蓝莓溯源系统中读写器的研究与开发

发布时间：2017-10-29 17:16

  本文关键词：蓝莓溯源系统中读写器的研究与开发

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【摘要】：蓝莓(Blueberry)又名越橘、蓝浆果,研究表明蓝莓果实中含有花青素、黄酮醇和酚酸等生理活性物质,具有抗癌、抗氧化、抗骨质酥松、延缓神经衰老、降血压降血脂等多种功效,是一种极具发展前景的保健果品。但是目前国内食品安全问题频频发生,人们对食品安全也愈加重视,因此为蓝莓这种市场价格较高的果品建立一套“从农田到餐桌”的全程溯源系统是十分有现实意义的。通过分析蓝莓产品自身特点并结合RFID技术优势,本论文将RFID技术用于蓝莓溯源,构建出一套蓝莓溯源系统,在这其中主要完成了以下工作,首先,通过对蓝莓产业链分析,考虑追溯蓝莓从“田间到餐桌”的全过程的需要,确定了以生产基地环节、加工中心环节、配送中心环节和销售中心环节为溯源信息节点的模型架构,并对每个环节所录入的信息种类和信息容量进行分类,确保了溯源信息的全面性和可拓展性。其次,搭建了嵌入式Linux系统,并在此系统的基础上开发了QT4程序,为用户提供了良好的人机交互接口,进而设计了一款通用RFID模块,当搭载胶棒天线时用于和QT4程序进行串口通信,构成读写器的一部分,当配合锂电池和板载PCB天线时便构成了有源电子标签。最后,设计了基于时分多址技术的“点名+ID号延时”的标签防碰撞算法和标签低功耗算法,确保了数据高效传输和低功耗双赢。通过测试,本论文所设计的读写器实现了根据用户的要求将指定溯源数据准确的存入有源电子标签,当标签到达销售中心之后,读写器可以将标签中所存的溯源数据全部读取出来,并且可以根据用户的需求将此数据进行存储和上传,供管理者作进一步分析处理。
【关键词】：蓝莓溯源系统 RFID QT4 防碰撞算法 低功耗算法
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S663.9;TP391.44
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 研究背景及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势9-10
• 1.2.1 国内研究现状9
• 1.2.2 国外研究现状9-10
• 1.2.3 发展趋势10
• 1.3 论文主要研究内容及组织结构10-13
• 1.3.1 论文主要研究内容10-11
• 1.3.2 论文组织结构11-13
• 第2章 相关技术和蓝莓溯源系统架构13-27
• 2.1 RFID技术13-21
• 2.1.1 RFID技术简介13-14
• 2.1.2 RFID系统基本组成14-15
• 2.1.3 RFID防碰撞算法介绍15-21
• 2.2 嵌入式系统技术21-23
• 2.2.1 嵌入式系统简介21
• 2.2.2 嵌入式系统特点21
• 2.2.3 嵌入式操作系统简介21-23
• 2.3 蓝莓溯源系统架构23-26
• 2.3.1 生产基地环节23-24
• 2.3.2 加工中心环节24
• 2.3.3 配送中心环节24-25
• 2.3.4 销售中心环节25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 系统硬件设计与实现27-40
• 3.1 系统硬件设计综述27
• 3.2 系统主要元器件选型27-30
• 3.2.1 读写器主要元器件选型27-29
• 3.2.2 有源电子标签主要元器件选型29-30
• 3.3 读写器电路分析30-38
• 3.3.1 启动模式选择电路31-32
• 3.3.2 SDRAM电路32
• 3.3.3 S3C2440A寻址空间32-33
• 3.3.4 Nor Flash电路33-34
• 3.3.5 Nand Flash电路34-35
• 3.3.6 JTAG电路35
• 3.3.7 串口电路35-36
• 3.3.8 复位电路36
• 3.3.9 电源电路36-37
• 3.3.10 RFID模块电路分析37-38
• 3.4 有源电子标签电路分析38
• 3.5 系统外壳设计38-39
• 3.6 本章小结39-40
• 第4章 系统软件设计与实现40-68
• 4.1 系统软件设计综述40
• 4.2 系统开发环境搭建40-45
• 4.2.1 读写器开发环境搭建40-44
• 4.2.2 有源电子标签开发环境搭建44-45
• 4.3 嵌入式Linux系统搭建45-48
• 4.3.1 zImage内核移植45-47
• 4.3.2 构建根文件系统47-48
• 4.3.3 QTE-4.8.5 移植48
• 4.4 QT4程序设计48-56
• 4.4.1 登陆窗口程序48-51
• 4.4.2 串口通信程序51-54
• 4.4.3 数据存储程序54-55
• 4.4.4 生成可执行QT4文件55-56
• 4.5 嵌入式Linux系统设置56-57
• 4.6 读写器RFID模块程序设计57-63
• 4.6.1 串口通信程序57-60
• 4.6.2 Flash读写程序60-61
• 4.6.3 无线通信程序61-63
• 4.7 有源电子标签程序设计63-64
• 4.7.1 Flash读写程序63
• 4.7.2 无线通信程序63-64
• 4.8 改进防碰撞算法设计64-66
• 4.9 改进低功耗算法设计66-67
• 4.10 本章小结67-68
• 第5章 系统测试68-73
• 5.1 通信性能测试68-70
• 5.1.1 最大直线传输距离测试68-69
• 5.1.2 丢包率测试69-70
• 5.1.3 无线干扰测试70
• 5.2 环境适应性测试70-71
• 5.2.1 模拟震动环境测试70-71
• 5.2.2 模拟潮湿环境测试71
• 5.3 有源电子标签功耗测试71
• 5.4 本章小结71-73
• 第6章 总结与展望73-75
• 6.1 论文主要完成的工作73
• 6.2 存在的不足及展望73-75
• 致谢75-76
• 参考文献76-79
• 附录A 在学期间取得的成果和参与项目情况79-80
• 附录B 电路原理图80-84
• 附录C 实物图84-88
• 附录D 程序流程图88-91

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本文编号：1113914