一種果類農(nóng)產(chǎn)品溯源裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種果類農(nóng)產(chǎn)品溯源裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]食品安全事故頻發(fā)，果類農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量與安全監(jiān)測引發(fā)監(jiān)管部門和廣大消費者的深切關(guān)注。實現(xiàn)果類農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地的環(huán)境信息檢測、傳輸和查詢，是實施對安全果類農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量嚴(yán)格、持續(xù)、科學(xué)監(jiān)控、全程追溯以及品質(zhì)安全的重要基礎(chǔ)。現(xiàn)有果類農(nóng)產(chǎn)品溯源裝置，為監(jiān)管部門對果類農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)實施有效的監(jiān)控和管理提供便利，為消費者追溯其購買的果類農(nóng)產(chǎn)品的生長過程各階段的數(shù)據(jù)提供平臺，從而建立果類農(nóng)產(chǎn)品的安全事故防御機制。然而，現(xiàn)有的果類農(nóng)產(chǎn)品溯源裝置，受限于通信成本，通常只能在果場中選取樣本區(qū)，僅檢測該樣本區(qū)的相關(guān)信息，作為管理者和消費者追溯的信息源，從而無法實現(xiàn)果類農(nóng)產(chǎn)品的全方位信息追溯。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型提供一種果類農(nóng)產(chǎn)品溯源裝置，解決現(xiàn)有果類農(nóng)產(chǎn)品溯源裝置不能提供全方位信息的問題。
[0004]本實用新型通過以下技術(shù)方案解決上述問題:
[0005]—種果類農(nóng)產(chǎn)品溯源裝置，由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、果場數(shù)據(jù)集中器以及中心服務(wù)器組成;所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由至少一個無線傳感器節(jié)點組成;為每棵果樹設(shè)置一個無線傳感器節(jié)點，所述無線傳感器節(jié)點包括MCU控制模塊、無線發(fā)送接收模塊和檢測模塊;所述無線發(fā)送接收模塊與MCU控制模塊相連;所述檢測模塊的輸出端與MCU控制模塊相連;所述各無線傳感器節(jié)點通過無線發(fā)送接收模塊相互連接，或者直接與果場數(shù)據(jù)集中器無線連接；所述果場數(shù)據(jù)集中器與中心服務(wù)器無線連接;所述中心服務(wù)器與外部用戶端無線連接。
[0006]上述方案中，所述檢測模塊由土壤溫濕度傳感器、生長環(huán)境溫濕度傳感器和重金屬含量檢測傳感器組成;所述土壤溫濕度傳感器的輸出端與MCU控制模塊相連;所述生長環(huán)境溫濕度傳感器的輸出端與MCU控制模塊相連;所述重金屬含量檢測傳感器的輸出端與MCU控制模塊相連。
[0007]上述方案中，所述無線傳感器節(jié)點進一步包括電源模塊;所述電源模塊包括輔助電源、鋰電池、柔性薄膜光伏電池陣列以及MPPT智能充電模塊;所述柔性薄膜光伏電池陣列的一路輸出端與MPPT智能充電模塊的一路輸入端相連，所述柔性薄膜光伏電池陣列的另一路輸出端與MPPT智能充電模塊的另一路輸入端相連;所述MPPT智能充電模塊的輸出端與鋰電池正極相連，所述MPPT智能充電模塊的輸出端與輔助電源的一路輸入端相連;所述鋰電池的負(fù)極與MPPT智能充電模塊的另一路輸入端相連，所述鋰電池的負(fù)極與輔助電源的另一路輸入端相連;所述輔助電源的3路輸出端分別與MCU控制模塊、無線發(fā)送接收模塊及檢測模塊的供電端相連。
[0008]本實用新型的優(yōu)點與效果是:
[0009]1、在每顆樹處設(shè)置一個無線傳感器節(jié)點，各無線傳感器節(jié)點直接與果場數(shù)據(jù)集中器無線連接，或者經(jīng)其它無線傳感器節(jié)點與果場數(shù)據(jù)集中器無線連接，各無線傳感器節(jié)點組成一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將各無線傳感器節(jié)點檢測到的數(shù)據(jù)匯聚至果場數(shù)據(jù)集中器，進而為管理者和消費者提供整個果場中果類農(nóng)產(chǎn)品的全方位信息；
[0010]2、檢測每棵果樹的土壤溫濕度、生長環(huán)境溫濕度和重金屬含量，為管理者和消費者提供充分反映該果樹生長過程的各數(shù)據(jù)，便于管理者和消費者全面了解果類農(nóng)產(chǎn)品當(dāng)前的和歷史的數(shù)據(jù)信息;運用太陽能持續(xù)供電，避免受限于市電供應(yīng)，且大大降低成本。
【附圖說明】
[0011 ]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0012]圖2為本實用新型無線傳感器節(jié)點的原理框圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合實施例對本實用新型作進一步說明，但本實用新型并不局限于這些實施例。
