TYK-SP01型 食品溯源物联网实训系统
一、系统简介
TYK-SP01型 食品溯源物联网实训系统是针对近年来频发的食品安全危机设计的覆盖食品“产、加、运、储、销”各个环节的追溯系统。它综合运用传感器采集、RFID射频识别、设备控制、无线传感器网络、嵌入式系统、网络通信等物联网技术以及多学科技术的交叉融合，依托部署在溯源沙盘中的各种传感器节点、射频识别装置、控制节点、智能网关、服务器以及客户端等，实现食品生产环节的智能感知与控制，加工环节的标签自动识别读写，运输环节的车辆智能定位与智能冷链感知，仓储环节的货架信息的智能感知，超市销售环节的自助结算和食品溯源查询等功能，为提供安全可靠的食品保驾护航。
二、系统构成
TYK-SP01型 食品溯源物联网实训系统主要分为农牧业生产区、加工厂、交通运输、仓储区、超市销售结算区，分别实现智能农牧业系统、食品加工标签智能识别系统、车辆运输跟踪管理系统、仓储管理系统、智能超市结算系统等。
1、系统外观
2、系统拓扑
3、种植环节——智能农业大棚监控系统
智能农业大棚环境监控系统集成传感器采集、设备控制、嵌入式实时处理以及无线通信等技术，利用各种传感器实时采集农作物生长过程中的光照、空气温湿度、土壤温湿度、二氧化碳浓度等参数，并通过无线传感器网络传输至智能网关的监控平台，平台软件利用农业专家系统预设的农作物生长的各项指标要求，经过分析处理，及时精确地控制农用设备的自动开启、关闭（如远程控制节水系统、调整大棚内湿度、控制通风换气的阀门等），调节大棚环境状况使其更有利于农作物的生长，进而达到提高农作物产量和质量的目的。同时，大棚内安装网络摄像头，可以通过监控平台远程监控农作物的长势情况和大棚的安全状况。
4、养殖环节——智能养殖场系统
智能养殖场系统包括鱼塘养殖场和牛羊养殖场两种系统。
鱼塘：通过中央控制系统可以远程控制水循环换气泵工作，改善鱼塘水环境。
牲畜养殖场：系统将超高频电子标签悬挂在牛羊模型上或者放在牛羊模型下模拟牛羊耳标，利用超高频读卡器多卡识别的特点动态读取多张超高频电子标签，用于实现养殖场牛羊牲畜的自动盘点。
5、加工环节——食品智能识别系统
加工厂环节主要模拟对农产品（如蔬菜、牛羊肉、鱼肉等）的加工，具体包括记录运输原材料的车辆进厂日期、时间等；实时采集工厂室内温湿度等环境参数；控制换气阀门调整加工环境；并为产品包装打印RFID电子标签（高频和超高频标签），系统中记录了加工单位、加工日期、加工过程所使用的添加剂、包装重量、环境参数等；以及记录运输产品的车辆信息等，这些信息均通过无线传感器网络和以太网传输至服务器数据库中进行保存。
6、 运输环节——运输车辆跟踪系统
运输环节主要模拟运输车辆装满货物，从种植区驶出、途径加工厂，加油站、ETC公路、到达仓库卸货，*后进入超市的整个过程。
运输车辆依靠RFID技术模拟GPS地理定位装置，将车辆所处的地理信息、产品所处环境的温湿度数据通过无线网络及时传输给服务器数据库，加工厂出货人员和仓储管理人员只需登录到运输车辆跟踪客户端系统，就可以查阅到当前车辆所处的地理位置，运行轨迹，监测运输车辆是否安全到达目的地等。
对于不规则货物，可采用机器臂控制系统装卸货。六自由度机械臂的臂部由大臂、小臂组成，一般具有两个自由度，即伸缩、回转、俯仰或升降，采用单片机控制运动轨迹。当小车到达装卸货指定地点时，通过无线向管理平台发出命令，管理平台接收到后，通过无线通信向机器臂控制器发送装卸货指令，控制器接收到命令后，就按照指定的取货位置，操作机器臂经过回转、伸缩、升降、俯仰等几组动作组合，实现货物的自动装卸。货物装卸完成后，运输车自动离开。
 机械臂 |
 机器臂搬运货物 |
7、 仓储环节——仓储物品自动感知系统
仓储环节主要模拟产品出入仓库、物品货架库位的自动识别、物品信息自动盘点等功能。该环节有两种展示形式，一种是实际仓储方式，一种在沙盘上模拟。
实际仓储管理系统将物品信息绑定到超高频电子标签中，通过仓库出入口处安装的超高频读写器对电子标签进行识别，实现远距离、准确地采集物品出入库信息；同时采用铝制货架，货架每一层的每一个库位都安装有高频天线，通过多路选择器连接到高频读卡器上，用于识别库位上放置的物品，实现对库位现有货物的盘点以及货物的定位功能。出入库超高频读写器以及盘点高频读写器分别通过以太网和无线传感器网络接入中央控制系统，由中央控制系统统一管理。
模拟的立体仓库的库位是可伸缩移动的。它主要由电动丝杠滑台、滑台驱动器、滑台控制器三部分组成，安装在铝合金框架内，形成一个至少4库位的立体仓库。
8、供销环节——超市智能溯源与结算系统
供销环节主要模拟超市的称重功能、自动结算和商品溯源查询等三个功能。
称重功能首先通过RFID读写器读出商品上RFID标签信息，并将此商品在电子秤上称出重量，同时输入商品单价并结算出总价，*后将商品的名称，价格信息通过标签打印机打印出对应信息和用于溯源与结算的二维码。
