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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于RFID的水產(chǎn)品貨架期智能指示器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 基于水產(chǎn)品易腐易變質(zhì)的特性，其“從池塘到餐桌”的整個(gè)流通過程對(duì)環(huán)境的要求嚴(yán)格。溫度、溫度變化頻度、流通時(shí)間，都直接影響水產(chǎn)品貨架期。本項(xiàng)目以南美白對(duì)蝦為例研究了其品質(zhì)隨溫度、時(shí)間的變化過程，經(jīng)過處理、分析大量生化實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后提出了一種高精度的南美白對(duì)蝦貨架期預(yù)測(cè)算法。然后研發(fā)了基于改算法的貨架期智能預(yù)測(cè)指示器，借助于RFID、web技術(shù)，最終形成了以水產(chǎn)品為主體的物聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了貨架期實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)與監(jiān)測(cè)。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于RFID的水產(chǎn)品貨架期智能指示器由兩部分組成，分別為：水產(chǎn)品貨架期預(yù)測(cè)裝置、預(yù)測(cè)信息讀寫器，兩者通過RFID通信。 預(yù)測(cè)裝置首先通過裝置底部的溫度傳感器檢測(cè)水產(chǎn)品溫度，然后由貨架期智能預(yù)測(cè)規(guī)則庫中相應(yīng)的算法，計(jì)算貨架期并存儲(chǔ)至內(nèi)部閃存中，再將溫度、貨架期等信息組成信息數(shù)據(jù)包，由射頻收發(fā)芯片發(fā)送出去。讀寫器接收并同步顯示標(biāo)簽信息后由微處理器處理存儲(chǔ)至擴(kuò)展存儲(chǔ)器，待用戶需要時(shí)，可方便地在讀寫器上查詢或經(jīng)讀寫器的串口將這些數(shù)據(jù)傳輸至電腦上查詢，解決了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水產(chǎn)品在冷鏈流通過程中的溫度和貨架期等難題。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 目的：設(shè)計(jì)一款經(jīng)濟(jì)、實(shí)用的水產(chǎn)品貨架期實(shí)時(shí)檢測(cè)設(shè)備。 使水產(chǎn)品在冷鏈物流中進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控，提供溯源信息支持；在及時(shí)發(fā)現(xiàn)不安全水產(chǎn)品時(shí)，能夠快速追溯到水產(chǎn)品的來源地及該批次水產(chǎn)品的其他去向，最終實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品的全程質(zhì)量跟蹤管理。 基本思路： 分析現(xiàn)有的貨架期指示器不足和局限性，通過生化實(shí)驗(yàn)研究溫度、時(shí)間等變量對(duì)水產(chǎn)品揮發(fā)性鹽基氮含量、微生物總數(shù)、三甲胺值、PH值等品質(zhì)參數(shù)的影響狀況，選擇合適的品質(zhì)參數(shù)計(jì)算水產(chǎn)品貨架期。并利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)預(yù)測(cè)算法，通過分析和比對(duì)，結(jié)合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、Arrhenius方程設(shè)計(jì)貨架期預(yù)測(cè)算法的預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)所得貨架期耦合度最高。結(jié)合算法、傳感器、RFID無線通信，實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠?qū)崟r(shí)預(yù)測(cè)貨架期的智能嵌入式裝置，使其在水產(chǎn)品存儲(chǔ)-流通-零售整個(gè)冷鏈流通過程中，通過實(shí)時(shí)采集水產(chǎn)品的溫度、預(yù)測(cè)其貨架期、傳輸數(shù)據(jù)的功能，同時(shí)具備性能穩(wěn)定、低功耗、大容量存儲(chǔ)等特性。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、提出了多種水產(chǎn)品的智能預(yù)測(cè)算法； 2、結(jié)合RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)以水產(chǎn)品為主體的物聯(lián)網(wǎng)； 3、改進(jìn)二進(jìn)制數(shù)樹的防沖突算法解決多預(yù)測(cè)裝置沖突問題； 4、研制了新型的水產(chǎn)品貨架期智能指示器。 關(guān)鍵技術(shù)： 1.貨架期指示器前端與后端的RFID接口電路的設(shè)計(jì)； 2.設(shè)計(jì)低功耗的貨架期指示器。 技術(shù)指標(biāo)： 1.實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)品貨架期的較準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)； 2.減少貨架期指示器前段的沖突，從而解決由于貨架期指示器前段沖突產(chǎn)生的數(shù)據(jù)損失的問題； 3.設(shè)計(jì)出具有低功耗的RFID貨架期指示器。