CN106897649A - 一种基于射频信息的茶叶溯源方法和射频读卡器电路 - Google Patents

一种基于射频信息的茶叶溯源方法和射频读卡器电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于射频信息的茶叶溯源方法，通过对种植阶段、采摘阶段、加工阶段、仓储阶段以及销售阶段各阶段的信息进行标示，并随着茶叶各阶段的进展将信息逐步加入茶叶信息表中，形成茶叶的溯源树，这样一旦茶叶产品出现质量问题，便可以很好对问题环节进行定位追踪；同时，本发明还公开了一种射频读卡器电路，应用在茶叶种植阶段、采摘阶段、加工阶段的信息获取，包括控制模块、射频模块和天线模块，对茶叶产品相关信息进行正确识别、如实记录与有效传递，建立茶叶质量跟踪与追溯体系。

Description

一种基于射频信息的茶叶溯源方法和射频读卡器电路
技术领域
本发明涉及茶叶生产管理以及射频信息应用领域，尤其涉及一种基于射频信息的茶叶溯源方法和射频读卡器电路。
背景技术
近年来，由于茶叶质量安全危机频繁发生，引起了消费者的广泛关注，如何对茶叶质量安全进行有效跟踪与监测，建立茶叶生产溯源系统，已成为一个亟待解决的课题。
茶叶产品从生产到最后消费环节的整个过程中，需要经过种植、采摘、加工、仓储、销售等多个阶段，在这些环节都涉及到影响茶叶质量安全的隐患，因此，对各个环节中的关键信息进行提取、存储以及后续的读取对于茶叶生产环节的追踪都是至关重要的。
现有技术中缺乏对茶叶从生产到消费环节的信息记录，因此，一旦出现茶叶质量问题，就难以对出现问题的环节进行定位和追踪。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种基于射频信息的茶叶溯源方法和一种射频读卡器电路，对茶叶从生产到消费环节的信息进行提取和存储，利用射频信息实现对茶叶的生产质量管理。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明中基于射频信息的茶叶溯源方法，包括以下步骤：
(1)在生产阶段，茶园客户端获取茶园基本信息和生产信息并发送给服务器端；服务器端根据茶园基本信息创建生产信息表，并按照茶园基本信息存储生产信息；
(2)在采摘阶段，茶园客户端获取茶园基本信息和采摘信息并发送给服务器端；服务器端根据茶园基本信息调取相应的生产信息，存储采摘信息，并根据采摘信息为茶叶分配采摘条形码，随后发送给茶园客户端进行打印来标识采摘袋；
(3)在加工阶段，加工客户端首先读取采摘袋上的采摘条形码，并将采摘条形码编号和加工信息发送给服务器端；服务器端根据采摘条形码编号找到对应的生产信息和采摘信息，并将生产信息、采摘信息和加工信息再次生成加工条形码，随后发送给加工客户端进行打印来标识包装袋；
(4)在仓储阶段，仓储客户端读取包装带上的加工条形码以及仓储信息并发送给服务器端；服务器端根据加工条形码获取到相应的生产信息、采摘信息和加工信息，将这些信息与仓储信息进行再次合并生成仓库条形码发送给仓储客户端进行打印标识；
(5)在销售阶段，销售客户端扫描茶叶的仓库条形码，并将物流信息发送给服务器端；服务器端根据仓库条形码找到对应的生产信息、采摘信息、加工信息和仓储信息，然后合并物流信息生成茶叶的溯源信息二维码完成对茶叶的信息记载，服务器端存储该溯源信息二维码并发送给销售客户端。
其中，所述生产信息包括茶农信息和劳作信息，每位茶园工人都有一张唯一标识自己身份的射频卡，每次去茶园工作时，射频读卡器读取茶园工人的身份信息作为茶农信息，并传送给茶园客户端；所述劳作信息是指在生产阶段对茶叶的生产管理，包括：对茶叶喷洒的农药种类以及时间，对茶叶施肥的时间及废料种类；所述茶园基本信息是指茶园位置的标志；所述采摘信息包括茶叶的采摘批次、采摘时间和采摘的茶农信息。
本发明在对茶叶信息进行提取时，提供一种射频读卡器电路，包括：控制模块、射频模块和天线模块，所述射频模块通过驱动电路将信号发送至天线模块，通过匹配电路接入天线模块接收的信号。
其中，所述控制模块采用AT89S52单片机，所述射频模块采用MF RC522射频芯片。
