食品溯源监测应用中高效可靠无线感知系统的设计与实现

发布时间：2024-01-31 02:07

　　随着中国经济水平逐步提高,人们的生活质量有了保障,但现阶段我国食品滥用添加剂,掺假使假等问题时有发生。虽然政府部门和消费者越来越重视食品安全问题,但当前大部分食品溯源监测应用中的感知系统停留在固定于仓库和工厂之中的阶段,无法提供食品实时位置信息,并且其中的硬件设备耗能较高,采集数据缺乏保护容易丢失。导致溯源链条较短,难以涵盖整个物流过程,监测信息少实用性低。因此需要设计一款高效可用的无线感知系统为食品溯源监测应用的实用性和普及提供保障。在充分调研食品溯源系统及无线传感网络中通信与低能耗技术的基础上,本文首先根据使用场景需求提出了无线感知系统的整体设计方案。并从硬件选型,软件功能划分和通信方案等方面进行了说明。之后针对该系统关于低能耗及稳定性的重点问题提出相应解决策略:在节能方面根据节点休眠模式和感知数据特点提出了低功耗工作模式调度算法、基于位置预测的定位采集优化算法和基于数据相似性的动态数据上报触发算法;从系统稳定性方面提出基于数据特征的有限缓存管理方案。最后对无线感知系统进行了软硬件实现和功能测试与算法性能分析,测试结果符合预期。工作周期为10分钟的情况下,一次充电后节点可以使用20...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１食品溯源监测流程［Ｍ】??２００１年，欧盟中多个国家联合发起了家畜电子标识（ＩＤＥＡ）项目，使加盟国??家内的上百万头家畜及其相应食品链条得到监管

打包、物流、售出等各个重要环节的食品相关信息及其周围环境信息提供给食??品企业。并把这些信息透明化，通过互联网以查询设备、电话、短信等方式实??时呈现给监管部门和消费者的食品安全管理服务平台［１３］，具体系统流程见图２－??１。食品溯源系统范围包括众多食品企业或公司，涵盖多个学科....

图２－２传感器节点各部分能量消耗占比［２３１??（２）通信传输优化??

量差距很大，目前低能耗的感知节点处理器在休眠状态下电流可以保持在５ｍＡ??以内。在无线传输的过程中，通信模块运行的状态包括：数据上报、数据接收、??空闲以及休眠四种。图２－２展现了传感器节点不同运行情况下的能量消耗情况，??据图中所示，无线通信能耗主要是无线模块在收发数据及空闲侦....

图３－１食品溯源监测系统业务流程??

并进行保真存储，最后展现给用户；该系统也负责用户权限管理，??企业内食品种类管理，感知节点等设备管理等内容。??图３－１为一个典型应用场景下的业务流程。在整个食品生产到销售的流程??中，无线感知系统为食品安全监测应用提供食品存储和运输中周围环境的数据，??位置数据及物流信息。其中....

图3一无线感知系统架构

同感知节点绑定及解绑，并记录和上报食品的物流信息。??数据接收器用于接收感知节点和绑定工具上报的数据，按照格式进行存储，??供应用管理系统中的客户端设备如ＰＣ和手机端查看，并将数据及上传情况等??信息返回给感知节点和绑定工具。??在通信方案的选择上，为了使远距离的数据传输实现灵活....

本文编号：3890767