CN103606104A - 基于rfid技术的农产品品质风险预警系统及应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于RFID技术的农产品品质风险预警系统及应用。包括农产品基本信息录入系统、传感器电子标签装置和RFID数据采集分析系统。农产品基本信息录入系统记录生产加工过程中的基本信息；传感器电子标签系统接收农产品基本信息录入系统录入的基本信息，同时采集农产品的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度，并将关键信息进行存储，传输给RFID数据采集分析系统；RFID数据采集分析系统读取所述传感电子标签系统中的农产品基本信息和传感器数据信息，通过统计农产品储运过程中出现的环境参数超标情况，分析得到该农产品储运过程中的品质风险预测报告和预警信息。本系统兼具了监测和预警功能，体积小，轻薄携带方便，数据更精准可靠。

Description

基于RFID技术的农产品品质风险预警系统及应用

技术领域

本发明涉及农产品品质维持与质量安全控制技术，特别是一种基于RFID技术的农产品品质风险预警系统及其应用方法。 

背景技术

随着人类生活水平的提高，人们越来越关注农产品在生产、加工、分销、运输、贮藏等各个环节的质量安全问题，越来越需要对农产品的品质安全进行全程跟踪以便加强监管。目前，传统农产品在完成采摘（宰杀）后，一旦进入供应链，商家几乎无法对产品质量进行任何控制。事实上，大多数农产品在储运、售卖过程中，品质质量的好坏只能全凭工作人员的经验来判断，一旦产品发生变质，为时已晚，只能作为废物处理，商家还必须承担处理费用。从2003年开始，国内基于RFID技术的农产品质量安全追溯体系开始构建和开发，但现有的RFID电子标签所追溯和记录的信息主要集中于供应链的生产加工环节，主要包含品种种类、产地、物流路线定位、对应仓库这些基本信息，缺乏对流通环节和储存销售环节的环境全程监测设备及监控管理平台。另一方面，少数包含监测功能的设备所包含的信息较为单一，对于运输、储藏以及零售过程中的多参数环境难以监控，导致农产品进入流通环节后其品质风险难以掌控，缺乏预警处理决策，每年造成的损失巨大。 

发明内容

本发明公开的基于RFID技术的农产品品质风险预警系统及应用，可以解决目前农产品质量安全追溯系统的不足之处，高效、便捷、节能。 

一种基于RFID技术的农产品品质风险预警系统，包括农产品基本信息录入系统、传感器电子标签装置和RFID数据采集分析系统；所述的农产品基本信息录入系统包括输入单元和一号RFID读写单元，其中输入单元和一号RFID读写单元相连；农产品基本信息录入系统通过一号RFID读写单元与传感器电子标签系统相连；所述的传感器电子标签系统包括湿度传感器、温度传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、微处理器单元、RFID存储单元、二号RFID读写单元、远程通信接口单元，其中湿度传感器、温度传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器、RFID存储单元、远程通信接口单元分别与微处理器单元连接，二号RFID读写单元和RFID存储单元相连，传感器电子标签系统通过二号RFID读写单元与RFID数据采集分析系统相连；所述的RFID数据采集分析系统包括三号RFID读写单元、数据分析模块和输出单元；其中三号RFID读写单元、数据分析模块、输出单元顺次相连，RFID数据采集分析系统通过三号RFID读写单元与传感器电子标签装置相连。 

优选地，所述的农产品基本信息录入系统负责按规范格式记录农产品在生产加工过程中的各类基本信息，包括但不限于农产品种类、产地、化学药剂施用时间、采摘成熟时间。 

优选地，所述的传感器电子标签装置放置在农产品独立包装内或散置农产品堆中，二号RFID读写单元负责接收并存储农产品基本信息录入系统所录入的农产品基本信息和RFID数据采集分析系统所回传的农产品品质风险预警信息，同时湿度传感器、温度传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器负责采集农产品运输储存和销售过程中农产品的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度，微处理器单元根据RFID电子标签存储容量和数据传输速率的限制以及农产品的种类，进一步对传感器采集到的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度数据进行筛选，将储运过程中不适于农产品保存条件的温度、湿度、氧气浓度和二氧化碳浓度的具体数值和发生时间存储到RFID存储单元中，由二号RFID读写单元传输给RFID数据采集分析系统，远程通信接口单元负责接收微处理器单元反馈的报警信息，并和远程监控设备包括远程终端设备通信，将报警信息传输至这些远程监控设备。 