结算功能：系统可采用扫描枪扫描商品上的二维码实现结算，语音播报当前结算总额。也可以使用设置的超高频读卡器完成货物（带有超高频标签）的自动结算功能。即将多件带有超高频标签的货物同时经过超高频读卡器，系统会自动将货物名称和单价以及总价显示出来，并通过语音播放器播报商品总价。
溯源查询功能：用户可以将携带二维码标签的商品拿到溯源查询一体机的识别区，通过二维码识别系统读取存储的信息，在终端界面上显示商品的原产地、加工厂状况、运输状况以及单价等信息。
三、硬件组成
服务器、客户端、铝合金钢架模型等组成。
感知设备：
主要由传感器调理板、ZigBee无线通信模块以及接口底板组成。传感器涉及环境温湿度、土壤温湿度、光线强度、二氧化碳浓度等，可根据客户需求定制不同类型的传感器节点。它们通过ZigBee技术将采样数据传输给中央控制系统的智能网关。
控制设备：
主要由执行设备、ZigBee无线通信模块以及接口底板组成。控制设备主要分为直流供电型、以及交流供电型。直流供电型主要针对执行设备的供电是直流电源，如道闸控制器、加工厂模拟通风扇等，它们的供电电源均是DC12V。交流供电型主要针对执行设备的供电是交流市电电源，如滴灌、加湿器、换气泵等，它们的供电电源均是AC220V。控制设备通过ZigBee通信技术向智能网关发送当前设备的控制状态或接收智能网关的控制命令。
射频识别装置：
本系统中的射频识别装置主要包括两种，一种是超高频读写器装置、一种是高频读写器装置，分别用在仓储出入库环节、以及仓储货架商品自动盘点环节。
视频监控设备：
采用网络摄像机，安装在温室大棚内部，用于温室大棚环境远程监控。
智能小车：
由核心控制板、ZigBee通信模块、传感器采集板、伺服电机、供电板、轮式底盘等组成，通过核心控制板固化的采样控制程序，实现车辆的自动循迹、避障、红灯择路行驶、前进、后退、左右转弯、到站停车、以及与智能网关的无线通信等功能。
智能网关：
安装在中央控制系统区域的实验桌上，整体封装在模具内，操作方便，美观大方。嵌入式主板集成ZigBee无线通信模块，与系统传感器节点、控制器节点进行ZigBee数据通信。主板集成了以太网接口，通过TCP/IP协议与PC服务器或客户端进行数据通信。同时，主板集成了WiFi模块，可直接连接无线路由器，替换以太网布线，降低了系统的复杂度。而且，主板留有3G模块的接口，可实现智能网关直接接入移动互联网的功能。
PC服务器：
它是整个应用系统的核心，主要运行食品溯源服务器应用程序，建立数据库和Socket服务器，实时监听客户端的请求，存储与客户端的TCP/IP连接信息、以及双方的通信数据。
客户端：
它是整个应用系统的操作接口，主要运行食品溯源客户端应用程序，建立数据库和Socket客户端，分别与PC服务器或智能网关进行TCP/IP数据通信，具有良好的人机交互界面，方便用户操作，完成整个食品溯源的过程。
铝合金钢架模型：
支撑食品溯源系统的整个设施。内部铺设供电线路，配有完善的供电设备，包括空气开关、急停开关、电源指示灯等，安装在底座框架上，为系统输入安全稳定的交流220V总电源。除了提供标准食品溯源模型外，还可根据学校的要求定制模型的外观，以及部署方式等。
四、软件组成
系统软件默认采用C/S结构，主要包括智能车软件、无线传感器网络透明传输软件、溯源系统智能网关节点管理软件、溯源系统服务器软件、溯源系统客户端软件。
智能车软件：
主要利用STC系列51单片机的接口总线，驱动红外反射传感器采集信息，经过处理，驱动直流减速电机带动万向轮转动，实现小车的自动循迹、避障、行驶方式的改变等功能。同时小车上的读卡器自动识别道路上铺设的射频卡，实现小车定位。
无线传感器网络数据透明传输软件：
主要实现ZigBee网络的建立、节点的自动入网、节点之间数据的透明传输、传感器节点的采样与传输、执行节点驱动设备的功能。
溯源系统智能网关节点管理软件：
智能网关采用嵌入式Linux操作系统，上电后运行基于QT的溯源系统ZigBee节点管理软件。软件系统集成了嵌入式数据库，保存所有ZigBee节点的属性信息（如网络类型、传感器类型、网络短地址、MAC地址），用户可以在网关上浏览传感器节点当前采样数据、以及手动控制所有ZigBee控制器。同时，网关可作为UDP客户端，与PC服务器进行UDP通信；也可作为TCP服务器，与触摸终端一体机进行TCP通信。
溯源系统服务器软件
溯源系统服务器采用Windows操作系统，主要建立TCP、UDP服务器，并处于监听状态，等待客户端的连接请求。一旦连接成功，就可以与TCP、UDP客户端进行数据通信。*后，将接收到的所有信息存储在建立的SQL Server数据库中。
溯源系统客户端软件
