基本信息
- 項目名稱：
- 基于RFID的水產(chǎn)品貨架期智能指示器的設(shè)計與實現(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”的整個流通過程對環(huán)境的要求嚴格。溫度、溫度變化頻度、流通時間，都直接影響水產(chǎn)品貨架期。本項目以南美白對蝦為例研究了其品質(zhì)隨溫度、時間的變化過程，經(jīng)過處理、分析大量生化實驗數(shù)據(jù)后提出了一種高精度的南美白對蝦貨架期預(yù)測算法。然后研發(fā)了基于改算法的貨架期智能預(yù)測指示器，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)，實現(xiàn)了貨架期實時預(yù)測與監(jiān)測。
- 詳細介紹：
- 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)測裝置、預(yù)測信息讀寫器，兩者通過RFID通信。 預(yù)測裝置首先通過裝置底部的溫度傳感器檢測水產(chǎn)品溫度，然后由貨架期智能預(yù)測規(guī)則庫中相應(yīng)的算法，計算貨架期并存儲至內(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簽信息后由微處理器處理存儲至擴展存儲器，待用戶需要時，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，解決了實時監(jiān)測水產(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、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 目的：設(shè)計一款經(jīng)濟、實用的水產(chǎn)品貨架期實時檢測設(shè)備。 使水產(chǎn)品在冷鏈物流中進行動態(tài)監(jiān)控，提供溯源信息支持；在及時發(fā)現(xiàn)不安全水產(chǎn)品時，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，通過生化實驗研究溫度、時間等變量對水產(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)計算水產(chǎn)品貨架期。并利用實驗數(shù)據(jù)設(shè)計預(yù)測算法，通過分析和比對，結(jié)合一級動力學(xué)方程、Arrhenius方程設(shè)計貨架期預(yù)測算法的預(yù)測結(jié)果與實驗所得貨架期耦合度最高。結(jié)合算法、傳感器、RFID無線通信，實現(xiàn)一個能夠?qū)崟r預(yù)測貨架期的智能嵌入式裝置，使其在水產(chǎn)品存儲-流通-零售整個冷鏈流通過程中，通過實時采集水產(chǎn)品的溫度、預(yù)測其貨架期、傳輸數(shù)據(jù)的功能，同時具備性能穩(wěn)定、低功耗、大容量存儲等特性。 創(chuàng)新點： 1、提出了多種水產(chǎn)品的智能預(yù)測算法； 2、結(jié)合RFID技術(shù)實現(xiàn)以水產(chǎn)品為主體的物聯(lián)網(wǎng)； 3、改進二進制數(shù)樹的防沖突算法解決多預(yù)測裝置沖突問題； 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； 2.設(shè)計低功耗的貨架期指示器。 技術(shù)指標： 1.實現(xiàn)對水產(chǎn)品貨架期的較準確的預(yù)測； 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)計出具有低功耗的RFID貨架期指示器。
科學(xué)性、先進性
- 以南美白對蝦為研究對象的實驗中，基于RFID的水產(chǎn)品貨架期智能預(yù)測裝置與傳統(tǒng)貨架期指示器比較： 1、對于任意水產(chǎn)品種類來說，僅靠某一個鮮度指標不能確保得到高精度的貨架期預(yù)測值； 2、生化式貨架期預(yù)測儀器，都是通過顏色的變化來反映被測食品的貨架期，預(yù)測精度低、誤差大，且不可重復(fù)使用； 3、電子式貨架期預(yù)測儀器，在嚴格意義上來說，并不能成為是預(yù)測儀器，當(dāng)前幾乎所有的電子式儀器都只是簡單記錄被測食品溫度和時間歷程，并不預(yù)測貨架期，只是從溫度和時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)測裝置，通常只能預(yù)測某一類食品的貨架期。本指示器采用的預(yù)測算法能準確預(yù)測多種水產(chǎn)品的貨架期。
獲獎情況及鑒定結(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
- 實物、產(chǎn)品；圖紙；現(xiàn)場演示；圖片；樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 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)測裝置、預(yù)測信息讀寫器，兩者通過RFID通信。本指示器屬于環(huán)境檢測技術(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)品實時信息無線監(jiān)測方面。 當(dāng)前，人們對水產(chǎn)品的貨架期要求越來越高，特別對易腐的水產(chǎn)品，消費者和供應(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)測精度、外形薄巧(65*25*15mm3)、超低功耗、快速實時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，為實時監(jiān)測水產(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)合計算機技術(shù)研制出了一種電子式時間-溫度指示卡，可以準確地全程記錄溫度并能有效預(yù)測貨架期；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)測貨架期并存儲信息，待用戶需要分析處理數(shù)據(jù)時，可將儲存的數(shù)據(jù)經(jīng)由RS232傳輸至上位機。 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)建冷鏈實時信息的監(jiān)測系統(tǒng)。 當(dāng)前監(jiān)測系統(tǒng)中，最常用的如條形碼技術(shù)，該技術(shù)價格低廉，就今天企業(yè)和食品流通的現(xiàn)狀，采用它進行信息標識更具可操作性。條形代碼是一種微型數(shù)據(jù)文件，將符號轉(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，推動倉庫貨位周轉(zhuǎn)。但條形碼存儲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，如體積小、容量大、可重復(fù)使用等，可支持快速讀寫、移動識別、定位及長期跟蹤管理，為徹底解決水產(chǎn)品溯源和實時信息檢測提供了可行的方案。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)控動物的基本狀況，并在整個產(chǎn)業(yè)鏈當(dāng)中追蹤與監(jiān)管。但國內(nèi)外對于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)測系統(tǒng)，具備實現(xiàn)的可能性，并具有較好的發(fā)展前景。
