[發明專利]基于無線射頻識別的在線檢測糧食水分含量的裝置及方法

有效

• 申請號: 201110106901.5
• 申請日: 2011-04-27
• 公開（公告）號: CN102759546A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 李其均;王宏偉;王曉華
• 申請（專利權）人: 航天信息股份有限公司
• 主分類號: G01N27/00
• 分類號: G01N27/00;G06K17/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;張愛蓮

技術領域

本發明涉及電子信息領域，尤其涉及一種基于無線射頻識別(RFID)技術的在線檢測儲運糧食水分含量的裝置及方法。

背景技術

水分含量是糧食質量的關鍵指標，直接影響糧食的收購、運輸、儲藏、加工、貿易等過程。糧食中的水分按物理性質可分為結合水(結晶水)和游離水(自由水)。結合水是在糧粒生長過程中自然形成的，存在于糧食細胞內，與糧粒內親水物質結合得很牢固，性質很穩定，結合水不參加導電；游離水是通過物理吸附作用凝聚在糧食內部的毛細管內和分子間隙中的水分，它具有普通水的導電性質，平時檢測的水分指的是游離水。如果不加選擇地購進和儲藏糧食，必然會影響糧食的儲藏周期，導致糧食的過早發霉、變質、腐爛，因此必須時刻在意糧食的水分含量。

糧食收購站在收購糧食時，先要檢測糧食的濕度，傳統的檢測法是采用樣品烘干稱重法。目前在國內糧食收購時，憑手摸牙咬或者傳統檢測方法來判斷糧食的水分，存在測定結果極不可靠、檢測時間長、浪費人力物力等問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種基于無線射頻識別的在線檢測糧食水分含量的裝置和方法，利用埋于待測糧堆表面之下的有源電子標簽，通過觀測有源電子標簽的響應情況，并通過相應計算，間接反映出糧堆水分含量。

為了達到上述目的，本發明提供了一種基于無線射頻識別的在線檢測糧食水分含量的裝置，包括：讀寫器、有源電子標簽、第一直線移動傳感器、第二直線移動傳感器、第三直線移動傳感器、垂直導軌、滑塊、水平連接桿、控制器、殼體及控制模塊，其中：

所述讀寫器，其上安裝有天線，與所述控制模塊電氣連接；

所述讀寫器實時向所述控制模塊發送信號，該信號攜帶所述讀寫器是否能接收到來自所述有源電子標簽的應答信號的信息；

所述有源電子標簽，與所述垂直導軌通過水平連接桿物理連接；

所述天線的相位中心與所述有源電子標簽的相位中心的連線，與糧堆的上水平表面垂直；

所述第一直線移動傳感器、所述第二所述直線移動傳感器分別固定于所述垂直導軌上，其中，

所述第一直線移動傳感器在所述垂直導軌上的高度和所述讀寫器的天線的相位中心的高度相同；

所述第二直線移動傳感器在所述垂直導軌上的高度與糧食水平表面的高度相同；

所述第一直線移動傳感器與所述第二直線移動傳感器之間的距離用于標識所述讀寫器的天線與糧食水平表面之間的相對位置；

所述滑塊，嵌入于所述垂直導軌中，并與所述控制器連接，所述滑塊能依所述控制器的指令在所述直線移動傳感器下方沿所述垂直軌道自由滑動；

所述第三直線移動傳感器綁定于所述滑塊，所述第三直線移動傳感器與所述滑塊同步；

所述滑塊通過所述水平連接桿帶動所述有源電子標簽同步上下移動，所述第三直線移動傳感器和所述第二直線移動傳感器之間的間距表征所述有源電子標簽與糧食水平表面之間的間距；

所述殼體用于存儲待測糧堆，所述有源電子標簽置于所述殼體內部糧堆的上表面之下；所述讀寫器、所述垂直導軌、所述第一直線移動傳感器、所述第二直線移動傳感器、所述第三直線移動傳感器、所述滑塊、所述控制器及所述控制模塊，均位于殼體外部；所述水平連接桿穿透所述殼體，使得所述殼體內部的有源電子標簽與所述殼體外部的滑塊聯動；

所述控制模塊，分別與所述控制器、所述第一直線移動傳感器、所述第二直線移動傳感器和所述第三直線移動傳感器連接；

所述控制模塊根據來自所述第一直線移動傳感器、所述第二直線移動傳感器和所述第三直線移動傳感器的數據，得到當前讀寫器的天線與有源電子標簽之間的距離，并根據該距離向所述控制器發送指令以控制所述滑塊的移動；

所述控制模塊根據該來自所述讀寫器的信號攜帶的信息從“所述讀寫器能接收到來自所述有源電子標簽的應答信號”與“所述讀寫器不能接收到來自所述有源電子標簽的應答信號”之間互換時的讀寫器的天線與有源電子標簽之間的距離，以及預先存儲的校準回歸曲線，得到當前糧食水分含量。

實施時，所述控制模塊包括相互連接的中間件和上位機；

所述上位機與所述控制器連接；

所述中間件，分別與所述讀寫器、所述第一直線移動傳感器、所述第二直線移動傳感器所述第三直線移動傳感器連接，用于接收并處理所述讀寫器、所述第一直線移動傳感器、所述第二直線移動傳感器和所述第三直線移動傳感器上傳的數據，并將處理后的數據傳送至所述上位機。

實施時，所述讀寫器為433MHz頻段RFID讀寫器，所述有源電子標簽是433MHz頻段RFID有源電子標簽。