CN111198225A - 一种基于区块链溯源体系的智能农药残留快速检测仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农药残留快速检测仪器领域,尤其是在物联网区块链溯源体系中的智能化农产品智能检测仪器的领域。本检测仪正面为显示器和返回按钮;顶部从左到右依次为开关、USB端口一个、以太网口;右侧中间为type‑c端口下方为USB端口;检测仪背面上方为摄像头,中间为RFID读卡器;检测仪内部有电源模块、检测控制模块、中央处理模块、存储器、闪存器。本检测仪发明有益效果:本检测仪可作为区块链溯源体系中一节点上线使用,也可当普通检测仪线下使用。本仪器检测通过丝网印刷电极检测时电位范围可根据所选的检测农药种类自动调整,且拥有在线和离线的检测数据库,可以通过云服务更新系统和检测数据库。本检测仪上线模式有员工认证和设备认证,可明确责任人。该检测仪具有便携性、快速性、智能型、实名性的特点。
Description
技术领域
本发明涉及农药残留快速检测仪器领域,尤其是在物联网区块链溯源体系中的智能化农产品智能检测仪器的领域。
背景技术
食品安全问题一直以来都是人民群众关心的问题,近几年食品安全问题频发,严重损害了人民群众的身体健康,也严重破坏了社会公序良俗,阻碍了信用社会的建设。在现有的网络架构上,传统的溯源体系呈数据中心化,安全性、共享性差的特点,溯源链上也存在着责任不明,信息不对称等问题。
目前对于果蔬食品农药残留检测普遍实验繁琐,地点固定,需要人工判断,快速检测仪器,智能化低,数据中心化存储安全性较差,内容有被篡改的风险并且系统更新困难,新的实验结论难以快速上传,设备使用者不明确,出现问题也无法及时找到责任人。
发明内容
本发明的目的在于,针对于丝网印刷电极提供一种基于区块链农产品溯源体系的智能农药残留快速检测仪器(下称“检测仪”),用来解决当前农药残留检测地点固定实验繁琐的问题,并可实现拍照存证、检测结果上传区块链、系统可定期更新、可用云资源库的功能,具有用户认证和设备认证的功能,该检测仪具有便携性、快速性、智能性、实名性的特点。
本发明提供一种检测仪智能化的方法。
智能化方法包括,检测仪可自动判断农药残留量、自动判断是否合格;检测仪分离线和上线模式;检测仪器上线时同时有员工认证和设备认证;检测仪检测结果可以上传区块链;检测仪可自动生成检测报告;检测仪可以根据检测农药种类调整电位;检测仪可以接入互联网获取最新的系统;检测仪可以通过互联网获取最新的农药检测种类及判断依据;检测仪可进行照片存证;检测仪快速录入出厂等信息。
本检测仪外形参考图正面为显示器和返回按钮;顶部从左到右依次为开关、USB端口一个、以太网口;右侧中间为type-c端口下方为USB端口;检测仪背面上方为摄像头,中间为RFID读卡器;检测仪内部有电源模块、检测控制模块、中央处理模块、存储器、闪存器。其中显示器负责显示界面;开关和和电源模块负责供电或重启;摄像头负责拍照存证;WIFI模块负责接入无线网;以太网卡负责有线接入网络;RFID模块负责读取射频标签内容;两个USB端口,一个负责链接丝网印刷电极,一个负责链接打印机或者U盘;type-c端口负责供电和工程师刷机使用;检测控制模块负责调整电位,给一个USB端口提供需要的电位。
优选的,显示器为7英寸电容触摸屏。
优选的,开关和返回按钮皆为按键微动开关。
优选的,内置电源电池为4800毫安。
优选的,中央处理器为ARM架构A9处理器,主频为1.2GHz存储器为32g,闪存器为4g。
优选的,摄像头为1200W像素。
优选的,以太网卡为10/100M高性能网卡。
优选的,系统为Android 4.5.0以上操作系统。
优选的,RFID模块为RC522。
本发明的检测原理是通过循环伏安法检测农药抑制率,通过已有的数学模型计算农药浓度,通过对滴加适配体和底液的丝网印刷电极和再滴入待测液体的丝网印刷电极进行循环伏安电测法检测拟合电位与电流关系曲线,由于适配体特异性识别农药与待测农药结合后固定在了电极上,会降低电极的导电性,则在同一电位范围VS~VE内会对电流IS~IE会发生抑制作用,由此刻计算出抑制率,根据已有的实验可知每一种农药的最优电位范围都不同,已知一农药在一电位范围VS~VE内电流I与浓度C的数学模型I(C),对滴加了需检测该农药的待测液体的丝网印刷电极加上该电位VS~VE,通过循环伏安法检测出后取电流最大值Im,将Im反代入I(C)模型中计算出农药浓度C。