优选地，所述的RFID数据采集分析系统内嵌有农产品储存条件知识构成的数据库，三号读写单元负责读取传感器电子标签装置中的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度数据和农产品基本信息，数据分析模块通过统计农产品运输或储存过程中出现的环境参数超标情况，根据数据库中的农产品储存条件和风险预测模型，分析得到该农产品当前品质情况的风险预测报告，传输给输出单元，输出单元再进一步把预警信息回传给传感器电子标签装置的二号RFID读写单元，由二号RFID读写单元将信息传至微处理器单元，微处理器单元将预警信息通过远程通信接口单元传送到远程监控设备上，以及时提示工作人员有报警；当有其他带RFID数据格式的外部手持终端设备时，输出单元把预警信息直接向外传输到手持终端设备上。 

 一种所述的预警系统的应用，工作流程如下： 

1）农产品基地种植/饲养基地加工人员将生产过程中的农产品基本信息按规定数据信息格式录入农产品基本信息录入系统；

2）农产品在采摘/饲养完成即将进入运输环节时，生产人员将传感器电子标签装置放入即将进入物流环节的农产品包装内或直接放置在散堆农产品中；

3）启动传感器电子标签装置，读取并存储农产品基本信息录入系统所录入的农产品基本信息；

4）传感器电子标签装置在运输或储存过程中实时检测农产品的温度、湿度、氧气浓度和二氧化碳浓度，并对数据进行筛选，存储到RFID存储单元中；

5）RFID数据采集分析系统读取传感器电子标签装置中的信息，统计农产品储运过程中出现的环境参数超标情况，结合数据库中农产品品质保持储运条件和风险预模型，分析得到该农产品的品质风险预警信息；

6）预警信息通过远程通信接口单元传送到远程监控设备上，工作人员根据远程监控接收到的预警信息提示及时对在售农产品进行销售策略调整。

本发明的有益效果：本系统兼具了监测和预警功能，对农产品从生产加工环节至流通销售环节的环境条件全程监测，根据监测数据提前提供预警信息，提示工作人员及时对农产品进行处理。系统的传感器电子标签装置采用电池供电，无需外部电源，安装方便；体积小，轻薄携带方便，可放置在农产品独立包装内，所采集到的数据能真实反映出各个包装的不同差异，数据更精准可靠；温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度多参数实时监测，综合考虑了影响农产品品质的温度、湿度、微生物呼吸作用等多个因素；远程监控预警改变了现有品质监控被动的局面，实时积极主动掌握在售产品的品质情况和风险情况，提前为工作人员的销售策略提供依据。 

同时，RFID数据采集分析系统内嵌数据库，包含了全面丰富的农产品品质保持储运条件和风险预模型，对不同的农产品进行更为准确的储运过程风险预测和预警，加强农产品风险管理，提高产品附加值，保障食品安全。 

附图说明

图1是农产品基本信息录入系统的结构示意图； 

图2是传感器电子标签系统的结构示意图；

图3是RFID数据采集分析系统的结构示意图；

图中，农产品基本信息录入系统1、输入单元2、一号RFID读写单元3、传感器电子标签系统4、湿度传感器5、温度传感器6、氧气浓度传感器7、二氧化碳浓度传感器8、微处理器单元9、RFID存储单元10、二号RFID读写单元11、远程通信接口单元12、RFID数据采集分析系统13、三号RFID读写单元14、数据分析模块15、输出单元16。

具体实施方式

 以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。 

 根据图1-3，一种基于RFID技术的农产品品质风险预警系统，包括农产品基本信息录入系统1、传感器电子标签装置4和RFID数据采集分析系统13；所述的农产品基本信息录入系统1包括输入单元2和一号RFID读写单元3，其中输入单元2和一号RFID读写单元3相连；农产品基本信息录入系统1通过一号RFID读写单元3与传感器电子标签系统4相连；所述的传感器电子标签系统4包括湿度传感器5、温度传感器6、氧气浓度传感器7、二氧化碳浓度传感器8、微处理器单元9、RFID存储单元10、二号RFID读写单元11、远程通信接口单元12，其中湿度传感器5、温度传感器6、氧气浓度传感器7、二氧化碳浓度传感器8、RFID存储单元10、远程通信接口单元13分别与微处理器单元9连接，二号RFID读写单元11和RFID存储单元10相连，传感器电子标签系统9通过二号RFID读写单元11与RFID数据采集分析系统13相连；所述的RFID数据采集分析系统13包括三号RFID读写单元14、数据分析模块15和输出单元16；其中三号RFID读写单元14、数据分析模块15、输出单元16顺次相连，RFID数据采集分析系统13通过三号RFID读写单元14与传感器电子标签装置4相连。 