具体地，所述驱动电路包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2；电感L1的第一端连接TX1引脚，电感L1的第二端连接电容C1的第一端，电容C1的第二端一方面连接电容C2的第二端和天线模块，另一方面接地；电感L2的第一端连接TX2引脚，第二端连接电容C2的第一端，电容C2的第二端一方面连接电容C1的第二端和天线模块，另一方面接地；所述匹配电路包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8；电容C3的第一端连接电感L1的第二端，电容C3的第二端连接电容C5的第一端和电容C7的第一端；电容C5的第二端一方面连接电容C6的第二端和天线模块，另一方面接地；电容C7的第二端一方面连接电容C8的第二端和天线模块，另一方面接地；电容C4的第一端连接电感L2的第二端，第二端连接电容C6的第一端和电容C8的第一端；电容C6的第二端一方面连接电容C5的第二端和天线模块，另一方面接地；电容C8的第二端一方面连接电容C7的第二端和天线模块，另一方面接地。
进一步，MF RC522射频芯片的RX引脚还连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接电容C9的第一端，电容C9的第二端连接电容C7的第一端；VMID引脚一方面通过电容C10接地，另一方面连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端连接电阻R2的第一端。
有益效果：本发明中基于射频信息的茶叶溯源方法通过对种植阶段、采摘阶段、加工阶段、仓储阶段以及销售阶段各阶段的信息进行标示，并随着茶叶各阶段的进展将信息逐步加入茶叶信息表中，形成茶叶的溯源树，这样一旦茶叶产品出现质量问题，便可以很好对问题环节进行定位追踪；同时，本发明提出了一种射频读卡器电路，应用在茶叶种植阶段、采摘阶段、加工阶段的信息获取，对茶叶产品相关信息进行正确识别、如实记录与有效传递，建立茶叶质量跟踪与追溯体系，为茶农、消费者和社会提供了益处，对稳定茶叶销售市场，保证和稳定茶叶质量都具有重要意义。
附图说明
图1是本发明基于射频信息的茶叶溯源方法的流程图；
图2是本发明基于射频信息的茶叶溯源方法中所获取的信息示意图；
图3是本发明中射频读卡器的电路图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1和2所示，在茶叶产品从生产到最后的消费环节整个过程中，需要经过种植、采摘、加工、仓储、销售等多个阶段。本发明在每个阶段都设置相应的标签进行标识，标识种植阶段的生产信息、采摘阶段的采摘信息、加工阶段的加工信息、仓储阶段的仓储信息和销售阶段的物流信息，以采摘阶段为根节点，加工阶段作为其子节点，仓储阶段以加工阶段为父节点，依次类推，新环节做上一环节的子节点，形成茶叶的溯源树，通过对各阶段标签的编解码，从上游至下游的茶叶产品跟踪就可以表示为对整个溯源树的遍历，而从下游至上游的茶叶产品追溯可以表示为从该产品信息所在子节点到根节点的路径，这样，一旦茶叶出现质量问题，便可以对问题环节进行定位。
具体地，本发明中基于射频信息的茶叶溯源方法，包括以下步骤：
(1)在生产阶段，设置在茶园的本地客户端(茶园客户端)获取茶园基本信息和生产信息并发送给服务器端，服务器端根据茶园基本信息创建生产信息表，并存储生产信息。
生产信息包括茶农信息和劳作信息，每位茶园工人都有一张唯一标识自己身份的射频卡，每次去茶园工作时，射频读卡器读取茶园工人的身份信息即茶农信息，并传送给本地客户端，便于身份验证；劳作信息即在生产阶段对茶叶的生产管理，例如：对茶叶喷洒的农药种类以及时间，对茶叶施肥的时间及废料种类。
茶园基本信息即茶园位置的标志，例如：第*号茶园的第*块地，服务器端在收到本地客户端发送的茶园基本信息后，先判断生产信息表中是否已经存在该地块序号，若存在，则在相应位置存储生产信息，若不存在，则在生产信息表中创建该地块，然后在相应位置存储生产信息。
(2)在采摘阶段，设置在茶园的本地客户端(茶园客户端)获取茶园基本信息和采摘信息并发送给服务器端，服务器端根据茶园基本信息调取相应的生产信息，并根据采摘信息为茶叶分配采摘条形码进行标识。
采摘信息包括茶叶的采摘批次、采摘时间和采摘的茶农信息，服务器端收到本地客户端发送的茶园基本信息后，调取生产信息表中该茶园对应的生产信息，然后将生产信息和采摘信息进行合并存储，并生成条形码发送给本地客户端，本地客户端对条形码进行打印，并贴到采摘袋上。
(3)在加工阶段，设置在该阶段的本地客户端(加工客户端)首先读取采摘袋上的条形码，并将条形码编号和加工信息发送给服务器端，服务器端根据条形码编号找到对应的生产信息和采摘信息，并将生产信息、采摘信息和加工信息再次生成加工条形码，发送给加工阶段的本地客户端进行打印粘贴。
