CN111126915A - 基于物联网的农产品安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品安全技术领域，具体涉及基于物联网的农产品安全监控系统，包括控制模块，与控制模块建立连接的服务器、防盗系统以及现场监控监测单元、远程监控网络硬盘录像机；还包括为控制模块提供电力支持的电源模块；所述现场监控监测单元包括视频监控、视频取样、现场生物活体检测以及环境检测传感系统，用以采集农产品生长环境信息；所述防盗系统包括防盗样品收集箱和物流配送检测防盗单元，所述防盗系统与控制模块通过双路远程遥锁连接，用以分别控制防盗样品收集箱以及物流配送检测防盗单元；所述服务器还连接有远程监控监测终端，以使得通过终端可对农产品的种植、生长、采摘、物流中至少一个环节信息进行追溯。

Description

基于物联网的农产品安全监控系统

技术领域

本发明属于食品安全技术领域，具体涉及基于物联网的农产品安全监控系统。

背景技术

国民生活水平日益提高，现实农业生产过程中为了降低人工成本大量喷施化肥农药已是常态，农药残留超标及食品添加剂滥用问题已久，食品安全问题关系到人民的健康问题甚至生命安全，与每个人的生活息息相关。近年来，我国食品安全状况令人堪忧，严重的食品安全案件层出不穷，如，河南南阳的毒韭菜、辽宁沈阳的毒豆芽、湖北宜昌及山东潍坊的毒生姜。这些食品安全问题不仅给人民的生命安全带来威胁，也严重影响了企业的形象，使得人们对所购买的农产品安全问题心存疑虑。有条件的可以自己种或者吃特供，普通大众想吃一口安全放心食品很难。

所以，消费者能够追溯食品(农产品)的来源以及生产环境资料尤为重要。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出基于物联网的农产品安全监控系统，利用物联网技术及设备和常见工具，消费者共同或者轮流自行监管监督生产者生产、加工及物流配送过程，自行检测及辅助第三方检测机构，真对性精准检测。从而得到安全实惠的农产品，让消费者清楚了解农产品从种植到采摘、配送全流程环节中产品的状态。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

基于物联网的农产品安全监控系统，包括控制模块，通信模块，与控制模块建立连接的服务器、防盗系统以及现场监控监测单元、远程监控网络硬盘录像机；还包括为控制模块提供电力支持的电源模块；

所述现场监控监测单元包括视频监控、视频取样、检测传感系统以及生物活体检测系统，用以采集农产品生长环境信息；

所述防盗系统包括防盗样品收集箱和物流配送检测防盗单元，所述防盗系统与控制模块通过双路远程遥锁连接，用以分别控制防盗样品收集箱以及物流配送检测防盗单元；

所述服务器还连接有远程监控监测终端，以使得通过终端可对农产品的种植、生长、采摘、物流中至少一个环节信息进行追溯。

优选的，所述防盗样品收集箱包括壳体、设置在壳体开设在壳体上端的进料口，设置在壳体内的容纳腔以及位于进料口一侧的单向旋转轮，所述进料口下放对应单向旋转轮的位置设有滑板，所述进料口的外侧上端设有防雨罩。

优选的，所述物流配送检测防盗单元包括物流监测模块、挂锁及带锁孔的塑料网袋锁扣。

优选的，所述防盗样品收集箱安装有温湿度传感器、远程遥控电子锁、单通道视频记录设备、定位模块以及用以提供电力支持的锂电池，所述锂电池的充电电路与电源模块的供电电路连接，所述温湿度传感器用以实时检测样品存放环境，所述远程遥控电子锁、单通道视频记录设备以及温湿度传感器分别通过物联网180kHz窄带、4G/5G宽带通信与服务器连接。

优选的，所述定位模块采用GPS北斗基站定位技术，用以实时监测防盗样品收集箱的位置。

优选的，所述检测传感系统包括土壤湿度传感器，用于采集现场浇灌信息，便于在浇灌后对浇灌农药农作物的取样。

优选的，所述现场生物活体检测系统，根据水生生物及昆虫的存活状态判定样品中是否含有毒害物质。

优选的，所述控制模块与服务器之间通过物联网180kHz窄带、4G/5G宽带通信与服务器连建立通信。

优选的，所述生物活体检测系统包括水生生物活体检测仓和活体昆虫检测仓，所述水生生物活体检测仓设有进样口和排水口，所述活体昆虫检测仓设有取放口，所述活体昆虫检测仓内设有若干隔板，所述隔板将活体昆虫检测仓分隔成若干区。

