CN110672801A - 一种食品安全快检检测终端、执行终端、主控终端及方法 - Google Patents
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Abstract
一种食品安全快检检测终端，包括，主控单元和检测单元，主控单元控制检测单元完成检测，检测终端还包括，控制界面存储单元，用于存储检测终端的控制界面文件；控制界面文件发送单元，用于通过短距无线通信的方式，发送控制界面文件到主控终端，主控终端根据控制界面文件显示检测终端的控制界面，用户通过显示的控制界面与检测终端进行交互；控制界面交互单元，通过短距无线通信的方式，接收控制界面的交互信息，更新检测终端的信息到控制界面，主控单元根据交互信息，控制检测单元完成检测。采用本发明的技术后，快检设备之间互联互通，灵活性强。
Description
技术领域
本发明涉及一种食品安全快检检测终端、执行终端、主控终端及方法，属于食品安全溯源技术领域。
背景技术
现在，一些经济发达的地方率先在农贸市场、超市等农产品交易场所建设农产品安全监测快检室，开展日常的食品安全快速检测工作。食品安全问题的主要来源包括违规或违禁添加物、致病微生物、生物毒素、重金属、农兽药残留、环境污染物等；食品安全快速检测常用的检测方法包括免疫胶体金法、化学比色法、ELISA（Enzyme-LinkedImmunoSorbent Assay, 酶联免疫法）、生物发光法（Adenosine Triphosphate ，简称ATP）、PCR（Polymerase Chain Reaction，聚合酶链式反应）法、传感器法、红外法、拉曼光谱法等；相应的仪器主要有金标仪、多参数生化速测仪、酶标仪、ATP荧光仪、PCR检测仪等等。
图1为食品安全快速检测在农贸市场应用的一个场景。农贸市场1包括多个摊位2以及一个快检室3，快检室的工作人员包括现场取样快检师5和快检室检测师4。
图2为快检室的常见配置。快检室3内设置多台快速检测仪器和设备6，快检室的工作人员包括多名现场取样快检师5和多名快检室检测师4。
从食品安全快速检测的流程来看，食品安全快检包括了采样、样品前处理、样品检测、检测数据存储、检测数据分析以及检测后仪器设备清理等过程，除了上面所涉及到的检测仪器，还包括取样设备，样品前处理设备、仪器设备清理设备、打印机、扫码枪、等等，对一个快检室来说，完成每天规定的检测人物，设备配置不仅要齐全，而且每种设备需要配置不止一套，大量的仪器设备以及快检师需要更大的快检室，现场采样或者现场抽检要求携带的设备尽可能的轻且少，方便携带及取样检测等，设备功率低，电池供电时能尽量工作时间长一些。但是由于快速检测刚刚兴起，设备生产厂家各自独立研发生产，现有产品首要目标是功能实现，产品策略是大而全，设备之间存在很多的重复功能，有多个设备组成的测试系统存在非常多的功能冗余，设备体积大，占用空间大，设备之间互联互通差，组成测试系统时灵活性差，等等，这些都将成为食品安全快速检测的制约因素。
发明内容
本发明的目的是提供一种食品安全快检检测终端、执行终端、主控终端及方法，通过该技术，可以实现快检设备的标准化、模块化、轻量化等特性，满足快检行业高速发展对快检设备的要求。
本发明提供一种食品安全快检检测终端，包括，主控单元和检测单元，所述主控单元控制所述检测单元完成检测，所述检测终端还包括，控制界面存储单元，用于存储所述检测终端的控制界面文件；控制界面文件发送单元，用于通过短距无线通信的方式，发送所述控制界面文件到主控终端，所述主控终端根据所述控制界面文件显示所述检测终端的控制界面，用户通过所述显示的控制界面与所述检测终端进行交互；控制界面交互单元，通过短距无线通信的方式，接收所述控制界面的交互信息，更新所述检测终端的信息到所述控制界面，所述主控单元根据所述交互信息，控制所述检测单元完成检测。
更进一步，所述检测终端还包括，NFC单元，所述NFC单元存储所述检测终端的设备编码和建立所述短距离通信所需要的联接信息。
更进一步，所述检测终端的软件层次结构包括设备驱动层、通信层和业务逻辑层；所述设备驱动层包括所述短距无线通信驱动程序以及与检测项目相对应的硬件驱动程序；所述通信层实现设备之间通信的建立以及通信；所述业务逻辑层响应用户在所述主控终端上的所述控制界面上发出的请求，调用API接口对请求进行响应，实现用户与所述检测终端的交互。
