一种基于RFID的食品信息管理系统的制作方法

本实用新型涉及食品管理技术领域，具体而言，涉及一种基于RFID的食品信息管理系统。

背景技术：

食品安全事件的频繁发生，严重危害着消费者的身体健康；如何保证对食品整个供应链进行监控和跟踪是解决食品安全问题的关键手段；目前，现有的做法是通过人工记录数据的方式进行数据保存，此种做法的缺陷是监管效率低下，数据容易丢失，并且整个供应链的数据传输容易发生脱节，进而无法做到对食品进行有效地追踪和溯源。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种基于RFID的食品信息管理系统，能够实现对食品进行追踪和溯源，进而实现对食品进行安全有效地管理。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种基于RFID的食品信息管理系统，包括：

具有唯一ID信息的射频识别RFID电子标签，所述RFID电子标签固定于被信息追踪的食品包装上，所述RFID电子标签内含有对应的食品标识和食品信息。

RFID读写器，所述RFID读写器通过天线与所述RFID电子标签进行无线通信；所述RFID读写器包括读卡器和写卡器，所述读卡器用于读取所述RFID电子标签的ID信息、所述食品标识和食品信息，所述写卡器用于将所述食品标识和所述食品信息写入到所述RFID电子标签，所述RFID读写器还用于将所述食品标识和所述食品信息发送到信息管理服务器，所述RFID读写器还用于将读取的所述RFID电子标签内的食品信息发送至管理终端；

信息管理服务器和管理终端，所述信息管理服务器用于根据管理终端的请求给用户配置权限，还用于接收管理终端的查询请求，将与所述查询请求将相对应的食品信息发送至管理终端。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：

所述RFID读写器包括：用于射频输出的天线接口、电源接口和通讯接口；

其中，所述天线接口采用标准SMA接头，用于与天线相连接；

所述电源接口用于与供电电源相连接，所述通讯接口用于与所述管理终端相连接。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述通讯接口为：网线接口、串行接口和USB接口中的任意一种或多种。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：

所述RFID读写器采用基于Linux系统的树莓派硬件平台搭建。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：

所述RFID电子标签内设置有存储区，所述存储区存储有食品的静态属性信息和动态属性信息，所述静态属性信包括：生产商已经固化的信息和/或第一级批发商输入的信息，作为溯源信息的源节点；所述动态属性信息包括在食品流通过程中产生的信息；静态属性信息不能被修改,动态属性信息可以进行动态地更新和维护。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中：

所述信息管理服务器通过以下方式给用户配置权限：

接收管理终端发送的所述RFID电子标签的ID信息和公钥信息；

对所述RFID电子标签的ID信息和公钥信息进行散列运算，并用私钥进行签名得到签名数据，然后将所述公钥和所述签名数据发送至管理终端。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中：

所述管理终端还用于：通过编辑文字、拍照、绘图的方式制作所述食品的图文导航信息，以便于对所述食品进行查找。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中：

所述RFID读写器通过多天线分支器与天线相连接，所述多天线分支器用于扩展与所述RFID读写器相连接的天线的数量。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中：

所述多天线分支器还与载波抑制元件相连接，所述载波抑制元件接收所述多天线分支器传输的信息，传输所述信息给RFID读写器，并抑制RFID读写器产生的载波泄露。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第九种可能的实施方式，其中：

所述多天线分支器还连接有选通元件，所述选通元件用于选择和控制进行工作的天线的数量新增：RFID的食品信息管理系统通过对食品进销存的全过程监控，实现对食品的生产销售情况进行溯源。

本实用新型实施例所提供的一种基于RFID的食品信息管理系统，包括：具有唯一ID信息的RFID电子标签、RFID读写器、信息管理服务器和管理终端，RFID电子标签固定于食品的包装上，通过RFID读写器将不断地将最新的食品信息数据写入到RFID电子标签内和信息管理服务器内，RFID读写器从RFID电子标签中读取的食品信息数据信息发送到管理终端，供管理终端进行查看和管理；管理终端也可以直接向信息管理服务器发送请求查看对应的食品信息；因此，本申请的实施例中，当消费者或者食品管理人员需要查看或者追踪食品的信息时，只需通过RFID读写器读取在该食品包装上的RFID电子标签的食品信息数据，RFID读写器将该食品信息数据发送到管理终端进行显示，进而能够做到对食品进行追踪和溯源，实现对食品进行安全、有效地管理。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本实用新型一个实施例所提供的一种基于RFID的食品信息管理系统的结构示意图；

