[發明專利]基于RFID/WSN/GPS/GPRS的食品運輸環境監控系統

無效

• 申請號: 201410069385.7
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103901838A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 趙小敏;戴光麟;毛科技;肖致友;梁學利;姚慶樂
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明屬于冷鏈運輸監控領域，具體為一種能夠利用低功耗無線傳感器網絡采集、處理、傳輸食品運輸環境信息的監測與報警系統。

背景技術

近年來食品安全事故不斷出現，人們對日常生活中的食品安全問題也格外重視，特別是水果、奶制品、水產品和肉類等低溫食品的保鮮問題更是廣受關注。對溫度敏感的食品不僅在生產、貯藏、銷售等環節有控制溫度的要求，在運輸和配送過程中也同樣有控制溫度的要求。如果在運輸和配送過程中不能做到有效控制溫度而造成食品質量問題，不但造成經濟損失，且由于運輸配送過程的封閉性，還常常對后續的事故原因鑒定工作造成困難。

據統計，中國因丟棄腐爛食品而造成的浪費每年達到數百億元人民幣，一些食品在運輸過程當中因無法長期保鮮而被丟棄。專家稱這種浪費現象主要是由于缺少“冷鏈運輸”體系而造成的。所謂冷鏈運輸是指在運輸全過程中，無論是裝卸搬運、變更運輸方式、更換包裝設備等環節，都使所運輸貨物始終保持一定溫度的運輸。鮮活易腐貨物運輸中，除了少數部分確因途中照料或車輛不適造成死亡外，其中大多數都是因為發生腐爛所致，發生腐爛的原因，對于動物性食品來說，主要是微生物的作用。對于植物性食品來說，腐爛的原因主要是呼吸作用所致。清楚了鮮活易腐貨物腐爛變質的原因，就可以得出低溫可以抑制微生物的增長，減緩呼吸作用，達到延長鮮活易腐貨物的保存實踐的目的。

冷藏車運輸是冷鏈運輸過程中的一個重要環節，一些物流企業為了減低運輸成本，人為關閉冷藏車的冷凍設備，導致食品易變質。因此，有必要對冷藏車箱內的溫濕度狀況和冷藏車所在位置做到實時監控，以確保食品的質量安全，實現全程可追溯。現有的冷藏車運輸普遍采用的溫控系統還存在以下問題：

（1）無法實現實時監控要求。現有的冷藏車溫控系統記錄運輸過程中的溫度數據，待到達目的地后集中采集至后臺管理系統進行查詢，僅起到事后管理功能，無法實時監控運輸過程的溫度狀況，更無法對溫度異常情況進行報警。

（2）無法實現低溫食品的品質、標識和位置等信息進行監控，從而較難進行產品追溯。

（3）成本偏高。目前冷鏈運輸采用的溫度記錄儀或者帶溫度傳感的RFID標簽價格偏高，將會提高低溫食品的物流成本，從而增加終端銷售的價格。

綜上所述，低溫食品安全關系人民群眾的生命安全，而對于低溫食品運輸過程環境監控是保障低溫食品安全的有力手段。但是，現有的冷藏車運輸普遍采用溫度記錄形式進行事后管理，無法滿足低溫食品的實時性監控、預警的要求，因此急需開發新型的低溫食品運輸過程環境監控系統。

發明內容

本發明要克服現有技術的上述缺點，提供一種可以對低溫視頻運輸過程進行實時監控、預警的系統。

基于RFID/WSN/GPS/GPRS的食品運輸環境監控系統，其特征在于：所述食品運輸環境監控系統包括無線傳感器節點網絡和后臺監控中心，所述無線傳感器網絡包括用以收集環境數據的感知節點、RFID讀寫節點和用于傳輸數據的Sink節點，所述感知節點、讀寫節點與所述Sink節點連接，所述Sink節點與后臺監控中心連接；根據需求在貨箱的不同位置放置感知節點，所述感知節點包括溫度和濕度傳感器，RFID讀寫節點包括RFID讀寫器和無線傳輸模塊，所述Sink節點包括GPS模塊和GPRS模塊；所述RFID讀寫節點通過RFID標簽記錄冷藏車車牌號和貨物標識，所述無線傳感器網絡周期性采集低溫食品運輸途中的溫濕度狀況；GPS模塊準確記錄行車路線，將路線信息與之前接收到的感知信息通過GPRS網絡發送給指定服務器；所述后臺監控中心包括查詢模塊，以及將采集到的環境信息與位置信息與事先設定的閾值比較，當環境信息超過閾值，將發送警報的信息報警模塊；所述的查詢模塊，用以終端消費者和管理人員通過Web頁面或手機客戶端查詢低溫食品在運輸過程中的溫濕度情況狀態圖,以評估食品變質的風險。

進一步，所述感知節點包括數據采集模塊、數據處理模塊、數據傳輸模塊，其中，數據采集模塊包括溫濕度傳感器，數據采集模塊采集到數據后傳至數據處理模塊，數據處理模塊對采集的數據進行處理，然后通過數據傳輸模塊發送至Sink節點

進一步，所述RFID讀寫節點括RFID讀寫模塊、數據處理模塊、數據傳輸模塊；其中RFID讀寫模塊包括RFID讀寫器，RFID讀寫器周期性讀取IC標簽信息，并傳輸至數據處理模塊，數據處理模塊對數據進行適當的處理，將讀寫信息通過數據傳輸模塊發送至Sink節點。