本发明有益效果:1)本发明的检测仪便携可以快速检测;2)本发明的检测仪作为节点接入区块链溯源系统,检测结果保证数据的安全性不可篡改性;3)本发明的检测仪具有用户管理系统明确责任人;4)本发明的检测仪与云端数据库链接,云端数据检验数据保持更新,检测仪检测内容也随之更新,保证了检测仪器的先进性。
附图说明
图1是本检测仪外观图。
图2是本检测仪结构图。
图3是本检测仪工作流程图。
图4是本检测仪在溯源系统中使用方案图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
智能化方法包括,检测仪可自动判断农药残抑制率、自动判断是否合格;检测仪分离线和上线模式;检测仪器上线时同时有员工认证和设备认证;检测仪检测结果可以上传区块链;检测仪可自动生成检测报告;检测仪可以根据检测农药种类调整电位;检测仪可以接入互联网获取最新的系统;检测仪可以通过互联网获取最新的农药检测种类及判断依据;检测仪可进行照片存证;检测仪可以快速录入出厂信息。
本检测仪参考图1,背部从下到上为1:摄像头,2:RFID读卡器;正面为3:显示器和7:返回按钮;顶部从左到右依次为4:开关、5:USB端口一个、6:以太网口;右侧中间为8:type-c端口,下方为9:USB端口;检测仪内部有电源模块、检测控制模块、中央处理模块、存储器、闪存器。
进一步的,显示器为7英寸电容触摸屏。开关和返回按键为按键微动开关。内置电源电池为4800毫安。中央处理器为ARM架构A9处理器,主频为1.2GHz存储器为16g,闪存器为4g,摄像头为1200W像素。系统为Android 4.5.0以上操作系统,以太网卡为10/100M高性能收发器。
进一步的,所述的员工认证,通过中心服务器的实现设置好的账号密码进行比对。
进一步的,所述的设备认证,用户管理节点事先存储设备唯一的MAC地址,设备使用时MAC地址Hash之后传到用户管理节点与原有的对比确保唯一性、合法性。
进一步的,检测控制模块负责调整电位,给一个4USB端口提供需要的电位,其中包含电位控制子模块和信号流处理子模块,电位控制子模块为100阶数字电位器与中央处理模块相连用于调整USB端口的电位范围;信号流处理模块包含微处理器,I/V转换电路,运算放大电路,滤波电路,A/D转换电路,该子模块将接收到的检测信号经过I/V转换、信号放大、滤波和A/D转换处理后生成初始检测信息传到中央处理模块,由中央处理模块进一步操作。
进一步的,所述的自动调整电位的范围依据来源于已有的理论依据,可存储于离线包,也可存储于云服务器。
进一步的,所述的离线模式,电位判断依据仅来自于离线包。
进一步的,所述的快速录入出厂信息通过RFID读取射频标签的方法。
进一步的,所述的4:USB端口与检测控制模块链接,接入丝网印刷电极专用。
进一步的,所述的7:USB端口与中央控制模块链接负责数据传输和接入打印机。
进一步的,所述系统更新通过云服务器推送固件实现。
进一步的,所述的RFID模块为RC522。
使用检测仪检测方法。
1、制备待测液体:选待测果蔬样品2~3g,研磨3~5min,放置离心机中加入10ml缓冲液进行离心2~3min,提取上清液为待测液体。
2、开机选择离线或在线模式;若选择在线模式,系统会先检测网络通断,若网络通则需要需要输入员工账号密码,通过云服务器的员工数据库对比,通过之后系统将自动进行设备的认证,通过之后才能进入检测,若网络不通或者设备认证失败,则自动跳到离线模式。离线模式无需认证。
3、基本信息录入;首先应对待测物拍照存证、利用检测仪背后的RFID读卡器读取射频标签内基本信息,基本信息自动写入系统中,离线模式则不用系统录入。
4、制备传感器检测适配体:将丝网印刷电极插入顶部USB接口,滴入一层纳米材料吹干,再滴入一层纳米材料吹干用以增强导电性,选择所要检测的内容,系统会根据所选检测农药调整电极两侧电位范围,根据所选的检测农药选择相应的适配体滴加在丝网印刷电极上进行一次检测,通过循环伏安法检测其在该电位范围内电流情况,并绘制其图像展示在显示器上。
5、检测待测液:底液检测完之后,滴加待测液体,进入第二次检测,通过循环伏安检测法,继续检测电位范围内电位与电流关系,展示在显示器上,由于农药与适配体的导致电流发生抑制作用,给出农药的抑制率超过50%为阳性,在其电位范围内的取得的最大电流输入系统反算给出残留农药浓度,根据我国制定的农副产品中农药最高残留量判断是否合格。