图2示出了本实用新型另一个实施例所提供的一种基于RFID的食品信息管理系统的结构示意图；

图3示出了本实用新型一个实施例所提供的一种基于RFID的食品信息管理系统的功能示意图。

附图标记如下：

100-信息管理服务器；110-RFID电子标签；120-RFID读写器；130-管理终端；140-多天线分支器；150-载波抑制元件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前食品的流通过程缺乏有效地管理机制，基于此，本申请提供的一种基于RFID的食品信息管理系统，可以实现对食品进行有效地追踪和溯源。

为便于对本实施例进行理解，首先对本实用新型实施例中所公开的一种基于RFID的食品信息管理系统进行详细介绍。

如图1所示的实施例，本实施例中给出了一种基于RFID的食品信息管理系统，该系统包括：

具有唯一ID信息的射频识别RFID电子标签110，该RFID电子标签110固定于被信息追踪的食品包装上，所述RFID电子标签内含有对应的食品标识和食品信息，该食品标识包括：食品条形码、食品的二维码数据等信息。

RFID读写器120，该RFID读写器120通过天线与RFID电子标签110进行无线通信，以对该RFID电子标签进行信息读取和写入；RFID读写器120包括读卡器和写卡器，其中该读卡器用于读取上述RFID电子标签110的ID信息、食品标识和食品信息，上述写卡器用于将食品标识和食品在不同流通阶段的食品信息写入到RFID电子标签110，RFID读写器120还用于将食品标识和食品信息发送到信息管理服务器，并且信息管理服务器进行存储，所述的RFID读写器120还用于将读取的所述RFID电子标签内的食品信息直接发送至管理终端130，供终端用户进行查看。

信息管理服务器100和管理终端130，信息管理服务器100用于根据管理终端130的请求给用户配置权限，还用于接收管理终端130的查询请求，并将与该查询请求相对应的食品信息发送至管理终端进行呈现；该管理终端130用于查看和管理所述ID信息以及所述食品标识所对应的食品信息数据。

因此本实施例中，可以通过用户使用RFID读写器直接读取RFID电子标签的食品信息，该食品信息被发送到对应的管理终端进行查看，也可以由用户在相应的管理终端直接输入食品的ID信息的方式进行查询。

上述实施例中在实现时配合一个数据管理系统进行工作，该数据管理系统构建在网络侧，在信息管理服务器和管理终端的配合下实现食品信息数据管理和数据存储等功能，并配合RFID电子标签110、RFID读写器120实现整个食品信息管理系统的功能；RFID读写器还用于将ID信息和食品标识发送至信息管理服务器进行存储，在收到管理终端的查询请求后信息管理服务器调取与ID信息和食品标识相对应的食品信息发送至管理终端。

上述信息管理服务器还接收管理终端的信息输入；信息管理服务器接收管理终端发送的RFID电子标签的ID信息和公钥信息；对RFID电子标签的ID信息和公钥信息进行散列运算(hash算法)，并用私钥进行签名得到签名数据，然后将所述的公钥和所述的签名数据发送至管理终端，用户得到该公钥和签名数据以后就可以拥有权限将相应的食品信息写入RFID电子标签。

上述RFID电子标签内设置有存储区，该存储区存储有食品的静态属性信息和动态属性信息，所述的静态属性信包括：生产商已经固化的信息和/或第一级批发商输入的信息，作为溯源信息的源节点；所述的动态属性信息包括在食品流通过程中各级批发商或者销售商产生的信息，作为感知节点；静态属性信息不能被修改,动态属性信息可以进行动态地更新和维护；

感知节点动态属性信息用二维表Attr_D表示,静态属性信息用二维表Attr_S表示，静态属性信息存储了食品的条形码BN、食品生产许可证QS(一级为生产商)、或者食品流通许可证SP(一级为批发商)等的散列值，利用商家的私钥进行加密存储防止信息被篡改；静态属性信息存储了食品流通链的第一个环节的信息，而动态属性信息存储记录了食品流通过程中的各个环节的信息；进一步的，可以根据RFID电子标签存储空间的大小，制定动态属性信息数据的数目。