加工信息包括加工者信息、加工材料以及加工流程等内容，每位茶园工人都有一张唯一标识自己身份的射频卡，可以通过射频读卡器进行获取，加工材料和加工流程可以在本地客户端通过输入的方式获取。当茶叶进入加工包装环节时，设置在加工阶段的本地客户端扫描采摘袋上的采摘条形码并发送给服务器端，服务器端接收到条码信息后，调取相应的生产信息和采摘信息；设置在加工阶段的本地客户端获取加工信息发送给服务器端，服务器端对信息进行合并生成新的条形码反馈给本地客户端，加工客户端对加工条形码进行打印并粘贴在包装袋上。
(4)在仓储阶段，设置在该阶段的本地客户端(仓储客户端)读取包装袋上的条形码以及仓储信息并发送给服务器端，服务器端根据加工条形码获取到相应的生产信息、采摘信息和加工信息，将这些信息与仓储信息进行再次合并生成仓库条形码，待产品出库时，发送给本地客户端进行打印粘贴。
仓储信息包括了仓库信息、仓库的温度和湿度以及出入库时间，这些信息都可以通过在本地客户端输入进行获取。
(5)在销售阶段，设置在该阶段的本地客户端(销售客户端)扫描茶叶的仓库条形码，并将物流信息发送给服务器端，服务器端根据仓库条形码找到对应的生产信息、采摘信息、加工信息和仓储信息，然后合并物流信息生成茶叶的溯源信息二维码完成对茶叶的信息记载，服务器端存储该溯源信息二维码并发送给销售客户端。
本发明中通过射频读卡器来读取人员的信息，例如种植阶段和采摘阶段的茶农信息，以及加工阶段的加工者信息等，如图3所示，该射频读卡器包括控制模块、射频模块和天线模块，其中控制模块采用微处理器AT89S52单片机，射频模块采用射频芯片MF RC522。读卡器主要功能是与射频卡进行通信，读取射频卡中的身份信息，对茶叶采摘相关溯源信息的采集。
AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，AD[7…0]是8位双向地址和数据总线，IRQ是中断请求输出中断事件请求信号，RESET是复位重启。AT89S52单片机控制MFRC522驱动天线对射频卡进行读写操作，然后与相应阶段的本地客户端通信，把数据传给本地客户端。
MF RC522为是NXP公司的一款低电压、低成本、体积小的非接触式读写卡芯片，其VMID引脚连接模拟电源供电，TX1引脚和TX2引脚连接天线驱动电路，提供13.56MHz的能量载波，RX引脚连接天线输入信号，MF RC522的非接触式天线接口使用这4个引脚，MF RC522对驱动部分使用单独电源供电。
在信号发送部分，为了驱动天线，MF RC522通过TXl接口和TX2接口提供13.56MHz的能量载波，根据寄存器的设定对发送数据进行调制来得到要发送的信号。
读卡器射频模块将13.56MHz载波能量信号通过连接在TX1和TX2引脚的驱动电路发送至天线模块E1，通过连接在RX引脚的匹配电路从天线模块E1接收无线信号；驱动电路包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2，匹配电路包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8，电感L1的第一端连接TX1引脚，第二端连接电容C1的第一端，电容C1的第二端一方面连接电容C2的第二端和天线模块E1，另一方面接地；电感L2的第一端连接TX2引脚，第二端连接电容C2的第一端，电容C2的第二端一方面连接电容C1的第二端和天线模块E1，另一方面接地；电容C3的第一端连接电感L1的第二端，电容C3的第二端连接电容C5的第一端和电容C7的第一端；电容C5的第二端一方面连接电容C6的第二端和天线模块E1，另一方面接地；电容C7的第二端一方面连接电容C8的第二端和天线模块E1，另一方面接地；电容C4的第一端连接电感L2的第二端，第二端连接电容C6的第一端和电容C8的第一端；电容C6的第二端一方面连接电容C5的第二端和天线模块E1，另一方面接地；电容C8的第二端一方面连接电容C7的第二端和天线模块E1，另一方面接地。
在信号的接收部分，RX引脚的直流输入电压由电容C10和电阻R1来稳定在VMID，其交流输入电压可通过电阻R2和电容C9来调整，电容C10的第一端连接VMID引脚，电容C10的第二端接地；电阻R1的第一端连接VMID引脚，电阻R1的第二端连接电阻R2的第一端；电阻R2的第一端还连接RX引脚，电阻R2的第二端连接电容C9的第一端，电容C9的第二端连接电容C7的第一端。
