一種基于rfid的谷物溯源識(shí)別方法和識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及糧食食品安全、RFID無(wú)線射頻技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種基 于RFID的谷物溯源識(shí)別方法和識(shí)別系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)是一個(gè)糧食生產(chǎn)大國(guó)，也是一個(gè)糧食消費(fèi)大國(guó)。糧食作為人們?nèi)粘Ｉ钪凶?基本、最重要的食品及食品加工的基礎(chǔ)原料，其質(zhì)量安全是食品安全的基礎(chǔ)和前提，關(guān)系到 廣大人民群眾的身體健康，關(guān)系到社會(huì)的穩(wěn)定與發(fā)展。因此保證糧食安全生產(chǎn)是食品安全 的的重點(diǎn)。
[0003] 糧食食品從田間到餐桌，涉及生產(chǎn)、流通和消費(fèi)等多個(gè)環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)相互聯(lián)系、相 互影響，糧食食品安全監(jiān)管工作呈現(xiàn)出監(jiān)管鏈條長(zhǎng)、監(jiān)控對(duì)象多、難度大等特點(diǎn)；在糧食生 產(chǎn)中運(yùn)輸、儲(chǔ)藏等環(huán)節(jié)，按照不同等級(jí)或用于將來(lái)自多個(gè)農(nóng)產(chǎn)或農(nóng)戶的糧食產(chǎn)品進(jìn)行混合 分銷、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏而難以追溯到源頭。因此，解決糧食追溯中難以追溯到產(chǎn)地源頭的問(wèn)題，對(duì) 保障我國(guó)糧食食品安全生產(chǎn)，穩(wěn)定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)秩序有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，采取以下技術(shù)方案：
[0005] -種基于RFID的谷物溯源識(shí)別方法，該方法是將RFID電子標(biāo)簽與谷物籽粒的混 合物倒入導(dǎo)入機(jī)構(gòu)后，經(jīng)過(guò)下料斗、滾刷、擋板和撫平器的處理將混合物均勻地平鋪在傳送 帶上，所述RFID電子標(biāo)簽為顆粒狀，記載了谷物的標(biāo)識(shí)信息，包括谷物的生產(chǎn)地，谷物類 型、品種；傳送帶不斷的周而復(fù)始的傳送轉(zhuǎn)動(dòng)；混合物在傳送帶的傳送過(guò)程中經(jīng)過(guò)RFID感 應(yīng)線圈；在RFID感應(yīng)線圈的感應(yīng)區(qū)內(nèi)，閱讀器同時(shí)讀取多個(gè)RFID電子標(biāo)簽信息以獲得谷物 的標(biāo)識(shí)信息，并將信息傳回上位機(jī)。
[0006] 所述閱讀器將多個(gè)RFID電子標(biāo)簽信息同時(shí)讀取，具體是RFID電子標(biāo)簽與RFID感 應(yīng)線圈形成互感電流，經(jīng)過(guò)電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，RFID電子標(biāo)簽以脈沖信號(hào)發(fā)送給閱讀器一個(gè)應(yīng) 答信息，閱讀器將感應(yīng)電流轉(zhuǎn)換為字符串?dāng)?shù)據(jù)，通過(guò)串口與上位機(jī)建立通信信道并進(jìn)行數(shù) 據(jù)交換，將字符串信息傳送給上位機(jī)，所述上位機(jī)通過(guò)每個(gè)RFID電子標(biāo)簽的唯一標(biāo)識(shí)碼調(diào) 用核心數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，將谷物的生產(chǎn)地，物流過(guò)程，倉(cāng)儲(chǔ)信息，質(zhì)檢結(jié)果，交易信息顯示出來(lái)， 實(shí)現(xiàn)對(duì)谷物的精確溯源。
