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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(biāo)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(biāo)
- 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(biāo)： 1.實現(xiàn)對水產(chǎn)品貨架期的較準(zhǔn)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(biāo)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(zhǔn)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(zhǔn)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(biāo)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。