更进一步，所述控制界面文件为XML格式。
本发明还提供一种食品安全快检执行终端，包括，主控单元和执行单元，所述主控单元控制所述执行单元完成检测辅助任务，所述执行终端还包括，控制界面存储单元，用于存储所述执行终端的控制界面文件；控制界面文件发送单元，用于通过短距无线通信的方式，发送所述控制界面文件到主控终端，所述主控终端根据所述控制界面文件显示所述执行终端的控制界面，用户通过所述显示的控制界面与所述执行终端进行交互；控制界面交互单元，通过短距无线通信的方式，接收所述控制界面的交互信息，更新所述执行终端的信息到所述控制界面，所述主控单元根据所述交互信息，控制所述执行单元完成检测辅助任务的执行。
更进一步，所述执行终端还包括，NFC单元，所述NFC单元存储所述执行终端的设备编码和建立所述短距离通信所需要的联接信息。
本发明还提供一种食品安全快检主控终端，包括，主控单元和显示单元，所述主控单元接收与其通过短距无线通信方式相联的检测终端或者执行终端发送的控制界面文件，控制所述显示单元显示所述主控终端的控制界面和所述检测终端或者执行终端的控制界面，通过操作所述控制界面，分别完成对所述主控终端、检测终端或者执行终端的交互控制。
更进一步，所述主控终端的软件层次结构包括设备驱动层、通信层、业务逻辑层和用户界面层；所述设备驱动层包括所述短距无线通信驱动程序；所述通信层实现设备之间通信的建立以及通信；所述业务逻辑层响应用户在所述控制界面上发出的请求，调用API接口对请求进行响应，实现用户与所述主控终端，用户与所述检测终端或者执行终端的交互；所述用户界面层包括所述主控终端的控制界面，以及与所述主控终端相联的所述检测终端或执行终端的控制界面，用户通过本层向所述业务逻辑层发出请求，所述业务逻辑层根据发出请求的控制界面，向所述通信层发送相应的控制指令，或者向所述设备驱动层发送控制指令，实现用户与系统的交互。
更进一步，所述主控终端还包括打印单元和NFC单元，所述打印单元为所述主控终端、检测终端或执行终端提供打印输出；所述NFC单元用于读取外部NFC单元的信息以及基于NFC协议的交互信息。
本发明还提供一种利用所述食品安全快检检测终端和所述食品安全快检主控终端的食品安全快检方法，所述方法包括，启动主控终端和检测终端；主控终端和检测终端通过NFC进行通信，主控终端获取检测终端的Wi-Fi Direct联接信息；
通过该联接信息，主控终端和检测终端启动Wi-Fi Direct联接；联接成功后，主控终端请求获取检测终端的控制界面信息，检测终端将其控制界面信息的XML文件发送到主控终端，主控终端在自己的屏幕上根据收到XML文件信息显示该检测终端的控制界面，用户通过操作该界面，对检测终端进行控制。
本发明还提供一种利用所述食品安全快检执行终端和所述食品安全快检主控终端的食品安全快检方法，所述方法包括，启动主控终端和执行终端；主控终端和执行终端通过NFC进行通信，主控终端获取执行终端的Wi-Fi Direct联接信息；
通过该联接信息，主控终端和执行终端启动Wi-Fi Direct联接；联接成功后，主控终端请求获取执行终端的控制界面信息，执行终端将其控制界面信息的XML文件发送到主控终端，主控终端在自己的屏幕上根据收到XML文件信息显示该执行终端的控制界面，用户通过操作该界面，对执行终端进行控制。
采用本发明的技术后，在食品安全快检室布置的检测设备之间的重复功能将大大减少，单个设备体积将变小，设备之间可以互联互通，组成测试系统时灵活性强，等等，这些都将成为食品安全快速检测的快速发展的有力推动因素，快检设备的标准化、模块化、轻量化就可以实现。
附图说明
图1为食品安全快速检测在农贸市场应用的一个场景；
图2为快检室的常见配置；
图3为本发明的应用拓扑图；
图4为本发明的主控终端系统框架图；
图5为检测终端的系统框架图；
图6为执行终端的系统框架图；
图7为主控终端和检测终端的软件层次结构图；
图8为本发明主控终端的控制界面示意图。
具体实施方式
下面结合附图来详细说明本发明的实施方式。