[0007] 優(yōu)選的，閱讀器通過(guò)防沖突機(jī)制對(duì)多個(gè)RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行信息讀取，所述防沖突 機(jī)制為ALOHA防沖撞算法。
[0008] 優(yōu)選的，所述傳送帶將谷物傳送至篩選分離器，在篩選分離器中完成RFID電子標(biāo) 簽與谷物的分離。
[0009] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于RFID的谷物溯源識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括RFID電子標(biāo)簽、 導(dǎo)入機(jī)構(gòu)、傳送帶、閱讀器和上位機(jī)，所述RFID電子標(biāo)簽為顆粒狀，記載了谷物的標(biāo)識(shí)信 息，包括谷物的生產(chǎn)地，谷物類型、品種；所述導(dǎo)入機(jī)構(gòu)設(shè)置在傳送帶的入端上方，所述導(dǎo)入 機(jī)構(gòu)包括下料斗、滾刷和撫平器、擋板，滾刷和撫平器設(shè)置在下料斗的出口端和傳送帶的入 口端之間，擋板設(shè)置在傳送帶入口端的兩側(cè)，在擋板、滾刷和撫平器的共同作用下混合物被 均勻地平鋪在傳送帶上；所述傳送帶不斷的周而復(fù)始的傳送轉(zhuǎn)動(dòng)；所述閱讀器的感應(yīng)線圈 設(shè)置在與傳送帶運(yùn)動(dòng)平行和垂直兩個(gè)方向上；所述上位機(jī)與閱讀器連接通信。
[0010] 優(yōu)選的，所述RFID電子標(biāo)簽的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)分為發(fā)送部分、接收部分和射頻接口 部分，
[0011] 所述發(fā)送部分包括ASK反向調(diào)制電路和功率放大電路，ASK反向調(diào)制電路將微處 理器發(fā)出的數(shù)字編碼信號(hào)進(jìn)行ASK幅度調(diào)制，再通過(guò)功率放大電路放大后送到RFID天線端 發(fā)給讀寫器；
[0012] 所述接收部分包括包絡(luò)產(chǎn)生電路和檢波電路，包絡(luò)產(chǎn)生電路從RFID天線端接收 發(fā)送部分發(fā)出的信號(hào)，通過(guò)檢波電路發(fā)送至微處理器進(jìn)行編解碼處理；
[0013] 所述射頻接口部分通過(guò)電源產(chǎn)生電路、穩(wěn)壓電路及時(shí)鐘發(fā)生電路將所述發(fā)送部分 及接收部分關(guān)聯(lián)在一起，協(xié)同工作（RFID電子標(biāo)簽的頻率為918M赫茲，RFID電子標(biāo)簽的天 線采用全極化設(shè)計(jì)，協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO/IEC18000-6,RFID電子標(biāo)簽的制成材料選 用注塑材料）。
[0014] 優(yōu)選的，RFID電子標(biāo)簽針對(duì)不同的谷物設(shè)置不同的形狀：
[0015] 水稻：RFID電子標(biāo)簽形狀為邊緣有棱角的橢圓形，兩端長(zhǎng)8. 0~8. 2mm，寬3. 1~ 3. 3mm，厚 2. 1 ~2. 3mm;
[0016] 小麥：RFID電子標(biāo)簽形狀為邊緣有棱角的橢圓形，兩端長(zhǎng)6. 5~7. 1mm，兩側(cè)寬 2. 9 ~3. 4mm；
[0017] 黃豆：RFID電子標(biāo)簽形狀為邊緣有棱角的球形或卵圓形，直徑5~6mm;
[0018] 玉米：
[0019] 玉米用作糧食時(shí)：RFID電子標(biāo)簽形狀為邊緣為弧狀的方形；