射频卡采用RF场的负载调制进行响应，天线拾取的信号经过天线的匹配电路送到RX引脚，MF RC522的内部接收器对信号进行检测和解调并根据寄存器的设定进行处理，然后数据发送到并行接口，由AT89S52进行读取。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出以上实施列对本发明不构成限定，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种基于射频信息的茶叶溯源方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在生产阶段，茶园客户端获取茶园基本信息和生产信息并发送给服务器端；服务器端根据茶园基本信息创建生产信息表，并按照茶园基本信息存储生产信息；
（2）在采摘阶段，茶园客户端获取茶园基本信息和采摘信息并发送给服务器端；服务器端根据茶园基本信息调取相应的生产信息，存储采摘信息，并根据采摘信息为茶叶分配采摘条形码，随后发送给茶园客户端进行打印来标识采摘袋；
（3）在加工阶段，加工客户端首先读取采摘袋上的采摘条形码，并将采摘条形码编号和加工信息发送给服务器端；服务器端根据采摘条形码编号找到对应的生产信息和采摘信息，并将生产信息、采摘信息和加工信息再次生成加工条形码，随后发送给加工客户端进行打印来标识包装袋；
（4）在仓储阶段，仓储客户端读取包装带上的加工条形码以及仓储信息并发送给服务器端；服务器端根据加工条形码获取到相应的生产信息、采摘信息和加工信息，将这些信息与仓储信息进行再次合并生成仓库条形码发送给仓储客户端进行打印标识；
（5）在销售阶段，销售客户端扫描茶叶的仓库条形码，并将物流信息发送给服务器端；服务器端根据仓库条形码找到对应的生产信息、采摘信息、加工信息和仓储信息，然后合并物流信息生成茶叶的溯源信息二维码完成对茶叶的信息记载，服务器端存储该溯源信息二维码并发送给销售客户端。
2.根据权利要求1所述的茶叶溯源方法，其特征在于，所述生产信息包括茶农信息和劳作信息，每位茶园工人都有一张唯一标识自己身份的射频卡，每次去茶园工作时，射频读卡器读取茶园工人的身份信息作为茶农信息，并传送给茶园客户端；所述劳作信息是指在生产阶段对茶叶的生产管理，包括：对茶叶喷洒的农药种类以及时间，对茶叶施肥的时间及废料种类；所述茶园基本信息是指茶园位置的标志。
3.根据权利要求2所述的茶叶溯源方法，其特征在于，所述采摘信息包括茶叶的采摘批次、采摘时间和采摘的茶农信息。
4.一种射频读卡器电路，其特征在于，该电路包括：控制模块、射频模块和天线模块，所述控制模块与射频模块之间通信连接，所述射频模块通过驱动电路将信号发送至天线模块，通过匹配电路接入天线模块接收的信号。
5.根据权利要求4所述的射频读卡器电路，其特征在于，所述控制模块采用AT89S52单片机，所述射频模块采用MF RC522射频芯片。
6.根据权利要求5所述的射频读卡器电路，其特征在于，所述驱动电路包括电感L1、电感L2、电容C1和电容C2；电感L1的第一端连接TX1引脚，电感L1的第二端连接电容C1的第一端，电容C1的第二端一方面连接电容C2的第二端和天线模块，另一方面接地；电感L2的第一端连接TX2引脚，第二端连接电容C2的第一端，电容C2的第二端一方面连接电容C1的第二端和天线模块，另一方面接地；所述匹配电路包括电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、电容C8；电容C3的第一端连接电感L1的第二端，电容C3的第二端连接电容C5的第一端和电容C7的第一端；电容C5的第二端一方面连接电容C6的第二端和天线模块，另一方面接地；电容C7的第二端一方面连接电容C8的第二端和天线模块，另一方面接地；电容C4的第一端连接电感L2的第二端，第二端连接电容C6的第一端和电容C8的第一端；电容C6的第二端一方面连接电容C5的第二端和天线模块，另一方面接地；电容C8的第二端一方面连接电容C7的第二端和天线模块，另一方面接地。
7.根据权利要求6所述的射频读卡器电路，其特征在于，MF RC522射频芯片的RX引脚还连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接电容C9的第一端，电容C9的第二端连接电容C7的第一端；VMID引脚一方面通过电容C10接地，另一方面连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端连接电阻R2的第一端。
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