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1、青岛农业大学毕 业 论 文（设计） 题 目： 基于RFID的物联网食品安全追溯系统 姓 名： 学 院： 理学与信息科学学院 专 业： 电子信息工程 班 级： 0803 学 号： 20082592 指导教师： 2012 年 6 月 6 日目 录摘 要1Abstract2第一章 绪论31.1课题设计背景31.2课题设计目的41.3本文的主要工作及指导思想4第二章 课题方案论证52.1系统基本方案选择和论证52.1.1 物联网食品安全追溯流程52.1.2 RFID射频识别技术及EPC产品电子代码:62.1.3 RFID系统的构成和工作流程62.2 系统设计最终方案决定8第三章 系统设计93.1硬件设
2、计93.1.1射频读卡器微处理器模块93.1.2射频读卡器读写模块113.1.3射频识别标签卡及天线设计133.1.4射频读卡器通信模块143.2软件设计183.2.1 设计方案思想183.2.2设计流程图183.2.3主程序流程图193.2.4后端WEB服务组件的设计20第四章 调试与检测214.1系统调试:214.1.1系统硬件调试214.1.2系统软件调试214.2测试结果分析与结论224.2.1测试结果分析224.2.2 测试结论和实验截图22作品总结26致谢27参考文献28附录一：上位机源代码29附录二：WEB服务组件代码39摘 要随着近年来，诸多的食品安全事件的频繁发生，严重威胁消
3、费者的身体健康，引起了世界性的广泛关注，也影响了食品行业的健康、持续、稳定的发展。如何保证食品供应链的安全，已成为一个迫切需要解决的全球性课题。传统的对食品品质检验方法存在管理滞后、效率低下和较高的出错率等问题。利用RFID技术建立安全食品供应链体系可以有效解决以上问题。RFID系统可提供食品供应链中食品与来源之间的可靠联系，确保到达超市货架及厨房的食品的来源是清晰的，并可追踪到生产企业甚至是动物、植物个体及具体的加工操作人员。“民以食为天，食以安为先。”RFID技术在安全食品供应链的应用，对企业来说，有助于食品企业加强食品安全方面的管理，稳定和扩大消费群，提升市场竞争力；从食品供应链角度看，
4、为消费者营造了放心消费的环境，树立了良好的形象，切实提高了整条供应链的服务水平。虽然RFID在应用中还有一些问题需要解决，但是其应用前景是十分广阔的。关键词:食品安全追溯 RFID 14443-A-T 物联网2AbstractAs in recent years, many of the food safety problem happened frequently threatened consumer health, caused a worldwide attention, also influence the food industrys health, sustainable and
5、 stable development. How to guarantee the safety of the food supply chain has become an urgent need to address global issues. The traditional food quality inspection method of existing management lag, the efficiency is low and high rate of mistakes. Using of RFID technology establish safe food suppl
6、y chain system can effectively solve the above problems. The RFID system can provide food supply chain between food and source of reliable connection, make sure to supermarket shelves and kitchen of food source is clear, and can be traced to the production enterprise even animals and plants, individ
7、ual and specific processing personnel. Saying, food to Ann is first. RFID technology in the safety of the food supply chain application, enterprise, it helps to food enterprises to strengthen the management of food safety, stability and expand consumer group, improve market competitiveness; Accordin