采用Windows系统，运行溯源系统客户端GUI应用程序，是溯源系统的人机交互界面。用户可以通过客户端软件，查看溯源沙盘的所有环节，例如查看农业大棚的环境参数、控制农业大棚的所有设备，视频浏览大棚环境，控制智能小车的运行状态，查看小车的地理位置与运行轨迹，自动盘点仓储货架的物品，自动结算商品，以及商品溯源查询等功能。
五、系统功能
| 1 智能网关ZigBee节点管理功能 | |
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| 2. 溯源系统服务器管理功能 | |
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| 3． 智能农业大棚主要功能 | |
 网关：大棚空气质量监测
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 网关：大棚雨棚设备开、关 |
 农业大棚主界面
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 农业大棚视频监控功能
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 牛羊盘点功能
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 农业大棚环境监测与控制功能
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 加工环节主界面
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 加工厂通风扇控制
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 运输环节主界面
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 智能小车定位跟踪功能 |
 仓储环节主界面
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 物品自动盘点
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 货物出库功能
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 供销环节主界面
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 自助结算功能 |
 食品溯源功能
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六、教学资源
1、课程目标：
（1）掌握溯源系统传感器采集开发。
（2）掌握无线传感网的使用。
（3）掌握网关层Android应用开发。
（4）了解WEB应用服务开发。
2、课程简介：食品溯源实训系统覆盖了有线网络、ZigBee传感器网络、智能小车、TCP/MQTT通信编程、数据库开发、Android应用开发等技术，因此系统提供了这些物联网技术相关的溯源场景实训课程，激发学生的兴趣与学习动力。
3、课程目录
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章节 |
课程 |
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系统简介 |
系统组成、及架构简介 |
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食品溯源场景实训开发 |
农作物/牲畜生长环境采集实训开发 |
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运输车辆远程控制实训开发 |
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机械臂多自由控制实训开发 |
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传送带限位检测实训开发 |
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堆垛机运动控制实训开发 |
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运输车辆定位实训开发 |
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牲畜入栏盘点实训开发 |
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物品溯源查询实训开发 |
