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【摘 要】 物联网技术是在一种在互联网的基础上,将所有实体物品互相连接所形成的网络,因此成为了一种实体互联网。这种网络有自己的体系结构与体系模型,从物联网可延伸到相关的实物追溯系统,射频识别与电子编码技术在整个追溯过程中对追溯对象进行感知识别与数据的获取,基于ARM的阻抗分析仪通过对奶制品的生物阻抗的测量,分析其品质,判断是否变质。
【关键词】物联网;结构体系;追溯系统;生物阻抗;ARM
一、引言
易腐败食品一直是人们日常生活的必需品,可以说易腐败食品的质量品质以及安全问题直接关系到每一个消费者的健康问题,因此,健全的食品追溯机制与智能的阻抗检测装置是确保易腐败食品质量安全的关键因素,因此,国内外学者十分关注易腐败食品的追溯系统的研究。
二、物联网的体系结构与体系模型
目前,在这个业界普遍公认的结构体系有两种,分别是三层结构与五层结构模型体系,本文只介绍三层结构的物联网机构体系,它由三部分构成,分别是感知层、网络层和应用层。
(一)知层对信息的自动采集、智能控制、自动识别是感知层的主要作用。通过一些安装物体上面的RFID装置、传感器、检测执行器、智装置传感器节点,来采集物理世界的有价值的信息。
(二)网络层又称网络传输层,起作用是用在传输与处理感知层采集的信息,相当于人的神经中枢与大脑,网络层可以托付公众网或者专用网,或可同时托付给两个网络,通过采集的信息在网络层里面交换与传输共享,实现互联网巨大范围的覆盖与共享。
(三)应用层也称处理层,其主要作用是对事情的分析、整合、智能处理与管理等。同时也结合各个行业的需求,来实现其有效的行业应用。如智能电网、监控服务、工业控制、环境控制、智能家居、绿色安全等。
是物联网从应用和实现的角度描述了总体的框架模型,传感器的节点能够通过延伸网络连接到网关,然后通过网关连接到物联网的网络上,也可以传感器节点直接与物联网网络相连,这两种连接方式都是可以的。多了子网络相互连接,相互融合形成一个物联网的通讯体系来传输数据。物联网的应用支撑平台作用是为应用层提供技术支撑,应用层能够直接支撑系统的应用运行,主要包括数据存储、信息共享以及相关的应用系统。
三、奶制品追溯系统的原理与系统的信息模型
(一)奶制品追溯系统的原理
追溯系统能够记录每一个奶制品生产环节的信息,是对奶制品全程监控的必要手段,也是消费者对于自己购买产品知情权的窗口。首先牛奶通过生物阻抗检测仪检测其成分,如果检测到牛奶的蛋白质变质,感知技术提取产品的信息并传输到数据库,经过配销售—承运商—仓库—供应商—上流供应商—养殖场各个节点进行跟踪,从而查出哪个环节出现问题。
(二)奶制品追溯系统的信息模型
(1)信息采集层
信息采集层主要作用是采集信息,包括畜牧场和挤奶场的奶牛的相关信息(出生记录、病例信息、饲养信息、疫苗注射信息、挤奶信息等的采集),牛奶的加工环节处理后的信息(制品信息、包装信息、原材料信息),销售采集信息是指奶牛和奶制品的配送环节相应的运输信息(货号、运输方式的采集),最主要是奶制品检测信息(生物阻抗分析仪对奶制品的品质的检测,是否变质会对阻抗分析仪的电信号产生变化,来判断奶制品是否变质)。
(2)信息预处理层
当采集到奶制品的相关信息量较大时,为了节约网络资源和传输宽带,需对采集信息进行相关的预处理,就是对采集的原始数据进行合成、离散、归纳、转变的一套处理工作,可以纠错,除去冗余,保证数据完整,精选出有用数据进行整合,一些不符合格式的数据转变格式,使原始信息数据精确化与规范化。
(3)信息传输层