图3为本发明的应用拓扑图。主控终端作为群主与客户端通过短距通信联接，短距通信标准包括蓝牙、WIFI、NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄带物联网）等。以通信标准WIFI为例，通过WIFI直连的方式，主控终端和客户端直连，不需要通过任何AP（Access Point，接入点）。客户端包括执行终端A、检测终端A、执行终端B和检测终端B。主控终端需要包括显示屏幕、输入输出单元、较强的运算处理能力、较大的存储空间；执行终端为快检过程中的一些辅助工具性设备，如扫码枪、采样仪、震荡台、清洗机等等，检测终端是快检过程中执行具体检测任务的仪器，如金标仪、多参数生化速测仪、酶标仪、ATP荧光仪以及PCR检测仪等。基于前面描述的问题，主控终端与客户端通过WIFI直连的方式进行联接，主控终端能够监控客户端的运行、获取客户端的信息及发送控制指令及数据到客户端，将客户端获取的信息上传到服务器等等；客户端通过XML文件存储自身的操作控制界面及指令，当与主控终端相联后，发送操作控制界面到主控终端，主控终端显示相应的操作控制界面并将针对该界面的所有操作信息及时发送到该客户端并由客户端做出响应。
图4为本发明的主控终端系统框架图。主控终端包括短距通信单元11、主控单元12、显示单元13、打印单元14、输入单元15、音频输出单元16、电源单元17、网络单元18、NFC单元20、存储单元25以及条码扫描单元26。其中，短距通信单元11用于设备之间的通信，通信标准可以是WIFI、蓝牙或NB-IoT之一或联合；主控单元12用于控制各个功能单元，实现人机交互等功能；显示单元13用于显示主控终端的控制界面以及与之联接设备的控制界面；打印单元14用于打印操作，包括主控终端、检测终端与执行终端的打印输出；输入单元15用于为主控终端提供输入操作，通过操作在显示单元13上显示的其他设备的控制界面，实现对检测终端与执行终端的输入操作，典型的输入单元形式为触摸屏；音频输出单元16用于为主控终端、检测终端与执行终端提供音频输出交互；电源单元17包括充电电池、充电电路以及市电输入电路，同时支持电池供电和市电供电两种方式；网络单元18用于网络通信，对外发送和接收信息；NFC单元20用于读取外部NFC单元的信息以及基于NFC协议的交互信息，如存储于检测终端与执行终端的设备编码以及建立短距离通信所需要的联接信息；存储单元25用于存储检测终端与执行终端的控制界面文件，以及相应的检测和操作记录数据，当然还可以存储其他任何数据。条码扫描单元26用于扫描二维码，如采样时扫描商户的二维码，检测时扫描样品外部的二维码，以及各种试剂、检测卡上印制的二维码，等等。
图5为检测终端的系统框架图。检测终端包括短距通信单元41、主控单元42、音频输出单元43、NFC单元45、电源单元47以及检测单元50。其中，短距通信单元41用于设备之间的通信，通信标准可以是WIFI、蓝牙或NB-IoT之一或联合，与主控终端一致；主控单元42用于控制各个功能单元，接收来自主控终端的检测指令，并将检测过程中所涉及的图片、数据以及参数通过短距通信单元41传送到主控终端，由主控终端执行检测结果的生成或者由主控终端上传到云端由云端执行检测结果生成；音频输出单元43为检测终端提供音频交互；NFC单元45用于存储检测终端的设备编码以及建立短距离通信所需要的联接信息，读取外部NFC单元的信息以及基于NFC协议的交互信息；电源单元47包括充电电池、充电电路以及市电输入电路，同时支持电池供电和市电供电两种方式；检测单元50用于执行具体的检测过程，如金标仪，当检测开始后，金标仪启动计时并周期性地拍摄金标卡的照片并通过短距通信单元41将照片发送到主控终端。检测终端还包括存储单元，存储检测终端的控制界面文件，主控单元42发送该文件到主控终端。
图6为执行终端的系统框架图。执行终端包括短距通信单元61、主控单元62、音频输出单元63、NFC单元65、电源单元67以及执行单元70。其中，短距通信单元61用于设备之间的通信，通信标准可以是WIFI、蓝牙或NB-IoT之一或联合，与主控终端一致；主控单元62用于控制各个功能单元，接收来自主控终端的检测指令，并将执行过程中所涉及的图片、数据以及参数通过短距通信单元61传送到主控终端；音频输出单元63为执行终端提供音频交互；NFC单元65用于存储执行终端的设备编码以及建立短距离通信所需要的联接信息，读取外部NFC单元的信息以及基于NFC协议的交互信息；电源单元67包括充电电池、充电电路以及市电输入电路，同时支持电池供电和市电供电两种方式；执行单元50用于执行具体的辅助检测过程，如取样仪，当取样开始后，取样仪读取样品袋上的二维码标签和商户二维码信息，取样人员将样品放入袋中，取样仪上传二维码标签和商户二维码信息到主控终端并关联该信息。执行终端还包括存储单元，存储执行终端的控制界面文件，主控单元62发送该文件到主控终端。