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溯源管理平台用户登录实训开发 |
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溯源环境远程监控实训开发 |
七、配置清单
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序号 |
类型 |
设备名称 |
数量 |
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1 |
整体框架 |
沙盘框架 |
1 |
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2 |
沙盘场景模型 |
若干 |
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3 |
本地控制中心 |
物联网网关（板载蓝牙WIFI二合一模块、7寸1024*600电容显示屏） |
1 |
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4 |
ZigBee协调器模块 |
1 |
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5 |
无线路由器 |
1 |
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6 |
射频识别设备 |
桌面双频读卡器 |
1 |
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6 |
桌面超高频读卡器 |
1 |
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8 |
UHF手持机 |
1 |
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9 |
UHF动物耳标 |
5 |
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10 |
高频电子标签 |
5 |
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11 |
超高频电子标签 |
10 |
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12 |
环境监测 |
智能温湿度传感器节点 |
4 |
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13 |
智能光照度传感器节点 |
4 |
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14 |
智能通风扇（产地） |
1 |
|
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15 |
屠宰加工 |
多自由度机器臂 |
3 |
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16 |
末端气泵吸盘装置 |
3 |
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17 |
智能机器臂控制器 |
3 |
|
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18 |
加工厂皮带传输系统 |
1 |
|
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19 |
仓储区 |
24库位立体仓库 |
1 |
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20 |
堆垛机 |
1 |
|
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21 |
智能堆垛机控制器 |
1 |
|
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22 |
车辆运输区 |
智能磁导航车 |
2 |
|
23 |
NFC标签 |
若干 |
|
|
24 |
红绿灯及控制器 |
1 |
|
|
25 |
路灯及控制器 |
1 |
|
|
26 |
销售区域 |
溯源电子称 |
1 |
|
27 |
票据打印机 |
1 |
|
|
28 |
二维码扫描枪 |
|
|
|
29 |
触摸查询一体机 |
1 |
|
|
30 |
软件 |
智能磁导航循迹程序 |