6、确认信息;检测员检查信息无误确认,可在备注部分自行填写其他信息,若数据异常则可重新检测,点击上传,系统会自动生成带图片存证和检测曲线图像的检验报告上传服务器,产品ID、检验结果、检验员工号会上传区块链。
、报告存储与打印;数据上传完成之后报告会自动存储到本地,可以通过右侧的USB口进行复制盘复制或链接的打印机进行打印。
本发明将区块链技术和物联网技术与检测仪结合,作为溯源体系中的一个节点,可参考图3在区块链溯源体系中方案图,检测结果上传区块链使数据更加安全;通过双重认证方式,明确使用责任人和设备的合法性;通过云服务,让检测仪的系统保持最新,农药检测理论依据也更加丰富,使得检测仪更具有智能化;通过丝网印刷电极检测的电位可根据具体情况自动调节,配合不断更新的检测数据包,使检测更具有多样性;使用离线和在线双模式,实现责任的“紧”与“松”结合,让对整个溯源链基本无害的离线状态免除多种麻烦步骤。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以显示和描述本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点,所属领域的普通技术人员应当了解,本发明不受上述实施例的限制,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种修改或者等同替换,而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (11)
1.基于区块链溯源体系的智能农药残留快速检测仪器,其特征在于:1)检测仪可自动判断农药抑制率、自动判断是否合格;2)检测仪分离线和上线模式;3)检测仪器上线时同时有员工认证和设备认证;4)检测仪检测结果可以上传区块链;5)检测仪可以根据检测农药种类调整电位;6)检测仪可以接入互联网获取最新的系统;5)检测仪可以通过互联网获取最新的农药检测种类及判断依据;7)检测仪可进行照片存证;8)检测仪快速录入出厂等信息;设备主体特征在于:9)正面为显示器和返回按钮;10)顶部从左到右依次为开关、USB端口一个、以太网口;11)右侧中间为type-c端口,右侧下方为USB端口;12)检测仪背面上方为摄像头,中间为RFID读卡器;13)检测仪内部有电源模块、检测控制模块、中央处理模块、存储器、闪存器。
2.根据权利要求1所述的检测仪可自动判断农药抑制率、自动判断是否合格,其特征在于:检测丝网印刷电极上待测物电位与电流关系,依照已经录入的数据库进行判断。
3.根据权利要求1检测仪分离线和上线模式,其特征在于:上线模式需要设备和员工认证,拍照存证和产品源信息录入才能检测,离线模式无需认证直接检测。
4.根据权利要求1所述的检测仪检测结果可以上传区块链,其特征在于:设备作为溯源系统检测环节中的一个节点存在。
5.根据权利要求1检测仪可以根据检测农药种类调整电位,其特征在于:利用检测控制模块控制电位,电位控制依据和判别依据来源于存入数据库的已有的实验结果。
6.根据权利要求5所述的电位控制依据和判断依据所在的数据库,其特征在于:可以是本机离线数据库,也可是在线云数据库。
7.权利要求1所述的系统更新,其特征在于:由服务器对检测仪进行固件推送。
8.根据权利要求1所述的检测仪照片存证,快速录入出厂等信息,其特征在于:使用摄像头和RFID读卡器进行操作。
9.根据权利要求1所述的设备主体,其特征在于:显示器为7英寸电容触摸屏;开关和返回按钮皆为按键微动开关;内置电源电池为4800毫安;中央处理器为ARM架构A9处理器,主频为1.2GHz存储器为32g,闪存器为4g;摄像头为1200W像素;以太网卡为10/100M高性能网卡;系统为Android 4.5.0以上操作系统,RFID模块为RC522。
10.根据权利要求1所述的显示器、开关、返回按键、电源模块、摄像头、以太网卡、RFID模块、type-c端口、右侧下方USB端口、检测控制模块全都链接在中央处理模块中。
11.根据权利要求1所述的顶部USB端口链接在检测控制模块中。
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