图7为主控终端和检测终端的软件层次结构图。主控终端和检测终端通过Wi-FiDirect进行通信。主控终端从下到上包括设备驱动层、通信层、业务逻辑层和用户界面层。其中，
设备驱动层：系统通过本层主要实现Wi-Fi Direct一些相关机制，通过调用Android为底层应用程序提供的API接口，实现开启或者关闭Wi-Fi Direct、搜索附近对等设备，请求连接对等设备等操作。
通信层：系统通过本层主要实现设备之间通信的建立，比如建立Wi-Fi Direct通信链路，通过Wi-Fi Direct通信链路实现设备之间数据的传输，从而实现数据通信等系统功能。
业务逻辑层：系统通过本层响应用户在UI层的请求，系统针对不同的用户请求，调用API接口对请求进行响应，实现用户与系统，用户与检测终端或者执行终端的交互。
用户界面层：本层是整个主控终端的控制界面，同时也是与主控终端相联的检测终端或执行终端的控制界面。控制界面直接呈现在用户面前，用户可以通过本层向业务逻辑层发出请求，业务逻辑层根据发出请求的控制界面，向通信层发送相应的控制指令，或者向设备驱动层发送控制指令，并通过本层将请求的结果提供给用户，进而实现用户与系统的交互。
检测终端从下到上包括设备驱动层、通信层和业务逻辑层。执行终端也与检测终端具有相同的软件层次结构。与主控终端相比，检测终端少了用户界面层，其UI控制界面都由主控终端去显示，检测终端只提供UI控制界面的显示元素给主控终端。以检测终端为例来详细说明其软件层次结构，其中，
设备驱动层：系统通过本层主要实现Wi-Fi Direct一些相关机制，通过调用Android为底层应用程序提供的API接口，实现开启或者关闭Wi-Fi Direct、搜索附近对等设备，请求连接对等设备等操作。设备驱动层可以为简化的Android系统，也可以为其他嵌入式操作系统，甚至单片机，只要系统支持相应的通信协议，能够完成相应的检测控制操作就可以。检测终端根据具体的检测项目合理配置检测终端的硬件配置及相应的设备驱动程序。
通信层：系统通过本层主要实现设备之间通信的建立，比如建立Wi-Fi Direct通信链路，通过Wi-Fi Direct通信链路实现设备之间数据的传输，从而实现数据通信等系统功能。
业务逻辑层：系统通过本层响应用户在主控终端的该终端的UI控制界面上发出请求，系统根据该请求，调用API接口对请求进行响应，实现用户与检测终端或者执行终端的交互。
上面所介绍的主控终端、检测终端以及执行终端的短距通信单元都是Wi-FiDirect通信协议，Wi-Fi Direct通信协议适合于远距离、大数据量的应用场合，如有些检测终端需要周期性的拍摄照片并上传，如金标仪，则适合该协议，有些检测终端或者执行终端每次传送的数据量较小，则其短距通信单元可以采用蓝牙协议。正在发展的5G技术中的NB-IoT也能适应终端之间的通信。
图8为本发明主控终端的控制界面示意图。以图3所示的应用拓扑图为例，图8显示的主控终端控制界面包括了主控终端的控制界面，以及执行终端A、检测终端A、执行终端B和检测终端B的控制界面，用户通过各自的控制界面对主控终端以及与之相连的检测终端盒执行终端进行控制。
为了说明本发明，下面描述主控终端和检测终端的联接过程。首先，启动主控终端和检测终端；然后，主控终端和检测终端通过NFC进行通信，主控终端获取检测终端的Wi-FiDirect联接信息；接着，通过该联接信息，主控终端和检测终端启动Wi-Fi Direct联接；接着，联接成功后，主控终端请求获取检测终端的控制界面信息，检测终端将其控制界面信息的XML文件发送到主控终端，主控终端在自己的屏幕上根据收到XML文件信息显示该检测终端的控制界面，用户通过操作该界面，对检测终端进行控制。
