销售咨询建议。

本发明实现了“农田到饭碗”对粮食实行全方位质量追溯评估，一旦发生紧急情况，不仅可以根据粮食质量溯源系统找到每个粮食产品的最终消费者，还可以找到流通或生产加工过程出现问题的环节，能有效地保护消费者的身体健康。本发明广泛适用于绝大部分品种的粮食和农产品中，对其质量进行跟踪、管理、追溯评估。

Claims

1.一种基于RFID的粮食质量溯源系统，其特征在于：该系统包括粮食电子标签（10）、天线（2）、电子标签阅读器（1）、传感器（3）、粮食质量追溯模块（4）和Internet网络（5），粮食电子标签（10）张贴在粮食外包装上；用来采集粮食参数信息的传感器（3）通过电子标签阅读器（1）与天线（2）连接，并通过Internet网络（5）将粮食参数信息传送给粮食质量追溯模块（4）。

2.根据权利要求1所述的基于RFID的粮食质量溯源系统，其特征在于：所述粮食质量追溯模块（4）包括粮食信息服务模块（6）、粮食质量评估模块（8）和粮食质量管理数据库（9）。

3.根据权利要求1所述的基于RFID的粮食质量溯源系统，其特征在于：所述粮食参数信息包括集成温度、湿度、光照度。

4.根据权利要求1所述的基于RFID的粮食质量溯源系统，其特征在于：粮食质量管理数据库（9）与单个粮食电子标签（10）相对应。