上述的基于物联网的农产品安全监控系统，按以下步骤执行：

步骤S1，种植开始，在全程监控下，土壤种子送检；有机种植方式采用生物活体现场监测。

步骤S2，种植管理，在全程监控下，对种植期间使用的农药原液、化肥颗粒、原液灌溉用水取样以及采收前蔬菜样品取样；有机种植方式采用生物活体现场监测。

步骤S3，采收配送，在全程监管下由第三方物流进行配送。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本发明通过消费者共同或者轮流自行监管监督生产者生产、加工及物流配送过程，现场生物活体检测以及辅助第三方检测机构，真对性精准检测。从而得到安全实惠的农产品，让消费者清楚了解农产品从种植到采摘、配送全流程环节中产品的状态。

附图说明

图1为本发明整体控制框图；

图2为本发明的防盗系统结构示意图；

图3为本发明水生生物活体检测。

附图标记：

1、防雨罩；2、进料口；3、单向旋转轮；4、滑板；5、容纳腔；6、存储仓；7、壳体；91水生生物活体检测仓；92、活体昆虫检测仓；910、进样口；911、排水口；912、排水管；920、取放口；921、隔板。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明化繁为简单，通过CSA互助模式(社区支持农业)，利用现有通用技术及简单工具，实现真正意义上的透明化种植、养殖、加工、保鲜及配送。从源头开始各环节均由消费者自己监控，将食品安全风险系数降到最低。

参照图1-3，基于物联网的农产品安全监控系统，包括控制模块，与控制模块建立连接的服务器、防盗系统以及现场监控监测单元、远程监控网络硬盘录像机；还包括为控制模块提供电力支持的电源模块；

所述现场监控监测单元包括视频监控、视频取样、以及检测传感系统，有机种植方式采用生物活体现场监测，用以采集农产品生长环境信息；

所述防盗系统包括防盗样品收集箱和物流配送检测防盗单元，所述防盗系统与控制模块通过双路远程遥锁连接，用以分别控制防盗样品收集箱以及物流配送检测防盗单元；

由监管员远程授权开锁，第三防物流公司快递到第三方检测机构。

所述服务器还连接有远程监控监测终端，以使得通过终端可对农产品的种植、生长、采摘、物流中至少一个环节信息进行追溯。

进一步理解的是，种植过程从播种开始，对土壤、种子以及种植过程中每次施肥、灌溉、喷药(原液)情况进行现场取样，种植者做好手工记录，存入防盗收集箱。有机种植方式同时采用生物活体现场检测。养殖过程中每天喂养饲的料及防疫措施用药登记存样。保鲜加工添加剂登记取样。统一交由第三方检测机构检测并公布结果。

其中，录像保存时间根据不同产品生长或者加工周期以及关键查看点而定，以备溯源信息真实有效。

更进一步可以理解的是，农业生产过程中采用传统视频监控技术，所有可视操作均在监控有效可视范围内。本发明可以采用3D VR仿真技术，通过VR显示器，消费者观看种植实景过程，增强真实体验感。

在一个实施例中，所述电源模块采用12V不间断供电系统(UPS)，至少利用风力发电、太阳能板以及市电变压中的一种供电方式。

在一个实施例中，所述防盗样品收集箱包括壳体7、开设在壳体上端的进料口2，设置在壳体7内的容纳腔5以及位于进料口2一侧的单向旋转轮3，所述单向旋转轮3可以是通过转轴可转动的固定于容纳腔5，所述进料口2下放对应单向旋转轮3的位置设有滑板4，所述进料口2的外侧上端设有防雨罩1。

在一个实施例中，所述防盗样品收集箱安装有温湿度传感器、远程遥控电子锁、单通道视频记录设备、定位模块以及用以提供电力支持的锂电池，所述锂电池的充电电路与电源模块的供电电路连接，所述温湿度传感器用以实时检测样品存放环境，所述远程遥控电子锁、单通道视频记录设备以及温湿度传感器分别与控制模块信号连接。

需监管员授权方可打开遥控电子锁，接受第三方检测机构检测。

单通道视频记录设备，用来检测样品存入情况，有无非法打开，在线直播第三方检测机构检测过。例如，无线监控摄像头。

在一个实施例中，所述定位模块采用GPS、北斗基站定位技术，用以实时监测防盗样品收集箱的位置。

在一个实施例中，所述检测传感系统包括土壤湿度传感器、土壤温度传感器以及臭氧检测传感器。所述远程监控监测终端为电脑、手机、Pad中的任一种。所述控制模块还连接有报警模块。所述控制模块与服务器之间通过物联网180kHz窄带无线网络建立通信。