需要说明的是，前面提到的控制界面XML文件可以存储在相应的设备上，也可以存储在网络上，主控终端根据读取到的设备编码，在网络上获取该XML文件用于显示，这是可行的，也应视为对终端控制界面的存储。另外，除了XML文件格式适合用作控制界面文件，HTML文件格式也可以用于控制界面文件，或者其它可以自定义的格式。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种食品安全快检检测终端，包括，主控单元和检测单元，所述主控单元控制所述检测单元完成检测，其特征在于，所述检测终端还包括，控制界面存储单元，用于存储所述检测终端的控制界面文件；控制界面文件发送单元，用于通过短距无线通信的方式，发送所述控制界面文件到主控终端，所述主控终端根据所述控制界面文件显示所述检测终端的控制界面，用户通过所述显示的控制界面与所述检测终端进行交互；控制界面交互单元，通过短距无线通信的方式，接收所述控制界面的交互信息，更新所述检测终端的信息到所述控制界面，所述主控单元根据所述交互信息，控制所述检测单元完成检测。
2.如权利要求1所述的食品安全快检检测终端，其特征在于，所述检测终端还包括，NFC单元，所述NFC单元存储所述检测终端的设备编码和建立所述短距离通信所需要的联接信息。
3.如权利要求2所述的食品安全快检检测终端，其特征在于，所述检测终端的软件层次结构包括设备驱动层、通信层和业务逻辑层；所述设备驱动层包括所述短距无线通信驱动程序以及与检测项目相对应的硬件驱动程序；所述通信层实现设备之间通信的建立以及通信；所述业务逻辑层响应用户在所述主控终端上的所述控制界面上发出的请求，调用API接口对请求进行响应，实现用户与所述检测终端的交互。
4.如权利要求3所述的食品安全快检检测终端，其特征在于，所述控制界面文件为XML格式。
5.一种食品安全快检执行终端，包括，主控单元和执行单元，所述主控单元控制所述执行单元完成检测辅助任务，其特征在于，所述执行终端还包括，控制界面存储单元，用于存储所述执行终端的控制界面文件；控制界面文件发送单元，用于通过短距无线通信的方式，发送所述控制界面文件到主控终端，所述主控终端根据所述控制界面文件显示所述执行终端的控制界面，用户通过所述显示的控制界面与所述执行终端进行交互；控制界面交互单元，通过短距无线通信的方式，接收所述控制界面的交互信息，更新所述执行终端的信息到所述控制界面，所述主控单元根据所述交互信息，控制所述执行单元完成检测辅助任务的执行。
6.如权利要求5所述的食品安全快检执行终端，其特征在于，所述执行终端还包括，NFC单元，所述NFC单元存储所述执行终端的设备编码和建立所述短距离通信所需要的联接信息。
7.一种食品安全快检主控终端，包括，主控单元和显示单元，其特征在于，所述主控单元接收与其通过短距无线通信方式相联的检测终端或者执行终端发送的控制界面文件，控制所述显示单元显示所述主控终端的控制界面和所述检测终端或者执行终端的控制界面，通过操作所述控制界面，分别完成对所述主控终端、检测终端或者执行终端的交互控制。
8.如权利要求7所述的食品安全快检主控终端，其特征在于，所述主控终端的软件层次结构包括设备驱动层、通信层、业务逻辑层和用户界面层；所述设备驱动层包括所述短距无线通信驱动程序；所述通信层实现设备之间通信的建立以及通信；所述业务逻辑层响应用户在所述控制界面上发出的请求，调用API接口对请求进行响应，实现用户与所述主控终端，用户与所述检测终端或者执行终端的交互；所述用户界面层包括所述主控终端的控制界面，以及与所述主控终端相联的所述检测终端或执行终端的控制界面，用户通过本层向所述业务逻辑层发出请求，所述业务逻辑层根据发出请求的控制界面，向所述通信层发送相应的控制指令，或者向所述设备驱动层发送控制指令，实现用户与系统的交互。
9.如权利要求8所述的食品安全快检主控终端，其特征在于，所述主控终端还包括打印单元和NFC单元，所述打印单元为所述主控终端、检测终端或执行终端提供打印输出；所述NFC单元用于读取外部NFC单元的信息以及基于NFC协议的交互信息。
10.一种利用如权利要求1至4所述的食品安全快检检测终端和如权利要求7至9所述的食品安全快检主控终端的食品安全快检方法，其特征在于，所述方法包括，
启动主控终端和检测终端；
主控终端和检测终端通过NFC进行通信，主控终端获取检测终端的Wi-Fi Direct联接信息；
通过该联接信息，主控终端和检测终端启动Wi-Fi Direct联接；
联接成功后，主控终端请求获取检测终端的控制界面信息，检测终端将其控制界面信息的XML文件发送到主控终端，主控终端在自己的屏幕上根据收到XML文件信息显示该检测终端的控制界面，用户通过操作该界面，对检测终端进行控制。
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