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 以南美白對(duì)蝦為研究對(duì)象的實(shí)驗(yàn)中，基于RFID的水產(chǎn)品貨架期智能預(yù)測(cè)裝置與傳統(tǒng)貨架期指示器比較： 1、對(duì)于任意水產(chǎn)品種類來說，僅靠某一個(gè)鮮度指標(biāo)不能確保得到高精度的貨架期預(yù)測(cè)值； 2、生化式貨架期預(yù)測(cè)儀器，都是通過顏色的變化來反映被測(cè)食品的貨架期，預(yù)測(cè)精度低、誤差大，且不可重復(fù)使用； 3、電子式貨架期預(yù)測(cè)儀器，在嚴(yán)格意義上來說，并不能成為是預(yù)測(cè)儀器，當(dāng)前幾乎所有的電子式儀器都只是簡單記錄被測(cè)食品溫度和時(shí)間歷程，并不預(yù)測(cè)貨架期，只是從溫度和時(shí)間歷程來粗略反映其品質(zhì)狀況； 4、無論是生化式還是電子式預(yù)測(cè)裝置，通常只能預(yù)測(cè)某一類食品的貨架期。本指示器采用的預(yù)測(cè)算法能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)多種水產(chǎn)品的貨架期。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品；圖紙；現(xiàn)場演示；圖片；樣品
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 基于RFID的水產(chǎn)品貨架期智能指示器由兩部分組成，分別為：水產(chǎn)品貨架期預(yù)測(cè)裝置、預(yù)測(cè)信息讀寫器，兩者通過RFID通信。本指示器屬于環(huán)境檢測(cè)技術(shù)和無線射頻技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域，是兩者的集成創(chuàng)新，應(yīng)用于冷鏈流通或銷售的水產(chǎn)品實(shí)時(shí)信息無線監(jiān)測(cè)方面。 當(dāng)前，人們對(duì)水產(chǎn)品的貨架期要求越來越高，特別對(duì)易腐的水產(chǎn)品，消費(fèi)者和供應(yīng)商都希望能直觀快速地了解水產(chǎn)品流通過程中的溫度、貨架期變化過程及其流通渠道?；赗FID的水產(chǎn)品貨架期智能指示器具有高預(yù)測(cè)精度、外形薄巧(65*25*15mm3)、超低功耗、快速實(shí)時(shí)RFID數(shù)據(jù)傳輸、在水產(chǎn)品流通過程中的階段均可以方便使用，為實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水產(chǎn)品在冷鏈流通過程中的溫度、貨架期、流通渠道等信息提供了直觀高效快捷的工具。
同類課題研究水平概述
- 現(xiàn)今，食品貨架期智能預(yù)測(cè)技術(shù)大致可以分為三類，第一類是通過指示器顏色的變化反應(yīng)食品貨架期，如：Lifelines公司的Fresh-Check TTI，3M公司研制的3M Monitor Mark TTI，瑞典的VITSAB TTI等。第二類是溫度歷程記錄儀，只能記錄食品在流通過程的溫度變化過程，如：浙江大學(xué)的徐向東等發(fā)明的溫度記錄裝置等。第三類是電子式貨架期智能預(yù)測(cè)儀，如：上海理工大學(xué)谷雪蓮等根據(jù)牛乳的3T曲線結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)研制出了一種電子式時(shí)間-溫度指示卡，可以準(zhǔn)確地全程記錄溫度并能有效預(yù)測(cè)貨架期；CliniSense公司的LifeTrackTM Technology Demonstrator是一種能顯示某食品剩余貨架期的電子裝置；以及上海海洋大學(xué)陳明等研制出的多品種水產(chǎn)品貨架期智能預(yù)測(cè)儀，能水產(chǎn)品特殊的潮濕環(huán)境中正常工作，即：采集溫度、預(yù)測(cè)貨架期并存儲(chǔ)信息，待用戶需要分析處理數(shù)據(jù)時(shí)，可將儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)經(jīng)由RS232傳輸至上位機(jī)。 近年來水產(chǎn)品安全事件的頻繁發(fā)生，使得相關(guān)科研單位及其他部分都致力于探索不同的控制水產(chǎn)品安全的方法，即必須實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品在冷鏈流通過程的全程可跟蹤和追溯，因此必須構(gòu)建冷鏈實(shí)時(shí)信息的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 當(dāng)前監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，最常用的如條形碼技術(shù)，該技術(shù)價(jià)格低廉，就今天企業(yè)和食品流通的現(xiàn)狀，采用它進(jìn)行信息標(biāo)識(shí)更具可操作性。條形代碼是一種微型數(shù)據(jù)文件，將符號(hào)轉(zhuǎn)換為可讀的數(shù)據(jù)，在信息傳輸系統(tǒng)中，提高倉庫操作效率與正確率，推動(dòng)倉庫貨位周轉(zhuǎn)。但條形碼存儲(chǔ)的信息一旦寫入便不可修改，并且不可重復(fù)使用。一旦事故發(fā)生，也無法從條形碼中追溯水產(chǎn)品的變質(zhì)過程，從而無法責(zé)任到人。 而RFID系統(tǒng)因其本身所具有的特點(diǎn)，如體積小、容量大、可重復(fù)使用等，可支持快速讀寫、移動(dòng)識(shí)別、定位及長期跟蹤管理，為徹底解決水產(chǎn)品溯源和實(shí)時(shí)信息檢測(cè)提供了可行的方案。在泰國、澳大利亞、英國在畜牧等方面利用RFID完成了全程監(jiān)控動(dòng)物的基本狀況，并在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中追蹤與監(jiān)管。但國內(nèi)外對(duì)于RFID在食品行業(yè)的應(yīng)用都還處于發(fā)展的初期，因此，在嵌入式系統(tǒng)技術(shù)日臻成熟的今天，結(jié)合RFID技術(shù)研發(fā)應(yīng)用于多種水產(chǎn)品的貨架期預(yù)測(cè)系統(tǒng)，具備實(shí)現(xiàn)的可能性，并具有較好的發(fā)展前景。