信息传输层是将采集来的信息传到数据库用来存储的,通讯传输方式有两种:有线传输方式,无线传输方式。有线传输方式:公共电信交换网络(public switched telecommunications network,PSTN)、局域网(Local Area Network,LAN)、數字数据网络通讯技术(Digital Data Network,NND)、专用网、宽带网等,无线传输方式:蓝牙技术( Blue Tooth)、全球移动通讯系统(Global System For Mobile communications,GSM)等。以前由于通信技术相对落后,造成奶制品的信息追溯信息不够快,不能及时有效反馈产品的情况,现在利用物联网的追溯平台与网络连接,可以把每一个分散的环节生产、加工、配送、销售各个环节连接到一起,确保消费者第一时间能够准确了解产品的信息,保障消费者的自身利益,从而促进企业加强食品安全监督与管理,重视生产质量,使得消费者能够喝到健康安全的奶制品。
(4)存储层
从实体(奶制品)采集下来的数据先经过预处理存储到各个环节的子系统数据库中,子数据库和中央数据库通过网络相连接,用户可以通过中央数据库查到相关子数据库的信息,该数据库能够上传公共查询网络,可以方便消费者查询,企业可以通过奶制品追溯系统的公共服务平台,发布产品的相关信息,还可以紧急召回一些不合格的产品。
(5)奶制品追溯系统的应用层
该层包含一个奶制品追溯平台,一般由登陆、追溯查询、信息管理子系统组成,其中管理系统又包含奶牛养殖养殖厂子系统、挤奶厂子系统、奶制品加工厂子系统、配送和销售子系统,如检测出变质的奶制品,消费者就可以登陆查询系统,查询到相关加工、配送、销售信息,查找哪个环节出现了问题。企业用户和管理员工作分工不同就会有不同的登陆权限,只要输入自己的登录名和密码,就会进入各自相应的子系统来查询相关的信息,进行相关的管理工作:删、改、查、增等,为消费者查询有质量问题的奶制品提供了有力的保障。 四、射频识别技术与生物阻抗分析仪中的应用
射频识别技术是用于物联网的感知层,也是这层最重要的技术之一,可以自动识别目标和分析数据,其频率一般可以分为低频、中频与高频,典型的FRID系统一般包含四个系统
是电子标签、阅读器、数据处理系统与应用系统四大结构。
(一)电子标签也称应答器,其内部是电子数据,且具有一定格式,是待识别物品的电子标识。
(二)电子标识里面的数据是靠阅读器读写出来的,能够进行数据的传输,首先是阅读器向应答器发出指令,之间建立通讯,电子标签根据收到阅读器的指令,将采集到一些表示性数据传给读写器。
(三)计算机和相关的软件后台管理是整个的核心系统,作用是对传过来的数据进行整合和处理,将有用的数据通过读写器传给电子标签,并存储起来。
(四)应用系统可写数据到标签里面,也可以把标签里面的数据读取出来,也可以直接请求阅读器完成。
本文专门为易腐液态食品的阻抗检测设计一套分析仪,整体设计方案中一共包括4个模块:第1个模块是测量溶液部分的电极和装置食品溶液的器皿;第2部分是前端放大调理电路和AD5933芯片;第3部分是STM32处理器部分;第4部分是上位机。
五、结束语
关于物联网的易腐食物监测系统,建立了一个关仪,监测奶制品的品质,是否变质等,让消费者能够喝上放心奶。于奶制品的产品追溯平台,消费者可以进入系统查询自己购买的食品,并介绍相关的生物阻抗分析
参考文献:
[1] 温新华,颜小飞,安冬. 基于AD5933的便携式阻抗仪研制. 计算机测量与控:2013.21(4).
[2] Analog Device. AD5933 Datasheet Document. Information on http://www.Analog.com/.
[3] J. Ferreira, F. Seoane, A. Ansede, et al. AD5933-BasedSpectrometer for Electrical Bioimpedance Applications [J]. Journal of physics: conferences series,2010. 224(1742-6569).
