CN102982403B - 基于rfid的果品光谱测试信息管理系统 - Google Patents

基于rfid的果品光谱测试信息管理系统 Download PDF

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黄文倩
郭志明
樊书祥
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Abstract

本发明公开了一种基于RFID的果品光谱测试信息管理系统，该系统包括：RFID电子标签，用于标识和存储果品样品采购基本信息；果品信息采集与传输装置，用于采集RFID电子标签中的采购基本信息，并分别发送到实验数据采集与传输装置和云端服务器；实验数据采集与传输装置，用于接收果品信息采集与传输模块发送的信息，采集实验测试的数据，并发送至云端服务器；云端服务器用于接收果品信息采集与传输模块和实验数据采集与传输装置发送的信息，存储果品样品的基本信息和全部测试信息，并将其共享给客户端。该系统提高了果品光谱测试样品的识别率和管理效率，实现果品样品从超市采购到实验测试再到海量数据的云存储与共享的全程高效跟踪管理。

Description

基于RFID的果品光谱测试信息管理系统
技术领域
本发明涉及果品测试管理领域，特别涉及一种基于RFID的果品光谱测试信息管理系统。
背景技术
我国是世界水果生产大国，水果栽培历史悠久，品质资源丰富，其中苹果、梨和柑橘位于世界前三位。进入20世纪90年代后期，我国水果生产发展日益受到需求的制约，与发达国家相比，我国水果产业水平还比较落后，品种结构矛盾突出、产品品质较差、果实外观整齐度差和果实表面缺陷多且着色不好，严重影响着水果产业的发展。借助先进的传感技术，实现水果果品的品质检测与分级，提高果品附加值，对于促进我国果品产业的发展具有重要意义。光谱分析技术是借助物质的光谱响应信息来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法，具有灵敏、迅速的优点。近年来，多个频段的电磁光谱先后被用于果品品质的无损检测，包括紫外线检测、可见光检测、近红外线检测、红外线检测、X射线、CT检测及太赫兹光谱检测等。通过对果品的多种光谱响应信息测量，即可在几秒至几分钟之内同时测定该样品的几种甚至十几种理化参数性质数据或浓度数据，然后借助数据分析处理工具，实现对未知样品品质的定性或定量分析，测量时被测样品用量小、无破坏、无污染，具有无损、快速、高效、绿色等特点。光谱分析技术，尤其是可见光和近红外光谱分析技术已广泛应用于果品内外部品质检测研究中，有些研究成果也已经实现了在线品质分选应用。
在应用光谱技术进行果品的内外部品质检测研究实验中，需要对足够多（几百个甚至上千个）的样品进行数据采集分析，并对建立的数学模型结果进行重复性验证，寻求稳定性，因此实验需要购买大量的果品样品，同时后续实验中对果品样品信息获取的环节也较多，包括从超市购买、冷藏储存、预处理、不同波段光谱/图像采集、不同角度光谱/图像采集、不同部位光谱/图像采集、不同理化参数采集等等。为了保证果品信息的准确性和一致性，从果品样品购买的一开始，就需要对每个果品样品进行编号，此后的所有测量过程均遵循此编号。现有的编号环节仍沿用人工手写或者条码标签记录，容易造成：（1）、样品需要经历不同的测试环节，标签很容易脱落，或者因其他因素导致污损而难以识别，一旦出现此类情况，该样品之前的全部测量信息都将无效；（2）、标签本身携带信息量小，无法涵盖实验过程中完整的个体履历信息；（3）、样本量大、测试环节多，很容易出现遗漏测试、重复测试、样品混淆等人为错误，再加上海量光谱数据难于存储和共享，管理困难，费时费力，实验效率低。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：
果品样品采集过程中果品标签信息容易损坏或丢失，标签中信息存储量小，果品样品测试中样本量大、测试环节多，容易出现遗漏测试、重复测试、样品混淆等错误，测试数据管理中海量光谱数据难于存储和共享，管理困难。
（二）技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于RFID的果品光谱测试信息管理系统，该系统包括：
RFID电子标签，用于标识和存储果品样品的采购基本信息；
果品信息采集与传输装置，用于采集RFID电子标签中的采购基本信息，并分别发送到实验数据采集与传输装置和云端服务器；
实验数据采集与传输装置，用于接收果品信息采集与传输模块发送的信息，采集实验测试的光谱数据，并将实验测试的光谱数据发送至云端服务器；
云端服务器，用于接收果品信息采集与传输模块和实验数据采集与传输装置发送的信息，存储果品样品的基本信息和全部测试信息，并将其共享给客户端。
所述采购基本信息包括：果品购买日期、购买地位置信息、购买的主要缺陷记录、价格信息、图像信息和包含果品前期流通过程的条形码追溯编号信息。
所述采购基本信息包含RFID电子标签生成的ID编号。
所述实验数据采集与传输装置和云端服务器通过ID编号来识别和管理果品样品信息。
所述果品信息采集与传输装置为移动手持装置，设置有:
3G模块，用于将果品信息采集与传输装置采集的信息通过第三代移动通信技术发出。
所述实验数据采集与传输装置设置有:
Wi-Fi模块，用于将实验测试的光谱数据通过无线网络发送给云端服务器。
所述云端服务器设置有：RFID数据接收模块、3G数据接收模块、Wi-Fi接收模块。
所述云端服务器设置有C/S模式共享服务平台，所述C/S模式共享服务平台采用数据库、服务器、分布式客户应用端三层体系结构。
（三）有益效果
实现了批量果品测试样品的有效识别和测试数据的高效管理，更好的保存了果品样品的采集信息，提高了果品光谱测试样品的识别率和测试效率，提升了海量数据的采集和管理效率，实现了果品样品从超市采购到实验测试再到海量数据的云存储与共享的全程高效跟踪管理。
附图说明
图1是本发明基于RFID的果品光谱测试信息管理系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
射频识别技术，即RFID技术，是20世纪80年代发展起来的一种新兴自动识别技术，它利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。该技术已被广泛应用于物流、供应管理、生产线自动化的管理、畜禽检疫管理等多个领域，通过对个体的有效识别与追踪管理，可以有效提高工作效率，提升信息化服务水平，节约成本。
本发明利用RFID技术应用于果品识别和光谱测试信息管理系统，实现了果品样品从超市采购到实验测试再到海量数据的云存储与共享的全程高效跟踪管理。
在超市选购或者果园采购果品样品时，按照实验要求采购批量样品后，采用手持式果品信息采集与传输装置，完成果品样品采购基本信息的快速采集，包括果品购买日期、购买地位置信息、购买的主要缺陷记录、价格信息、图像信息、每个果品已自带的包含前期流通过程的条形码追溯编号信息等。通过RFID读写模块将采集的采购基本信息写入RFID电子标签中，然后借助信息采集与传输装置的3G模块和广域通信网络进行果品基本信息的远程快速传输，存储至云端服务器，完成每一个果品样品的快速建档。将样品装入带有气孔和贴有对应RFID电子标签的样品袋中，用于样品的保存和RFID电子标签中信息读取，采购基本信息包含RFID电子标签生成的ID编号用于识别样品。
果品样品带回实验室后，进行一系列测试实验，实验数据采集与传输装置接收果品信息采集与传输模块发送的信息，采集实验测试的数据，之后将采集的光谱数据暂存于微处理器控制的海量存储设备中。对采集的数据进行简单的分类预处理，通过Wi-Fi通信模块，按照果品样品的ID编号将数据无线传输至云端服务器存储上。
云端服务器在接收端，装有RFID数据接收模块、3G数据接收模块和Wi-Fi接收模块，通过VC++编程软件将接收的数据按照ID进行有效管理，存放在数据库中。后台选用SQL Server2005数据库管理平台，对所有果品样品的海量云存储数据按照ID进行归档，采用数据库、服务器、分布式客户应用端三层体系结构，建立C/S模式的数据库共享管理方式，实现局域网内的部门内不同客户端对数据库的云共享；
在样品光谱测试实验完成后，可以将RFID电子标签整理存放，供重复使用。并且本系统也可扩展到其他批量农产品的重要理化参数测量实验应用。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (4)