8、g to the food supply chain perspective, build the trust for the consumer spending environment, establish a good image, improve the service level of the whole supply chain. Although RFID in application have some problems to be solved, but its application prospects are very broad. Keywords：Food safety
9、 tracing RFID 14443-A-T Internet of Things第一章 绪论1.1课题设计背景目前我国食品安全形势较为严峻，各类食品安全事件屡有发生，对人民群众的生命和健康安全造成极大危害。针对这一现象，政府统一安排，从2009年1月1日起，对肉及肉制品、豆制品、奶制品、蔬菜、水果等6类食品实施严格的市场准入。但由于管理手段落后，无法对食品生产、流通的各个环节进行有效的监管，市场准入制度的落实受到严重制约和影响。传统的对食品品质检验方法存在管理滞后、效率低下和较高的出错率等问题。RFID技术应用于食品供应链的体系可解决以上问题。RFID系统保障供应链中的食品与来源之间的可靠
10、联系，确保到达超市的货架和厨房食品的来源是清晰的，并可追溯到生产企业甚至是植物个体、动物及具体的操作加工人员。）“民以食为天，食以安为先。”RFID技术在安全食品供应链的应用，对企业来说，有助于食品企业加强食品安全方面的管理，稳定和扩大消费群，提升市场竞争力；从食品供应链角度看，为消费者营造了放心消费的环境，树立了良好的形象，切实提高了整条供应链的服务水平。建立食品跟踪与追溯的工作将对食品行业的发展产生巨大的影响。 随着智慧地球、感知中国等概念的提出,物联网技术得到了国内外各行各业的普遍认可，全球的物联网行业的发展将会有很大的前景。据美国科学时报报道，物联网是被称为继计算机，互联网之后的第三次
11、世界信息产业的浪潮。2008年全球经济危机出现后，物联网技术应运而生。“智慧地球”被认为是挽救危机、振兴经济的方式。针对美国“智慧地球”，温总理提出了感知中国的发展理念 2009年8月温家宝总理提出了“感知中国”，物联网被列为国家新兴战略性产业，已经写入了“政府工作报告”， 物联网从此在中国受到了全社会极大的关注。而物联网技术的核心就是RFID技术，因此借助物联网技术，去解决社会中存在的食品安全问题，显得尤为重要。目前基于RFID的物联网食品安全追溯系统已经在我国得到了广泛的应用。411.2课题设计目的(1)进一步熟悉和掌握RFID的工作原理和使用方法(2)熟悉单片机对外围设备的控制方法，学会
12、电路图的设计(3)通过对单片机的程序的实际编写，学习程序设计思路(4)了解RFID追溯系统的框架和射频模块的功能，为今后的学习工作做好充电1.3本文的主要工作及指导思想本系统以鲁花花生油为例，对鲁华花生油实行产品的溯源。RFID标签卡可以存储花生油从原料，加工，到成品运输等全过程的追溯，通过RFID射频识别技术，对标签卡实现了读写内部数据信息的功能，RFID标签卡不同于条形码RFID标签卡里的信息可以进行实时更新的功能，可以通过无线电波实时传输信息，从而可以在简单的WEB服务组件中查找相应的食品安全追溯信息，使食品安全生产管理者能够在出现食品安全问题时迅速的召回有害食品，防止有问题产品的快速流
13、散，从而通过物联网技术解决生活中的食品安全问题。该系统可实现非接触式的数据读写功能，数据采用了MIFARE加密算法，是得数据传输具有了安全性。数据的传输还采用了编码技术，可以适应较复杂的传输环境。另外处理器内含看门狗电路，具备较高的可靠性。物联网系统一般由感知层，网络层和应用层组成，由于3G等移动通信网络资源限制，本系统设计了感知层和应用层两部分。通过无线射频RFID读写器非接触式读取RFID标签中的数据信息为感知层。再通过一个简单的后端WEB服务组件完成相对应的食品安全信息溯源功能。 第二章 课题方案论证2.1系统基本方案选择和论证2.1.1 物联网食品安全追溯流程1)在生产食品的源头，无论
14、是动物饲养过程中吃的饲料信息，还是在植物种植过程中施加的肥料信息，均可以使用RFID电子标签存储到食品安全生产数据库中，以此来作为将来食品安全追溯原始数据。 2)在食品加工环节中，生产厂家、操作员工、食品加工方式以及时间等追溯信息也会记录到相应数据库的字段中。 3)通过对食品的流通过程中的每个环节布置含有多种传感器的读写器，可以记录该批食品流通过程中的环境信息。 4)在运输环节中，在车门里的读写器每隔几分钟就读取食品货箱的RFID标签信息，连同传感器的信息一起发送到食品安全追溯管理系统中记录数据，因为车厢内的信息基本一样，所以在读写器上而不是在RFID标签上集成传感器可以大幅度缩减系统成本。
15、5)在食品运输到仓库时，RFID读写器会读取食品信息以及入库时间，并且系统自动分配存货区域。仓库中布置的内嵌传感器的读写器，同样按照一定时间定时读取RFID标签信息已经环境信息。 6)根据记录的外界环境信息，物流仓库的质量评估系统将自动对库存中的食品进行评估，并且根据环境信息综合判断，保质期将到的食品先发货。 7)通过严格的控制流通过程，运送到消费者手中食品的安全性将会大大提高，因此，无论是在餐桌或是货架，消费者通过追溯系统既可查到食品的生产日期、原料产地、生产者等详细生长信息，通过食品安全测评系统对食品进行等级认证，以此就可以确保食品安全。 8)食品变质后，评估系统将实时改变评估结果，提醒消费者慎重购买，并且通知零售商将过期产品撤下货架。 9)当发生食品安