 农产品基本信息录入系统1负责按规范格式记录农产品在生产加工过程中的各类基本信息，包括但不限于农产品种类、产地、化学药剂施用时间、采摘成熟时间。 

 传感器电子标签装置4放置在农产品独立包装内或散置农产品堆中，二号RFID读写单元11负责接收并存储农产品基本信息录入系统1所录入的农产品基本信息和RFID数据采集分析系统13所回传的农产品品质风险预警信息，同时湿度传感器5、温度传感器6、氧气浓度传感器7、二氧化碳浓度传感器8负责采集农产品运输储存和销售过程中农产品的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度，微处理器单元9根据RFID电子标签存储容量和数据传输速率的限制以及农产品的种类，进一步对传感器采集到的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度数据进行筛选，将储运过程中不适于农产品保存条件的温度、湿度、氧气浓度和二氧化碳浓度的具体数值和发生时间存储到RFID存储单元10中，由二号RFID读写单元11传输给RFID数据采集分析系统13，远程通信接口单元12负责接收微处理器单元9反馈的报警信息，并和远程监控设备包括远程终端设备通信，将报警信息传输至这些远程监控设备。 

 RFID数据采集分析系统13内嵌有农产品储存条件知识构成的数据库，三号读写单元14负责读取传感器电子标签装置4中的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度数据和农产品基本信息，数据分析模块15通过统计农产品运输或储存过程中出现的环境参数超标情况，根据数据库中的农产品储存条件和风险预测模型，分析得到该农产品当前品质情况的风险预测报告，传输给输出单元16，输出单元16再进一步把预警信息回传给传感器电子标签装置9的二号RFID读写单元11，由二号RFID读写单元11将信息传至微处理器单元9，微处理器单元9将预警信息通过远程通信接口单元12传送到远程监控设备上，以及时提示工作人员有报警；当有其他带RFID数据格式的外部手持终端设备时，输出单元16把预警信息直接向外传输到手持终端设备上。 

本系统的应用方法如下： 

1）农产品基地种植/饲养基地加工人员将生产过程中的农产品基本信息按规定数据信息格式录入农产品基本信息录入系统，包括农产品种类、产地、化学药剂施用时间、采摘成熟时间；

2）农产品在采摘/饲养完成即将进入运输环节时，生产人员将传感器电子标签装置放入即将进入物流环节的农产品包装内或直接放置在散堆农产品中；

3）启动传感器电子标签装置，传感器电子标签装置的二号RFID读写单元接收并存储农产品基本信息录入系统所录入的农产品基本信息；

4）湿度传感器、温度传感器、氧气浓度传感器、二氧化碳浓度传感器开始采集农产品运输储存和销售过程中农产品的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度；

5）微处理器单元根据电子标签存储容量和数据传输速率的限制以及农产品的种类，对传感器采集到的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度数据进行筛选，将储运过程中不适于农产品保存条件的温度、湿度、氧气浓度和二氧化碳浓度的具体数值和发生时间存储到RFID存储单元中；

6）二号RFID读写单元将存储的数据传输给数据采集分析系统；

远程通信接口单元负责接收微处理器单元反馈的报警信息，并和远程监控设备包括远程终端设备通信，将报警信息传输至这些远程监控设备。

7）数据采集分析系统的三号读写单元负责读取传感器电子标签装置中的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度数据和农产品基本信息； 

8）数据分析模块通过统计农产品运输或储存过程中出现的环境参数超标情况，根据数据库中的农产品储存条件和风险预测模型，分析得到该农产品当前品质情况的风险预测报告和预警信息；

9）输出单元把预警信息回传给传感器电子标签装置的二号RFID读写单元，由二号RFID读写单元将信息传至微处理器单元，微处理器单元将预警信息通过远程通信接口单元传送到远程监控设备上，以及时提示工作人员有报警；

10）工作人员根据远程监控回传的预警信息，及时对在售农产品进行销售策略调整。

Claims (5)