1.一种基于RFID的果品光谱测试信息管理系统，其特征在于，该系统包括：
RFID电子标签，用于标识和存储果品样品的采购基本信息；所述采购基本信息包含RFID电子标签生成的ID编号；
果品信息采集与传输装置，用于采集RFID电子标签中的采购基本信息，并分别发送到实验数据采集与传输装置和云端服务器；
实验数据采集与传输装置，用于接收果品信息采集与传输模块发送的信息，采集实验测试的光谱数据，并将实验测试的光谱数据发送至云端服务器；
云端服务器，用于接收果品信息采集与传输模块和实验数据采集与传输装置发送的信息，存储果品样品的基本信息和全部测试信息，并将其共享给客户端；
所述实验数据采集与传输装置和云端服务器通过ID编号来识别和管理果品样品信息；
所述果品信息采集与传输装置为移动手持装置，设置有:
3G模块，用于将果品信息采集与传输装置采集的信息通过第三代移动通信技术发出；
所述实验数据采集与传输装置设置有:
Wi-Fi模块，用于将实验测试的光谱数据通过无线网络发送给云端服务器。
2.权利要求1所述的基于RFID的果品光谱测试信息管理系统，其特征在于，所述采购基本信息包括：果品购买日期、购买地位置信息、购买的主要缺陷记录、价格信息、图像信息和包含果品前期流通过程的条形码追溯编号信息。
3.权利要求1所述的基于RFID的果品光谱测试信息管理系统，其特征在于，所述云端服务器设置有：RFID数据接收模块、3G数据接收模块、Wi-Fi接收模块。
4.权利要求1所述的基于RFID的果品光谱测试信息管理系统，其特征在于，所述云端服务器设置有C/S模式共享服务平台，所述C/S模式共享服务平台采用数据库、服务器、分布式客户应用端三层体系结构。
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