1 |
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31 |
无线传感器网络数据传输综合程序 |
1 |
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32 |
食品溯源智能网关管理软件 |
1 |
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33 |
食品溯源上位机设备管理软件 |
1 |
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34 |
食品溯源WEB管理平台软件 |
1 |
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35 |
食品溯源Android手持终端应用软件 |
1 |
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36 |
附件 |
含交叉串口线、网线、USB同步线、Micro Usb数据线、读卡器、TF卡、CC Debugger调试器、串口调试下载板、5V3A电源、便携式吸尘器、实验桌椅等 |
1批 |
八、技术参数
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名称 |
参数 |
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一、整体要求 1.实训系统尺寸不小于：3.0m×1.8m×0.7m(长×宽×高) 2.含有生产、加工、仓储、运输、销售、中央控制等几个区域，构成完整的食品溯源实训系统。 3.采用B/S框架，可本地化或远程部署。 4.主要实现以下功能： （1）能够实现产加储运销各个环节的环境监控； （2）能够实现对农畜产品施肥/喂养、防疫等操作以及出棚量盘点； （3）能够在产地、加工厂、仓储环节实现货物自动装卸； （4）能够实现货物在加工厂环节的流水线传输； （5）能够实现货物在仓储环节的自动上下架； （6）能够实现智能小车的位置跟踪； （7）能够实现物品标签的识别与绑定； （8）能够实现商品的溯源可查以及智能结算。 5.系统安装有漏电断路器电源设备，提供安全稳定的电源。 6.系统内部铺设供电线路、通信线路、设备控制器、及网络设备等。 7.主体框架采用一个铝合金金属骨架和钣金面板围绕组成。 二、设备要求 1. 本地数据中心 1）Cortex-A9网关（1个） 核心板资源： （1）CPU：Cortex-A9四核心的Samsung s5p4418，主频1.4GHz，符合OpenGL2.0； （2）GPU：MAIL-400，3D图形加速; （3）内存: 1GB DDR3； （4）EMMC: 8GB； （5）核心板+底板设计：核心板加装屏蔽罩，邮票孔方式与底板连接，抗干扰能力更强，比插针式更稳定可靠。要求引出核心板信号线，不少于188PIN。 底板资源： （1）LCD接口：7寸IPS电容屏（16:9），分辨率1024×600； （2）USB接口：2路USB_HOST 2.0输出，1路USB OTG； （3）Ethernet接口：核心板内置千兆IP，外加不超过3RMB的PHY芯片即可，支持10/100/1000M，RJ45接口； （4） 串口：2路3线RS232，1路TTL接口，1路RS485，1路Bluetooth； （5）CAN总线接口：1路； （6）RS485总线接口：1路； （7）HDMI 接口：HDMI1.4a，最大支持1920*1080高清数字输出; （8）LVDS液晶屏接口：单通道，最大支持1920*1080； （9）摄像头接口：1路CMOS并行接口，最大支持800万像素； （10）AV接口：1路模拟视频母口输入； （11）外部存储扩展接口：SD卡、TF卡接口； （12）音频接口： 1路MIC输入，1路1. 8w喇叭； （13）按键：1个复位按键、1个休眠唤醒按键，2个音量键； （14）板载蓝牙WiFi二合一模块，WiFi符合IEEE802.11 b/g/n；蓝牙协议标准符合BT4.2； （15）Mini PCIe接口：标准可插入4G通信模模块； （16）24Pins应用扩展接口：用于处理器外设接口扩展功能，包含3路串口、1路PWM、1路IIC、1路ADC、8个GPIO，5V电源。 2）ZigBee协调器模块（1个） 采用CC2530单片机的射频通信与ZStack协议栈的方案，具备Zigbee建网、节点入网申请验证、路由信息维护、以及采集控制传输的功能。 板载PCB天线，通过TTL UART外设接口与A9网关 UART连接。 实时接收ZigBee传感器采样信息，并上报给上位机网关；同时接收网关下发的指令，通过ZigBee网络传输给对应的传感器节点。 