[0020] 玉米用作制作淀粉、酒精時(shí)：RFID電子標(biāo)簽形狀為長(zhǎng)方形，頂端至尾部長(zhǎng)度 11. 6~1. 3mm，兩側(cè)之間寬度7. 8~8. 2mm。
[0021] 更具體的RFID電子標(biāo)簽針對(duì)不同的谷物設(shè)置不同的形狀：
[0022] 水稻：RFID電子標(biāo)簽形狀為邊緣有棱角的橢圓形，兩端長(zhǎng)8. 1mm，寬3. 2mm，厚 2. 2mm；
[0023] 小麥：RFID電子標(biāo)簽形狀為邊緣有棱角的橢圓形，兩端長(zhǎng)6. 8mm，兩側(cè)寬2. 2mm;
[0024] 黃豆：RFID電子標(biāo)簽形狀為邊緣有棱角的球形或卵圓形，直徑5. 5mm;
[0025]玉米：
[0026] 玉米用作糧食時(shí)：RFID電子標(biāo)簽形狀為邊緣為弧狀的方形；
[0027] 玉米用作制作淀粉、酒精時(shí)：RFID電子標(biāo)簽形狀為長(zhǎng)方形，頂端至尾部長(zhǎng)度12mm， 兩側(cè)之間寬度8mm〇
[0028] 優(yōu)選的，該系統(tǒng)還包括篩選分離器，所述篩選分離器設(shè)置在傳送帶的出端下方，所 述篩選分離器自上而下包括篩分網(wǎng)、分類導(dǎo)管和收集容器，所述篩分網(wǎng)可以振動(dòng)，所述篩分 網(wǎng)的篩孔允許谷物下落而不允許RFID電子標(biāo)簽下落，谷物自所述分類導(dǎo)管落入收集容器。
[0029] 優(yōu)選的，所述篩分網(wǎng)的篩孔孔徑小于等于RFID標(biāo)簽的直徑，大于溯源谷物的直 徑。
[0030] 本發(fā)明的有益效果
[0031] 基于RFID技術(shù)的糧食產(chǎn)地識(shí)別、分離裝置的導(dǎo)入機(jī)構(gòu)將糧食籽粒和顆粒型RFID 的電子標(biāo)簽混合物傳輸?shù)絺魉蛶?，?jīng)過(guò)RFID環(huán)形感應(yīng)天線，電子標(biāo)簽接收到工作場(chǎng)范圍 內(nèi)的脈沖信號(hào)，電子標(biāo)簽內(nèi)的芯片中的相關(guān)電路對(duì)此信號(hào)進(jìn)行調(diào)制、編碼、解密等操作，然 后對(duì)命令請(qǐng)求、密碼驗(yàn)證、權(quán)限級(jí)別等進(jìn)行判斷，將電子標(biāo)簽中唯一表示糧食產(chǎn)地的標(biāo)識(shí)信 息發(fā)回讀寫器，讀寫器再通過(guò)串口與上位機(jī)通信。閱讀器天線檢測(cè)出來(lái)的多個(gè)電子標(biāo)識(shí)傳 回上位機(jī)軟件，調(diào)用本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，檢索出電子標(biāo)簽標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)里面的相關(guān)信息 (谷物名稱，產(chǎn)地，等級(jí)，收獲時(shí)間，生產(chǎn)環(huán)境信息，物流信息等）。通過(guò)上位機(jī)便可查詢糧食 精確產(chǎn)地信息、存儲(chǔ)信息、運(yùn)輸信息。在傳送機(jī)構(gòu)的下端設(shè)計(jì)了一個(gè)篩選分離裝置，用于在 糧食加工前將顆粒型RFID電子標(biāo)簽與糧食籽粒分離，以免在加工階段造成糧食污染。此 外，一種基于RFID的谷物溯源識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還具有一下優(yōu)點(diǎn)：
[0032] (1)借用現(xiàn)有功能設(shè)計(jì)如圖2,更高的集成了RFID電子標(biāo)簽的內(nèi)部電路和調(diào)制解 調(diào)模塊，大大的減小了RFID電子標(biāo)簽的體積，根據(jù)特定的要求將RFID電子芯片封裝成特定 的形狀（比如針對(duì)水稻和小麥糧食籽粒可以封裝成橢球形，不同種類可以選擇封裝成不同 顏色），可以跟谷物混合的更好，方便物流的跟蹤，谷物信息的溯源。
[0033] (2)RFID