1.一种基于RFID技术的农产品品质风险预警系统，其特征在于，包括农产品基本信息录入系统（1）、传感器电子标签装置（4）和RFID数据采集分析系统（13）；所述的农产品基本信息录入系统（1）包括输入单元（2）和一号RFID读写单元（3），其中输入单元（2）和一号RFID读写单元（3）相连；农产品基本信息录入系统（1）通过一号RFID读写单元（3）与传感器电子标签系统（4）相连；所述的传感器电子标签系统（4）包括湿度传感器（5）、温度传感器（6）、氧气浓度传感器（7）、二氧化碳浓度传感器（8）、微处理器单元（9）、RFID存储单元（10）、二号RFID读写单元（11）、远程通信接口单元（12），其中湿度传感器（5）、温度传感器（6）、氧气浓度传感器（7）、二氧化碳浓度传感器（8）、RFID存储单元（10）、远程通信接口单元（13）分别与微处理器单元（9）连接，二号RFID读写单元（11）和RFID存储单元（10）相连，传感器电子标签系统（9）通过二号RFID读写单元（11）与RFID数据采集分析系统（13）相连；所述的RFID数据采集分析系统（13）包括三号RFID读写单元（14）、数据分析模块（15）和输出单元（16）；其中三号RFID读写单元（14）、数据分析模块（15）、输出单元（16）顺次相连，RFID数据采集分析系统（13）通过三号RFID读写单元（14）与传感器电子标签装置（4）相连。

2.根据权利要求1所述的预警系统，其特征在于，所述的农产品基本信息录入系统（1）负责按规范格式记录农产品在生产加工过程中的各类基本信息，包括但不限于农产品种类、产地、化学药剂施用时间、采摘成熟时间。

3.根据权利要求1所述的预警系统，其特征在于，所述的传感器电子标签装置（4）放置在农产品独立包装内或散置农产品堆中，二号RFID读写单元（11）负责接收并存储农产品基本信息录入系统（1）所录入的农产品基本信息和RFID数据采集分析系统（13）所回传的农产品品质风险预警信息，同时湿度传感器（5）、温度传感器（6）、氧气浓度传感器（7）、二氧化碳浓度传感器（8）负责采集农产品运输储存和销售过程中农产品的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度，微处理器单元（9）根据RFID电子标签存储容量和数据传输速率的限制以及农产品的种类，进一步对传感器采集到的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度数据进行筛选，将储运过程中不适于农产品保存条件的温度、湿度、氧气浓度和二氧化碳浓度的具体数值和发生时间存储到RFID存储单元（10）中，由二号RFID读写单元（11）传输给RFID数据采集分析系统（13），远程通信接口单元（12）负责接收微处理器单元（9）反馈的报警信息，并和远程监控设备包括远程终端设备通信，将报警信息传输至这些远程监控设备。

4.根据权利要求1所述的预警系统，其特征在于，所述的RFID数据采集分析系统（13）内嵌有农产品储存条件知识构成的数据库，三号读写单元（14）负责读取传感器电子标签装置（4）中的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度数据和农产品基本信息，数据分析模块（15）通过统计农产品运输或储存过程中出现的环境参数超标情况，根据数据库中的农产品储存条件和风险预测模型，分析得到该农产品当前品质情况的风险预测报告，传输给输出单元（16），输出单元（16）再进一步把预警信息回传给传感器电子标签装置（9）的二号RFID读写单元（11），由二号RFID读写单元（11）将信息传至微处理器单元（9），微处理器单元（9）将预警信息通过远程通信接口单元（12）传送到远程监控设备上，以及时提示工作人员有报警；当有其他带RFID数据格式的外部手持终端设备时，输出单元（16）把预警信息直接向外传输到手持终端设备上。

5.一种根据权利要求1所述的预警系统的应用，其特征在于，工作流程如下：

1）农产品基地种植/饲养基地加工人员将生产过程中的农产品基本信息按规定数据信息格式录入农产品基本信息录入系统（1）；

2）农产品在采摘/饲养完成即将进入运输环节时，生产人员将传感器电子标签装置（4）放入即将进入物流环节的农产品包装内或直接放置在散堆农产品中；

3）启动传感器电子标签装置（4），读取并存储农产品基本信息录入系统（1）所录入的农产品基本信息；

4）传感器电子标签装置（4）在运输或储存过程中实时检测农产品的温度、湿度、氧气浓度和二氧化碳浓度，并对数据进行筛选，存储到RFID存储单元（10）中；

5）RFID数据采集分析系统（13）读取传感器电子标签装置（4）中的信息，统计农产品储运过程中出现的环境参数超标情况，结合数据库中农产品品质保持储运条件和风险预模型，分析得到该农产品的品质风险预警信息；

6）预警信息通过远程通信接口单元（12）传送到远程监控设备上，工作人员根据远程监控接收到的预警信息提示及时对在售农产品进行销售策略调整。

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