[0014]—種果類農(nóng)產(chǎn)品溯源裝置，由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、果場數(shù)據(jù)集中器以及中心服務(wù)器組成;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由至少一個無線傳感器節(jié)點組成，各無線傳感器節(jié)點直接與果場數(shù)據(jù)集中器無線連接，或者經(jīng)至少一個無線傳感器節(jié)點后與果場數(shù)據(jù)集中器無線連接;果場數(shù)據(jù)集中器與中心服務(wù)器無線連接;中心服務(wù)器與外部用戶端無線連接，如圖1所示。
[0015]無線傳感器節(jié)點安裝于各棵果樹處，即為每棵果樹設(shè)置一個無線傳感器節(jié)點。無線傳感器節(jié)點由MCU控制模塊、無線發(fā)送接收模塊、檢測模塊和電源模塊組成，用于檢測果樹的相關(guān)數(shù)據(jù)，并在MCU控制模塊的控制下通過無線發(fā)送接收模塊直接發(fā)送至果場數(shù)據(jù)集中器，或者通過其它至少I個無線傳感器節(jié)點的無線發(fā)送接收模塊轉(zhuǎn)發(fā)至果場數(shù)據(jù)集中器。將眾多無線傳感器節(jié)點被密集部署于果場，形成無中心節(jié)點、全分布式的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，具有規(guī)模大、密度高、動態(tài)性強的優(yōu)點。無線傳感器節(jié)點間具有良好的協(xié)作能力，通過局部的數(shù)據(jù)交換來完成全局任務(wù)。無線傳感器節(jié)點的各組分連接關(guān)系為:無線發(fā)送接收模塊與MCU控制模塊相連;檢測模塊的輸出端與MCU控制模塊相連;各無線傳感器節(jié)點通過無線發(fā)送接收模塊相互連接，或者直接與果場數(shù)據(jù)集中器無線連接；電源模塊與MCU控制模塊、無線發(fā)送接收模塊、檢測模塊的供電端相連，如圖2所示。
[0016]檢測模塊的檢測過程具有可重復(fù)性，可連續(xù)測定，檢測到的數(shù)據(jù)用于提供給果農(nóng)，便于果農(nóng)實時掌握果樹的生長狀況，以及根據(jù)需求及時改善土壤；用于提供給銷售者和消費者，便于購買者了解自己購置的果類農(nóng)產(chǎn)品的實際生長情況。果樹在適宜的溫度下，才能健康生長、開花、結(jié)果，在果樹不同的生長階段，低于或高于適宜生長的溫度，會導(dǎo)致果樹生長緩慢、生成病害、甚至休眠；果樹根系需吸收水分、養(yǎng)分，通過導(dǎo)管運送至果樹上，經(jīng)輸液進行光合作用，生成碳水化合物，提供果樹生長的能源，水分過量或不足，均容易導(dǎo)致果樹根系的吸收能力減弱，減緩果樹生長，降低產(chǎn)量;隨著城鄉(xiāng)工業(yè)化進程的加快，三廢的超標(biāo)排放導(dǎo)致果場出現(xiàn)了重金屬污染，主要由銅、鎘、汞等，容易導(dǎo)致果樹生長緩慢、樹梢枯萎甚至死亡，果類農(nóng)產(chǎn)品通過食物鏈進入人體，危害極大。根據(jù)實際需求，檢測模塊設(shè)置了土壤溫濕度傳感器、生長環(huán)境溫濕度傳感器和重金屬含量檢測傳感器;土壤溫濕度傳感器的輸出端與MCU控制模塊相連;生長環(huán)境溫濕度傳感器的輸出端與MCU控制模塊相連;重金屬含量檢測傳感器的輸出端與MCU控制模塊相連，如圖2所示。
[0017]土壤溫濕度傳感器需應(yīng)對復(fù)雜的野外環(huán)境，除自身需具備高精度、高防護等級、高可靠性、卓越的長期穩(wěn)定性以及高抗干擾能力的特點之外，還需外加防護套后，埋入土壤中，注意土壤不能堵住防護套口，且土壤溫濕度傳感器的探頭需露出土壤部分約I厘米，否則無法檢測或者檢測結(jié)果不準(zhǔn)確;土壤溫濕度傳感器外殼采用耐堿、耐腐蝕材料，內(nèi)部集成溫濕度數(shù)字傳感器，內(nèi)設(shè)溫敏元件和濕敏元件，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，對外輸出數(shù)字量;土壤溫濕度傳感器采用熱電阻，利用電磁脈沖原理，根據(jù)電磁波在土壤中的傳播頻率來測試土壤的表觀介電常數(shù)的變化，將這些變化轉(zhuǎn)變?yōu)榕c土壤體積含水量成比例的mV信號來計算土壤體積含水量。生長環(huán)境溫濕度傳感器置于果樹生長的環(huán)境中，用于檢測果樹周圍環(huán)境的溫濕度;生長環(huán)境溫濕度傳感器與土壤溫濕度傳感器一樣，同樣需要具備高精度、高防護等級高可靠性、卓越的長期穩(wěn)定性以及高抗干擾能力的特點；設(shè)置了溫度補償電路，在環(huán)境溫度低于25攝氏度時，運用實時溫度以及相關(guān)參數(shù)對相對濕度進行補償，以獲取準(zhǔn)確的相對濕度。重金屬含量檢測傳感器為電化學(xué)傳感器，對土壤中重金屬采用電化學(xué)中的陽極溶出伏安法，即運用了重金屬在不同電位條件下易發(fā)生氧化還原反應(yīng)的原理，可同時測定多個元素含量；電化學(xué)傳感器的電極在某個恒定電位下電解土壤中重金屬，經(jīng)過一定時間的休止期，反向改變電位，使得富集在工作電極表面的重金屬逐個溶出，采集記錄溶出過程中的電流-電壓曲線，輸入至MCU控制模塊;具有操作簡單、抗干擾性強、靈敏度高的特點，是檢測土壤重金屬最有效的方案。
[0018]各無線傳感器節(jié)點均具有無線通信功能，以無線方式對果樹各數(shù)據(jù)進行