[4] 于曉森,范文举,张孝飞. 基于AD5933的鲜奶奶质检测仪设计. 长春工业大学学报(自然科学版):2011.4,32(2).
【关键词】物联网;结构体系;追溯系统;生物阻抗;ARM
一、引言
易腐败食品一直是人们日常生活的必需品,可以说易腐败食品的质量品质以及安全问题直接关系到每一个消费者的健康问题,因此,健全的食品追溯机制与智能的阻抗检测装置是确保易腐败食品质量安全的关键因素,因此,国内外学者十分关注易腐败食品的追溯系统的研究。
二、物联网的体系结构与体系模型
目前,在这个业界普遍公认的结构体系有两种,分别是三层结构与五层结构模型体系,本文只介绍三层结构的物联网机构体系,它由三部分构成,分别是感知层、网络层和应用层。
(一)知层对信息的自动采集、智能控制、自动识别是感知层的主要作用。通过一些安装物体上面的RFID装置、传感器、检测执行器、智装置传感器节点,来采集物理世界的有价值的信息。
(二)网络层又称网络传输层,起作用是用在传输与处理感知层采集的信息,相当于人的神经中枢与大脑,网络层可以托付公众网或者专用网,或可同时托付给两个网络,通过采集的信息在网络层里面交换与传输共享,实现互联网巨大范围的覆盖与共享。
(三)应用层也称处理层,其主要作用是对事情的分析、整合、智能处理与管理等。同时也结合各个行业的需求,来实现其有效的行业应用。如智能电网、监控服务、工业控制、环境控制、智能家居、绿色安全等。
是物联网从应用和实现的角度描述了总体的框架模型,传感器的节点能够通过延伸网络连接到网关,然后通过网关连接到物联网的网络上,也可以传感器节点直接与物联网网络相连,这两种连接方式都是可以的。多了子网络相互连接,相互融合形成一个物联网的通讯体系来传输数据。物联网的应用支撑平台作用是为应用层提供技术支撑,应用层能够直接支撑系统的应用运行,主要包括数据存储、信息共享以及相关的应用系统。
三、奶制品追溯系统的原理与系统的信息模型
(一)奶制品追溯系统的原理
追溯系统能够记录每一个奶制品生产环节的信息,是对奶制品全程监控的必要手段,也是消费者对于自己购买产品知情权的窗口。首先牛奶通过生物阻抗检测仪检测其成分,如果检测到牛奶的蛋白质变质,感知技术提取产品的信息并传输到数据库,经过配销售—承运商—仓库—供应商—上流供应商—养殖场各个节点进行跟踪,从而查出哪个环节出现问题。
(二)奶制品追溯系统的信息模型
(1)信息采集层
信息采集层主要作用是采集信息,包括畜牧场和挤奶场的奶牛的相关信息(出生记录、病例信息、饲养信息、疫苗注射信息、挤奶信息等的采集),牛奶的加工环节处理后的信息(制品信息、包装信息、原材料信息),销售采集信息是指奶牛和奶制品的配送环节相应的运输信息(货号、运输方式的采集),最主要是奶制品检测信息(生物阻抗分析仪对奶制品的品质的检测,是否变质会对阻抗分析仪的电信号产生变化,来判断奶制品是否变质)。
(2)信息预处理层
当采集到奶制品的相关信息量较大时,为了节约网络资源和传输宽带,需对采集信息进行相关的预处理,就是对采集的原始数据进行合成、离散、归纳、转变的一套处理工作,可以纠错,除去冗余,保证数据完整,精选出有用数据进行整合,一些不符合格式的数据转变格式,使原始信息数据精确化与规范化。
(3)信息传输层
信息传输层是将采集来的信息传到数据库用来存储的,通讯传输方式有两种:有线传输方式,无线传输方式。有线传输方式:公共电信交换网络(public switched telecommunications network,PSTN)、局域网(Local Area Network,LAN)、數字数据网络通讯技术(Digital Data Network,NND)、专用网、宽带网等,无线传输方式:蓝牙技术( Blue Tooth)、全球移动通讯系统(Global System For Mobile communications,GSM)等。以前由于通信技术相对落后,造成奶制品的信息追溯信息不够快,不能及时有效反馈产品的情况,现在利用物联网的追溯平台与网络连接,可以把每一个分散的环节生产、加工、配送、销售各个环节连接到一起,确保消费者第一时间能够准确了解产品的信息,保障消费者的自身利益,从而促进企业加强食品安全监督与管理,重视生产质量,使得消费者能够喝到健康安全的奶制品。