在本实施例中，土壤湿度传感器主要记录地下湿度变化，真对新型节水的地下滴灌式种植方法，根据湿度结合雨水传感器判断是否对土壤取样。利用类似于自动灌溉系统土壤湿度检测方式，将湿度传感器及淋雨传感器接入本发明控制模块，监测土壤的湿度变化，及天气情况，数据达到一定值控制模块向远程监管通过报警模块进行预警。配合雨水传感器，人工远程复核后判断是否对土壤取样，控制模块记录土壤湿度变化的时间以备溯源。

优选的，所述生物活体检测系统包括水生生物活体检测仓91和活体昆虫检测仓92，所述水生生物活体检测仓91设有进样口910和排水口911，所述活体昆虫检测仓92设有取放口920，所述活体昆虫检测仓92内设有若干隔板921，所述隔板921将活体昆虫检测仓92分隔成若干区。方便同时对不同的昆虫同时进行测试。排水口911连接有排水管912。

进一步的，存储仓6设于容纳腔一侧，且内部设有物流监测模块、挂锁及带锁孔的塑料网袋锁扣。

基于物联网的农产品安全监控系统，按以下步骤执行：

步骤S1，种植开始，在全程监控下，土壤种子送检；主要检测土壤是否有重金属，种子是否为转基因，有机种植方式同时采用生物活体现场检测，若检测合格，则进入下一流程。

步骤S2，种植管理，在全程监控下，对种植期间使用的农药原液、化肥颗粒、原液灌溉用水取样以及采收前蔬菜样品取样；有机种植方式同时采用生物活体现场检测。

步骤S3，采收配送，在全程监管下由第三方物流进行配送。

为了更好的理解本发明，下面进一步对本发明进行阐述。

农产品种植从前开始对土壤种子取样，种植过程中喷药施肥取样，取样封存要严格在视频监控有效范围内，尤其是喷洒农药溶液配置，混合施肥，都要在监控底下，施肥喷药种类做好手工记录，取样封存，原包装完整或着通过裁剪留下商标等带有产品信息部分封存，温湿度检测及视频监控模块单独拆分；而对于养殖而言，主要以采集日常添加剂样品为主。

所有采集样品均应在视频监控下，采用专用统一规格密封包装，固体颗粒样本采用专用密封袋。普通液体样本，采用统一规格PVC瓶，腐蚀性药液样本采用统一规格耐腐蚀玻璃瓶。采集人做好登记记录，并将样品存入防盗样品收集箱。

送检方式说明：

种植方式送检第三方检测机构分为两次

第一次，主要检测土壤重金属等有害物质(后期轮作种植，无监管空白，后期可以省去此项)，种子是否为转基因。

第二次，主要根据采集者登记记录，与农药化肥原液样本及肥料颗粒样本，对送检蔬菜样品进行针对性检测。如果质疑送检农药化肥原液样本及肥料颗粒样本为伪劣产品，也需要进行检测。可采用标本比对，或者拉曼光谱检测快速检测成分，检测机构可以建立共享数据库，方便比对。

生物活体检测方式说明：

主体下方为活体检测仓，主要针对有机方式种植。检测仓分两部分

1、水生生物仓，壳体透明便于观察。利用鱼蝌蚪等水生昆虫等水生生物，检测样本有土壤、种子(针对农药拌种)灌溉用水、有机肥料，新鲜枝叶或者果实切片。

2、昆虫饲养，采用活体昆虫(蚂蚱蛐蛐等)，喂食种子、新鲜枝叶果实。弥补部分农药对鱼类不起作用的不足。

根据水生生物及昆虫的存活状态判定样品中是否含有毒害物质。

有机种植检测说明：

对于用视频直观方法就能判断的有机种植方式种植，只对土壤、种子(农药拌种、转基因)、灌溉用水、有机肥料检测。因为有机种植不打农药，其他环节没问题，蔬菜不需要送检。

特点是不需要有机认证就可以从源头上杜绝土壤重金属等毒害物质超标，以及转基因种子等风险。

物流配送检测说明：

1、零散单户，消费者预认购检测区种植域后，自行购置小挂锁，钥匙锁体做标记并编号分开，钥匙留下，集中把锁体开锁状态快递至种植点，存入锁体存放盒。锁体存放盒打开关闭均在视频监控下，并有监督员远程授权。

2、集中批量：采用远程监控、位置追踪、温度检测传感器。温度检测传感器主要判断冷链运输车是否开冷气，消费者实时掌握农产品的运输状态。消费者可以利用手机、电脑或者Pad登录服务器进行远程监测。