供电电压：DC3.3V。 3）无线路由器（1个） 支持有线、无线连接，DHCP自动分配IP地址。 2.环境监测设备 部署在产地、屠宰加工、仓储、销售等各个环节，实现监测食品在真个产品链中所处的环境参数。 1）温湿度传感器（4个） 温度范围：-20℃~+80℃； 湿度范围：0~100%RH 2）光照度传感器（4个） 量程：0-65535Lux 3）通风扇（1个） 安装在生产地，可远程控制通风扇开关、调节环境参数。 通过继电器实现通风供电回路的通断。 3.射频识别装置 1）桌面双频读卡器（1） 功能：读取标签数据，用于操作人员的身份识别，以及操作行为识别。 内置125KHz和13.56MHz天线，可同时识别所有常规ID卡和IC卡； 支持卡片：EM4100、TK4100、Mifare®1k S50、Mifare®1k S70、Mifare®UltraLight、Mifare®UltraLight C及兼容卡，城市公交卡、银行芯片卡； 数据读取：读取卡片物理序列号(UID)； 数据接口：USB口； 数据通讯：标准USB口通讯，无需安装驱动； 工作频率：125KHz&13.56MHz； 工作电压： USB接口取电，DC5V； 工作电流：≤80mA； 待机电流：≤30mA； 工作温度：-5℃~60℃； 湿度：5%~95%； 读卡响应：≤200ms； 读卡距离：≤50mm； 工作指示：蜂鸣器、指示灯 安装模式：桌面摆放型； 2）桌面超高频读写器（1个） 功能：用于读取农畜产品携带的电子标签，识别相关溯源信息。 工作频率：国标（920~925MHz）、美标(902~928MHz)或定制其它频段跳频或定频工作； 识别标签：ISO18000-6B标签、EPC GEN2(ISO18000-6C)标签； 读卡距离：识别距离调整范围：0.1米； 读卡灵敏度：双极化方式读卡； 读卡时间：单标签64位ID号读取时间<6mS； 数据接口：Mini USB； 工作电压：USB接口取电，DC5V； 工作温度：－20℃ ～ +80℃； 存储温度：－40℃ ～ +85℃； 3）UHF手持机（1个） Android7.1系统，8核CPU，5寸高清大屏，分辨率高达1280*720，强光下可视，支持4G通讯、2.4G&5G双频WI-FI、蓝牙4.2、GPS等通信或定位技术，可实现一维、二维条码扫描、UHF RFID读写、NFC、拍照等功能。 RFID频段：兼容中、美、日、欧各个频段，支持协议ISO18000-6C，读取距离为0.8米； NFC频段：13.56MHz，读取距离为0-5cm。 4）UHF动物耳标（5个） 5）高频电子标签（5个） 6）UHF电子标签（10个） 4. 屠宰加工装置 实现牲畜产地出栏搬运装车、屠宰场搬运卸载、流水线加工等操作。 1）多自由度机器臂（3个） 包含全铝合金机械臂本体、MS36行星减速步进电机、500线AB相光电编码器、铝合金联轴器、轴承、关节轴、铜柱等部件。 活动关节均采用优质轴承连接，末端采用特定方式吸附物品。 由嵌入式微控制器通过编程实现运动控制。 负载能力：500g 2）末端气泵吸盘装置（3个） 由真空气泵、真空活动连杆带吸盘、阀门、硅胶气管组成。 流体：气体； 气泵电机：采用碳刷换向器，额定电压DC4.5V，空载电流0.35A，适合电压DC3-5V，压力范围400-650mmhg；通过微控制器I/O控制电机工作； 三通电磁阀：通过微控制器I/O控制电磁阀的通道，从而接通充气回路，吸盘吸附或释放气体，吸盘松开； 3）智能机器臂控制器（3个） 采用Cortex-M3以上内核微控制器，板载4路LV8731V驱动模块驱动机械臂步进电机、板载电源转接板、OLED显示屏等外设，电机带编码器，形成位置闭环控制，重复精度大大提高。支持串口控制，可以通过其他的单片机或者电脑发送控制指令。支持CAN控制，可以接收来自CAN总线的控制指令。支持姿态控制，可以改变控制器的姿态去控制X Y Z的坐标。支持按键控制，可以通过按键去控制X Y Z的坐标。 电源适配器供电。 额定电压：DC12V 额定电流：5A。 4）加工厂皮带传输系统（1个） 能实现农畜产品在加工环节的自动化运输、自动停止的功能。 输送带：绿色PVC，耐油、耐腐蚀、防静电； 机架：不锈钢、铝型材，高度可调； 托辊滚筒，支撑上方皮带，减少摩擦阻力，保证运输速度更快更平稳； 控制器：变频器； 工作电压：AC220V； 具有红外对射一对，物品传输至探测器中间，皮带自动停止。 5.仓储设备 1）24库位立体仓库（1个） 采用20mm*20mm铝合金型材框架设计，可拆卸，可根据需求自由组合； 车库数量：四行六列，共24个存储库位； 高层货架存储，节省库存占地面积，提高空间利用率； 通过托盘方式存储货物，一个托盘可存储两个原料或成品； 每个库位尺寸：宽*高=91mm*67mm。 