[发明专利]基于RFID的水产品货架期预测信息读写器的设计与实现

说明书

技术领域

本RFID读写器是嵌入式系统技术和无线射频技术的集成创新，应用在多种水产品“从池塘到餐桌”的整个冷链流通过程中的实时信息的监测。

背景技术

近年来水产品安全事件的频繁发生，使得相关科研单位及其他部分都致力于探索不同的控制水产品安全的方法，即必须实现水产品在冷链流通过程的全程可跟踪和追溯，因此必须构建冷链实时信息的监测系统。

当前监测系统中，最常用的如条形码技术，该技术价格低廉，就今天企业和食品流通的现状，采用它进行信息标识更具可操作性。条形代码是一种微型数据文件，将符号转换为可读的数据，在信息传输系统中，提高仓库操作效率与正确率，推动仓库货位周转。但条形码存储的信息一旦写入便不可修改，并且不可重复使用。

而RFID系统因其本身所具有的特点，如体积小、容量大、可重复使用等，可支持快速读写、移动识别、定位及长期跟踪管理，为彻底解决水产品溯源和实时信息检测提供了可行的方案。由于RFID读写器能读写标签，因此RFID系统能反映水产品的流通渠道，更能反映流通过程中的各种实时信息，如温度、货架期等。但国内外对于RFID在食品行业的应用都还处于发展的初期，如泰国、澳大利亚、英国在畜牧等方面利用RFID完成了全程监控动物的基本状况，并在整个产业链当中追踪与监管。我国的食品工业目前与国外还不具可比性，对于食品的跟踪和追溯只是在少数，应用RFID进行食品安全保障的更在少数，只有部分城市的部分重要食品类别上开展。如目前在浙江等地已开始尝试对水产品采用此技术以实现水体到餐桌的全程质量跟踪管理。因此，在嵌入式系统技术日臻成熟的今天，将其与RFID技术结合研发应用于多种水产品的读写器，具备实现的可能性，并具有较好的发展前景。

发明内容

本读写器的射频模块工作频率是433MHz，与标签的通信距离是0～15m，属于远距离射频识别系统，因此采用电磁反向散射耦合的方式实现读写器和标签间能量的传递和数据的交换。

RFID读写器以MSP430F149为其微处理器，控制其余五大模块的工作。由于MSP430F149有大量的管脚、丰富的外围模块功能及强大的处理能力，故能较好地协调、管理各模块的工作，其各引脚的使用情况见图1所示。MSP430F149的基本外围电路包括晶体振荡器电路和复位电路，为芯片的工作提供时钟信号和复位信号。图2是32.768KHz的晶体振荡器是为处理器提供系统主时钟，图3是一个8MHz的晶振为MSP430F149的高速外围模块提供子系统时钟。图4所示的MSP430F149复位电路，按键产生的复位信号经过防抖动的滤波处理后经三个与非门的缓冲和延迟送到MSP430F149的复位引脚。

按照信号类型划分，可以本读写器划分为模拟部分和数字部分。图5是模拟部分收发数据的示意图，对于其发送端，首先由频率稳定的石英晶体振荡器产生所需的工作频率，震荡信号被馈送到由信号编码的基带信号控制调制器，同时将此基带信号送到频率合成器，经功率方法输出调制后的信号达到所需电平，耦合到震荡线圈输出。接收端则采用隔开的信号信道接收震荡线圈上受到的微弱信号，将此微弱信号放大、滤波除杂，经过混频提取基带信号，然后经过ASK或者FSK的解调后，可以得到来自标签的数据信息。

从功能上来看，RFID读写器的数字部分应该是一个完整的数据处理和控制系统，必然包括处理器、存储器、电源管理、用户界面、控制端口和数据端口等组成部分，图6即是本读写器的数字组成部分的示意图。数字部分主要完成的任务有：

(1)初始设置读写器，协调读写器的运行；

(2)与系统软件通信，执行系统软件命令；

(3)进行读写器与标签的身份验证；

(4)控制与标签的通信过程；