本实施例在使用过程中，生产商或一级批发商将具有唯一ID信息的RFID电子标签固定在食品上或者食品包装上，由生产商或一级批发商利用RFID读写器120的读卡器读取RFID电子标签110中的ID信息，然后由生产商或一级批发商将食品标识(如食品条形码、二维码数据等)通过RFID读写器120的写卡器写入到RFID电子标签110的存储区，并通过管理终端向信息管理服务器提供该生产商或一级批发商对应的公钥PK1，利用公钥加密算法，生成Attr_S，并存储至RFID电子标签的存储区；第二级批发商扫描食品包装上的RFID电子标签数据，读取标签信息Attr_S，验证商品的真伪，如果无法解密Attr_S，则证明食品不符合要求；如果成功解密，则在存储区域添加Attr_D2，上传第二级批发商对应的公钥PK2信息；进一步的，第i级批发商(或者销售商)依次不断添加动态属性信息二维表Attr_Di，并上传第i级销售商对应的公钥PKi信息到信息管理服务器。

上述各级批发商或者销售商通过RFID读写器120将RFID电子标签110的ID信息、食品标识、食品名称、厂家、原料、生产日期、保质期等食品信息数据，录入数据管理系统，并以ID信息为唯一标示；并且，在食品流通的不同阶段，都需要通过RFID读写器120将食品信息数据不断录入到数据管理系统，以便于在后期进行食品跟踪和溯源时得到有效的数据。

上述的数据管理系统在管理终端上实现操作，并为WEB管理系统，采用H5技术编写，该数据管理系统满足既能够在普通PC机上进行操作，又能够适应Android、IOS操作系统的移动终端(比如手机、平板电脑等)，通过配置简单WEB服务器即可以实现数据库和网络应用程序的的部署，具有简单方便、成本低和实用性强的优点。

数据管理系统构建在网络侧，在管理终端进行操作，该数据管理系统能够提供数据存储服务，数据存储可以用数据库功能实现；在某一具体实施例中，为方便信息的检索，将该数据库划分为进货数据库、销货数据库、存货数据库；当销售商或批发商从上级销售商或者上级批发商处获取食品时，读取上述RFID电子标签的ID信息，然后结合上级销售商或者上级批发商的信息，存入进货数据库；当销售商或批发商在销售商品时，读取RFID电子标签的ID信息，然后结合下级商家信息或者用户信息，存入销货数据库；数据管理系统依据进货和销货信息的对比，计算出仓库存储的食品信息，动态更新存货数据并存入存货数据库；本实施例中食品从厂家到各级销售商或者批发商的整个流通过程中均具有详细的信息记载，可以实现对整个食品流通过程的有效监控，做到食品的追踪和溯源，进而能够有效地把控食品的安全。

需要说明的是，上述实施例中数据管理系统中数据库的划分方式并不是固定的，此处并没有对其划分方式进行限定，进一步的，上述数据库的划分方式根据实际应用情况进行划分；上述的管理终端可以为个人电脑PC机、手机、平板电脑等设备。

在消费者需要查询某一食品的流通过程时，通过RFID读写器读取该食品的RFID电子标签数据，上述管理终端130即可依据时间顺序显示该食品的数据信息。

管理者需要监控食品流通信息时，也可以在相应的管理终端130通过食品名称、厂家名称、RFID电子标签的ID信息等，查询该食品流通情况。

需要说明的是，为方便数据信息的写入，上述RFID读写器可以设置有显示装置和信息输入装置，比如显示器和键盘等设备。

上述RFID读写器包括：用于射频输出的天线接口、电源接口和通讯接口；进一步的，考虑到通信传输的效率，该RFID读写器设置有4路用于射频输出的天线接口；

其中，所述的天线接口采用标准SMA接头，用于与天线相连接，RFID通过天线与RFID电子标签进行相互通信；

所述的电源接口用于与供电电源相连接，该供电电源用于向RFID读写器进行供电；

所述的通讯接口用于与管理终端相连接。

上述的通讯接口为：网线接口、串行接口和USB接口中的任意一种或多种；进而RFID读写器可以通过网线、RS-232、RS-485、RS-422或者USB连接线等与管理终端或者其他控制设备进行通信连接。

进一步的，上述RFID读写器采用基于Linux系统的树莓派硬件平台搭建；具有轻量化、成本低的优点。

优选地，整个食品流通过程中得到的所述食品信息数据包括以下信息的一项或多项：食品生产信息、原料信息、食品检验信息、食品流通信息；进而能够对食品的信息进行全面、严格地记录，实现对食品整个流通过程的有效监控，能够对食品进行有效地追踪和溯源。