2）堆垛机（1个） 采用三轴悬臂式滑台模组，滚珠丝杠直线滑台模组密封防尘； 具有x、y、z三个运动行程，搬运尺寸：1000mm、400mm、300mm。 采用闭环57规格步进电机驱动2.2牛米高速混合伺服； 采用三个金属探测器进行原点探测； 采用货叉式存取货物； 单元货物重量：1g-1000g； 提升速度：5m/min 出叉速度：3.6m/min 定位精度：±5mm 供电电压：DC 24V。 3）智能堆垛机控制器（1个） CPU：Cortex-M3 内核处理器； 具有2相4线步进电机驱动接口； 可调试步进电机驱动器控制（宽电压，脉冲速度可调）； 可扩展四路控制； 采用金属探测传感器实现库位检测； 通讯方式：采用ZigBee无线通讯； 供电电压：DC12V。 6.智能运输设备 1）智能磁导航车（2个） 由磁导航传感器、高频RFID读卡器、核心控制板、直流减速电机、无线通信模块、锂电池供电板、避障探头等组成。 磁导航传感器： 车头前方底部安装3个磁导航探头，与铺设的磁条形成磁场，处理器根据磁导航输出的信号控制电机驱动器差速纠偏，确保小车沿磁条前进。 高频RFID读卡器： 控制器自带高频读卡模块和天线电路，自动识别道路上的NFC标签，实现智能小车在道路中的定位功能； 核心控制板： 采用单片机作为智能车控制器，实时处理磁导航传感器检测的磁场信息，驱动直流减速电机按照磁导引完成前进、后退、左转、右转、高速、低速行驶等自动循迹功能；同时驱动RFID读卡器处于扫描状态，与铺设在重要地点NFC标签形成磁场，获取标签所绑定的位置信息，通过无线模块发送给智能网关，实现车辆精准定位； 无线通信模块： 控制器通过串口与无线模块通信，它将车辆信息通过无线模块发送给智能网关，同时也接收智能网关发来的命令，控制车辆运行状态。 小车供电： 小车采用锂电池供电，具有电源管理电路和充电电路，小车行驶一段时间后，可对其进行充电，保证小车正常行驶； 电量采集： 网关可通过ZigBee模块发送小车电量采集命令，小车收到后，将当前电量数据反馈给网关，由网关提醒用户是否需要充电； 障碍物监测：前方有障碍物，停止行驶，障碍物移除，继续行驶。 供电：DC12V3A。 2）NFC标签（若干） 安装在实训系统路面下方，用于车辆定位、定点停车。 3）红绿灯及控制器（1个） 模拟道路路口交通灯，可实现红黄绿灯交替显示和信号灯时长显示，最多可支持四个方向的信号指示，可无线修改红绿灯灯时。 包括ZigBee控制板，四组红绿灯+2位数码管组合，封装在模具内。 控制对象：红绿LED灯、2位数码管； 采用微控制器I/O输出控制方式实现红绿灯、数码管的切换亮灭、数字显示。 控制方式：I/O口输出控制； 供电：DC 5V。 4）路灯及控制器（1批） 包含路灯照明灯若干，1个控制器。 光线传感器实时检测当前环境的光照度，当光照度低于预设的值时，网关软件将驱动继电器控制器接通路灯的供电回路，路灯点亮；当光照度高于预设的值时，网关软件将驱动继电器断开路灯的供电回路，路灯熄灭。 检测设备：光线传感器； 控制设备：继电器控制器，强电输入，直流输出； 执行设备：路灯。 7.商超销售设备 1）溯源电子称（1个） 零位自动跟踪、置零、去皮； 超载报警功能； 单价清除功能，十四个按键数； 可带RS232串口，与电脑连接操作方便； 单双面LED显示，十六位红字显示； 具有抗电磁兼容性能，对外界干扰具有阻抗作用； 内置蓄电池，交直流两用； 量程：3kg、6kg、15kg、30kg； 分度值：1g、2g、5g、10g； 显示：红色字幕显示； 秤盘尺寸参考：340*230mm； 产品尺寸参考：355*330*120mm； 2）票据打印机（1个） 用于条码 打印速度：4英寸（102mm）/秒； 打印方式：热转印； 打印宽度：最长4.09英寸（104mm）； 分辨率：203dpi； 用纸类型：热敏不干胶、铜板不干胶、哑银纸； 通信类型：USB/串口； 3）二维码扫描枪（1个） 用于全方位扫描所有的主要一维 (1D) 和二维 (2D) 条码符号。 读卡设备：通用型手持式数字成像仪扫描器 扫描模式：全向激光扫描； 通信接口：串口/USB接口等 4）触摸查询一体机（1套） 包含主机、显示器、键盘、鼠标以及对应的软件系统。本地化部署时，用于本地数据中心。 采用Windows 7以上操作系统，安装虚拟机，虚拟机采用Ubuntu16.04操作系统版本，运行Web服务端程序、MQTT Broker、mysql5.5以上数据库、以及SpringMVC+MyBatis框架的溯源可视化管理平台软件系统。 同时运行上位机设备管理程序，通过串口或USB接口与桌面双频读卡器、桌面超高频读卡器、电子秤、扫描枪、标签打印机连接。 CPU主频：不低于I5，2.0GHz； 内存容量：不低于4GB(DDR3)； 硬盘类型：不低于120G SSD。 