综上而言，单向通道现场防盗样品收集箱，物联网远程控制开锁，温湿度检测，确保采集样品安全有效。现场生物活体检测根据水生生物及昆虫的存活状态判定样品中是否含有毒害物质。第三方检测根据生产日志记录及原液及颗粒样本，有针对性的选择适当的检测方法。有别于传统检测盲目的多方法排除。原液及颗粒样本辨别，可以采用拉曼光谱仪迅速测定成分。土壤农残检测：针对滴灌方式种植，对地土壤的施肥灌溉实施有效监督。一般喷施于叶面的农药残留，可以通过浸泡清洗以及瓜果去皮方式去除大部分，而被植物吸收的农药残留，没有效办法去除。本发明由消费者，从源头有效监督种植过程中地下部分农药化肥的使用情况，降低农残风险。臭氧检测：对有臭氧方式消除病虫害的大棚实行有效监督，物流配送过程中，通过网袋卡扣上锁，简便直观有效，消除普通消费者对无线射频技术的不了解而不信任。控制假货换货风险。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.基于物联网的农产品安全监控系统，其特征在于，包括控制模块，与控制模块建立连接的服务器、防盗系统以及现场监控监测单元、远程监控网络硬盘录像机；还包括为控制模块提供电力支持的电源模块；

所述现场监控监测单元包括视频监控、视频取样、检测传感系统以及生物活体检测系统，用以采集农产品生长环境信息；

所述防盗系统包括防盗样品收集箱和物流配送检测防盗单元，所述防盗系统与控制模块通过双路远程遥锁连接，用以分别控制防盗样品收集箱以及物流配送检测防盗单元；

所述服务器还连接有远程监控监测终端，以使得通过终端可对农产品的种植、生长、采摘、物流中至少一个环节信息进行追溯。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的农产品安全监控系统，其特征在于，所述防盗样品收集箱包括壳体(7)、设置在壳体开设在壳体上端的进料口(2)，设置在壳体(7)内的容纳腔(5)以及位于进料口(2)一侧的单向旋转轮(3)，所述进料口(2)下放对应单向旋转轮(3)的位置设有滑板(4)，所述进料口(2)的外侧上端设有防雨罩(1)。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的农产品安全监控系统，其特征在于，所述物流配送检测防盗单元包括物流监测模块、挂锁及带锁孔的塑料网袋锁扣。

4.根据权利要求2所述的基于物联网的农产品安全监控系统，其特征在于，所述防盗样品收集箱安装有温湿度传感器、远程遥控电子锁、单通道视频记录设备、定位模块以及用以提供电力支持的锂电池，所述锂电池的充电电路与电源模块的供电电路连接，所述温湿度传感器用以实时检测样品存放环境，所述远程遥控电子锁、单通道视频记录设备以及温湿度传感器分别通过物联网180kHz窄带、4G/5G宽带通信与服务器连接。

5.根据权利要求4所述的基于物联网的农产品安全监控系统，其特征在于，所述定位模块采用GPS北斗基站定位技术，用以实时监测防盗样品收集箱的位置。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的农产品安全监控系统，其特征在于，所述检测传感系统包括土壤湿度传感器，用于采集现场浇灌信息。

7.根据权利要求1所述的基于物联网的农产品安全监控系统，其特征在于，所述现场生物活体检测系统，根据水生生物及昆虫的存活状态判定样品中是否含有毒害物质。

8.根据权利要求1所述的基于物联网的农产品安全监控系统，其特征在于，所述控制模块与服务器之间通过物联网180kHz窄带、4G/5G宽带通信与服务器连建立通信。

9.根据权利要求1所述的基于物联网的农产品安全监控系统，其特征在于，所述生物活体检测系统包括水生生物活体检测仓(91)和活体昆虫检测仓(92)，所述水生生物活体检测仓(91)设有进样口(910)和排水口(911)，所述活体昆虫检测仓(92)设有取放口(920)，所述活体昆虫检测仓(92)内设有若干隔板(921)，所述隔板(921)将活体昆虫检测仓(92)分隔成若干区。

10.根据权利要求1-8任一项所述的基于物联网的农产品安全监控系统，其特征在于，按以下步骤执行：

步骤S1，种植开始，在全程监控下，土壤种子送检；有机种植方式采用生物活体现场监测。

步骤S2，种植管理，在全程监控下，对种植期间使用的农药原液、化肥颗粒、原液灌溉用水取样以及采收前蔬菜样品取样；有机种植方式采用生物活体现场监测。

步骤S3，采收配送，在全程监管下由第三方物流进行配送。

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