进一步的，上述的食品信息数据还包括：该食品的生产商、各级批发商和销售商的经纬度信息，所述生产商、各级批发商和销售商的经纬度信息通过卫星定位装置获取；该经纬度信息结合所述的生产商、各级批发商和销售商的信息一块存入至数据管理系统，以便于查询人员能够快速查找到该生产商、各级批发商和销售商的地理位置。

在某一具体实施例中，上述的管理终端还用于：通过编辑文字、拍照、绘图的方式制作所述食品的图文导航信息，规划制作出食品的导航路线，并将该导航路线作为食品数据信息进行存储，以便于工作人员对所述的食品进行快速查找。

由于RFID读写器的天线接口(射频输出接口)的数量是有限的(最多的时候可以设置8个射频输出接口)，并且无法做到数量的扩展，在设置有多个RFID电子标签的食品管理系统中，当RFID读写器连接的天线数量少于RFID电子标签的数量的情况下，便无法实现只使用一个RFID读写器同时与多个RFID电子标签进行通信，无法对目标识别区域进行全方位覆盖，进而将影响整个系统的通信效率。

如图2所示的实施例，本实施例中示出了上述RFID读写器120通过多天线分支器140与天线相连接，该多天线分支器140用于扩展与所述RFID读写器120相连接的天线的数量；

进一步的，上述多天线分支器140还与载波抑制元件150相连接，该载波抑制元件150接收多天线分支器140传输的信息，该载波抑制元件传输该信息给RFID读写器120，并抑制RFID读写器120产生的载波泄露。

多天线分支器是一种射频识别RFID读写器的天线扩展中间设备，RFID读写器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，并且RFID读写器和天线之间是通过SMA射频连接线进行连接，本实施例中，为了使得在不增加RFID读写器数量的前提下，通过多天线分支器实现RFID读写器扩展连接多个天线。

多天线分支器可将多个天线同时连接到一台RFID读写器上，并可以实现对多个天线的管理控制，可实现将最多256个天线端接口同时连接到一台RFID读写器的一个天线接口(射频输出端口)，并在控制设备的控制下实现对256个天线端接口的管理控制。在一个控制周期内，可以打开256个天线端接口中的指定一路射频通道，在保证RFID读写器的射频输出功率不被降低的情况，获得更大的读取范围和读取效果。

作为优选的，上述的多天线分支器采用特高频无线电波UHF多天线分支器，其具有结构简单、性能可靠、使用方便、成本低廉等优点。

本实施例通过多天分支器中间硬件扩充了RFID读写器所接天线数量，扩大RFID读写器阅读范围，大大降低RFID项目实施成本。

在RFID读写器工作过程中，RFID读写器在接收RFID电子标签信息时会产生载波泄露，从而影响接收到的RFID电子标签信息的信噪比，进而导致RFID读写器容易出现RFID电子标签信息解调错误，上述载波抑制元件能够产生和泄露的载波的相位相反的载波，从而与泄露的载波抵消，这样能够减少RFID读写器出现RFID电子标签信息解调错误的情况发生。

在某一具体实施例中，上述的多天线分支器还连接有选通元件，所述选通元件用于选择和控制进行工作的天线的数量。

图3中给出了本申请一个实施例中食品信息管理系统的功能示意图，生产商、销货商操作主要实现各个食品流通链环节中参与者的信息管理，包括信息添加、修改、删除等功能、食品识别码申请、食品溯源查询的功能；系统管理员操作，主要实现溯源系统的用户信息管理、用户权限管理、用户角色管理；消费者查询功能主要实现的是根据消费者通过RFID读写器读取的RFID电子标签内商品的ID，查询显示商品的溯源、防伪和质保等等信息；执法者操作功能主要提供一个管理接口，为上级执法监督部门提供商家证照资质查询和信息管理、食品溯源管理、食品质量监督等功能。

需要说明的是，上述信息管理服务器为数据管理类服务器，信息管理服务器与管理终端进行通信，上述本申请实施例中并未对RFID电子标签的数量、RFID读写器的数量、管理终端的数量进行限定，其数量值因不同的应用情况而异。

需要说明的是，上述实施例中的功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本实用新型的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本实用新型各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。