(4)存储层
从实体(奶制品)采集下来的数据先经过预处理存储到各个环节的子系统数据库中,子数据库和中央数据库通过网络相连接,用户可以通过中央数据库查到相关子数据库的信息,该数据库能够上传公共查询网络,可以方便消费者查询,企业可以通过奶制品追溯系统的公共服务平台,发布产品的相关信息,还可以紧急召回一些不合格的产品。
(5)奶制品追溯系统的应用层
该层包含一个奶制品追溯平台,一般由登陆、追溯查询、信息管理子系统组成,其中管理系统又包含奶牛养殖养殖厂子系统、挤奶厂子系统、奶制品加工厂子系统、配送和销售子系统,如检测出变质的奶制品,消费者就可以登陆查询系统,查询到相关加工、配送、销售信息,查找哪个环节出现了问题。企业用户和管理员工作分工不同就会有不同的登陆权限,只要输入自己的登录名和密码,就会进入各自相应的子系统来查询相关的信息,进行相关的管理工作:删、改、查、增等,为消费者查询有质量问题的奶制品提供了有力的保障。 四、射频识别技术与生物阻抗分析仪中的应用
射频识别技术是用于物联网的感知层,也是这层最重要的技术之一,可以自动识别目标和分析数据,其频率一般可以分为低频、中频与高频,典型的FRID系统一般包含四个系统
是电子标签、阅读器、数据处理系统与应用系统四大结构。
(一)电子标签也称应答器,其内部是电子数据,且具有一定格式,是待识别物品的电子标识。
(二)电子标识里面的数据是靠阅读器读写出来的,能够进行数据的传输,首先是阅读器向应答器发出指令,之间建立通讯,电子标签根据收到阅读器的指令,将采集到一些表示性数据传给读写器。
(三)计算机和相关的软件后台管理是整个的核心系统,作用是对传过来的数据进行整合和处理,将有用的数据通过读写器传给电子标签,并存储起来。
(四)应用系统可写数据到标签里面,也可以把标签里面的数据读取出来,也可以直接请求阅读器完成。
本文专门为易腐液态食品的阻抗检测设计一套分析仪,整体设计方案中一共包括4个模块:第1个模块是测量溶液部分的电极和装置食品溶液的器皿;第2部分是前端放大调理电路和AD5933芯片;第3部分是STM32处理器部分;第4部分是上位机。
五、结束语
关于物联网的易腐食物监测系统,建立了一个关仪,监测奶制品的品质,是否变质等,让消费者能够喝上放心奶。于奶制品的产品追溯平台,消费者可以进入系统查询自己购买的食品,并介绍相关的生物阻抗分析
参考文献:
[1] 温新华,颜小飞,安冬. 基于AD5933的便携式阻抗仪研制. 计算机测量与控:2013.21(4).
[2] Analog Device. AD5933 Datasheet Document. Information on http://www.Analog.com/.
[3] J. Ferreira, F. Seoane, A. Ansede, et al. AD5933-BasedSpectrometer for Electrical Bioimpedance Applications [J]. Journal of physics: conferences series,2010. 224(1742-6569).
[4] 于曉森,范文举,张孝飞. 基于AD5933的鲜奶奶质检测仪设计. 长春工业大学学报(自然科学版):2011.4,32(2).