三、软件要求 详细配套软件资源包含如下： 1.智能磁导航寻迹程序（1套） 车载多种传感器协调工作，实现小车的自动寻迹、左转、右转、停止等功能； 车载高频读写器，实现自动识别道路高频标签，实现车辆定位； 车载电量低报警设备。 2.ZigBee传感器组网综合应用程序（1套） 实现ZigBee网络的建立、节点的自动组网、节点休眠与唤醒、节点之间数据传输、传感器节点的采样与传输、以及执行节点的传输控制等功能。 符合IEEE802.15.4标准规范，频段范围2.045G~2.484G； 支持TI Z-Stack 2007协议栈； 支持多任务处理；支持星形、树型、网状三种网络拓扑结构； 支持Packet Sniffer抓包分析仪； 支持串口调试上位机软件Z-Tool； 支持IAR for EW8051集成开发环境； 支持第三方SmartRF Flash烧写工具； 同一个工程编译ZigBee网络所有节点程序，包括协调器、路由器和传感控制终端节点。 3.食品溯源网关管理软件（1个） 网关运行基于Android操作系统的食品溯源管理软件。 主要包括基本设置、数据查看、控制/采集、关联设置、车道轨迹等功能项目，采用模块化分层设计，灵活方便。节点使用添加、配置、关联的方式接入系统，无需因节点的多少、沙盘外观形式的变化而重新编程。 可添加智能车无线节点、环境监测节点、机器臂控制器节点、道闸节点、桁车控制器节点、库位控制器节点； 以沙盘位置为中心，为智能车辆添加行驶方向、为机器臂添加起始点和终点的坐标、为桁车添加起始和终点xyz坐标、为库位添加编号等，从而实现产加储运销整个环节的自动流通。 具有实时接收车辆位置信息、货物的自动装卸、道闸自动开关、货物自动上下架、自动收费等功能。 具有货物打包、拆包、标签绑定、标签重复使用、称重、二维码打印、二维码扫描驱动的功能。 具有web端监控整个溯源系统、android手机端监控以及二维码扫描溯源查询的功能。 开发环境要求： Windows 7以上 Eclipse IDE for Java Developers /Android Studio Android-sdk_r16-windows Android语言 内置MQTT协议、webservice编程。 4.食品溯源设备管理软件（1个） 采用MQTT协议订阅/发布主题，主题第一次由用户手动输入保存，后面自动显示连接； 实时接收web服务端发来的设备信息请求命令，驱动桌面双频读卡器、桌面超高频读卡器、电子秤、扫描枪、标签打印机等设备进入工作状态，读取设备操作的信息，并将信息反馈给web订阅端。 操作系统：Windows XP以上 开发环境：Visual Studio2010以上； 语言：C#语言等 协议：MQTT协议。 5.食品溯源Web管理平台软件 通过浏览器运行溯源系统web端应用程序，实现溯源系统的人机交互。 具有用户登录、系统设置、生产管理、加工管理、仓储管理、运输管理、销售、溯源管理等功能菜单，可点击查看下一级菜单详情； 主页面显示：车辆运行位置动态显示。 系统信息：提前录入各个环节的企业信息、部门信息、操作人员信息、传感器信息、车辆信息、产品种类信息、货架信息等，为溯源信息可查做准备。 生产/养殖管理功能：模拟农作物生产/牲畜养殖环节的种类录入、生产企业录入、生产环境监测显示、喂养、防疫等生产养殖过程的操作录入、出栏标签绑定、出栏数量盘点。 屠宰加工管理功能：模拟农畜产品的加工企业录入、加工环境监测、加工批次信息查询、加工分割前后信息的录入、超高频电子标签的绑定存储、加工操作历史记录查询。 仓储管理功能：模拟农副产品的仓储企业录入、仓储环节监测、仓储批次信息查询、与超高频手持机结合实现产品的自动入库、出库。 运输管理功能：对当前的车辆运输批次信息进行查询。 销售管理功能：模拟农副商品的销售批次信息查询，环境信息监测、商品的货架信息录入、与电子秤结合实现商品称重，商品总价远程显示、使用扫描枪对已称重商品进行扫描结算。 溯源信息功能：可刷卡读取批次号，查询当前商品从生产到销售各个环节的操作记录以及环境信息。 使用方法：浏览器URL地址 开发环境：Eclipse或IDEAIU； 语言：JAVA 协议：MQTT、HTTP。 6.食品溯源Android手持终端应用软件 具有用户登录、养殖、屠宰、加工、仓储、销售等各个环节操作功能。 可实现牲畜入栏、盘点、出栏管理，屠宰入场、屠宰验证、屠宰操作、屠宰出场管理，加工入场、分割验证、分割操作、加工出场管理，仓储批次、加工批次、出入库管理，可通过扫描二维码标签，获取该商品从生产、加工、仓储、运输、销售等一系列操作记录和环境监测信息。 开发环境要求： Windows 7以上 Eclipse IDE for Java Developers /Android Studio Android-sdk_r16-windows Android语言 |
