——对大陆间的鲜鱼物流系统的论证
这篇文章的主旨在于论证“RFID智能标签”开发并应用于食品实时追踪和冷链控制领域的意义。该系统基于无线射频识别技术，包括智能标签、商品信息读写器。智能标签装载于产品上，使其成为可追踪指示灯、温度和湿度传感器、微型控制器、存储芯片、低功耗电子设备以及RFID的通讯天线。这些传感器的数据日志可以和追踪日志一同存入存储芯片。商品信息读写器用于智能标签数据的无线读写，该过程可在食品链的任何时段实时进行，前提是读写距离在10cm内。结论证明该系统与普通追踪系统和当前使用的温度数据日志相比，有重要优势。例如：更大容量、再次使用、无人参与、读取信息无需可见标签、同时读取许多标签的可能性以及对湿度和环境因素的更强抗干扰能力。 一、简介
由于国际间原材料供应增加、食品处理技术进步以及健康安全要求提高，海产品的消费不断增加。另外，冷藏食品的物流链日趋复杂：如原产地距目的地很远，包括船运、空运和更多
的物流中转点。因此，关注食品安全和品质的政府官员和企业领导们正在探求获取更多信息的方式，通过供应链控制食品的源头、加工和分销渠道，最终到达消费者手中。最近，多个国家建立了食品管理条例，如欧盟规定各生产商、加工商、零售商对产品安全和质量承担责任。此外，食品安全控制的追踪被认为需要更多监管，并且透明化。
关于可追踪性有若干定义，例如“对食品在生产、加工、分销各阶段进行追踪的能力”，“追踪产品经历、应用或未定地点的能力”以及“当考量一个产品时，追踪涉及到原产地地区、加工过程、分销和产品运输后的地点”。欧盟178/2002条法案对可追踪性进行了如下描述：“在生产、加工、分销个阶段，追踪食品、饲料、食用动物或将被合并入食品、饲料的物质进行追踪的能力”。
最简单的RFID系统，是一个通过使用无线芯片和标签上的天线来识别产品的工具。它无需直接接触或通过读取器在可见范围定位。读取速度非常快，而且是全自动进行。因此该技术在食品领域很有前景，因为它改善了对易坏食品的管理，同时可以追踪食品质量和安全的问题。关于这项技术系统，虽然其价格在不断下降、制定操作标准也已取得成效，但最主要的问题仍在于标签的成本和缺乏标准，
为确保食品安全，对于新鲜易坏的食品，主要要求在整个物流链过程中精确控制温度。目前冷链物流中的温度控制系统可以在产品储存和运输中发挥作用，比如条形图记录器和温度控制日志，但它们通常比较昂贵且非全自动，因此需要人工检查。另外，读取温度信息的活动必须在到达目的地后才能打开装载食品的容器或包装进行。由于这些原因，条形图记录器和温度控制日志的使用局限于冷链物流的一些环节或者一小部分产品上面，而对于冷链物流的重要部分和其他产品，持续的温度控制并不完善。
通常的解决方案，许多物流企业实行的是传统的纸标签的可追踪性信息和图表记录器内带两个或三个标箱放在装运监督下使用。这一现行制度的主要缺点是价格和读取信息需手动的操作。
最近，温度管理的实施可追溯系统采用嵌入式温度传感器的RFID标签解决方案已被报道。此外，智能标签当前的挑战之一是化学传感器的灵活性，板载集成变得成熟，例如监测或变质的食品产生的气体。包括在内的项目，使GoodFood在物理和化学传感器的RFID标签框架已经开发出来。
这项工作的目的是要针对验证实时跟踪和监测的冷链智能标签在物流一体化的食品温度和
相对湿度RFID通讯功能的传感器链GoodFood项目开发。用新鲜的鱼沿着这个在线监测智能标签，从南非到欧洲的物流链。
这样做是为了使生产者和物流集团的未来一代，随时追踪产品，如果需要，检查了一定的产品完整的历史。这些信息可能有助于估计产品新鲜度和寿命。作为一个结果，这种系统的使用将保障因食用不安全食品的消费者的权利。
二、材料和方法
开发的RFID追踪系统的核心是一个智能标签和读写器。智能标记，包括督促、追踪连接到集成光，温度、湿度传感器，微控制器，内存芯片，低功耗的RFID电子和读写器天线。
RFID技术在高频（HF）13.56兆赫频段被认为是对灵活标签的一体化的最佳频率，特别是对于具有重要的水含量的食品。此外，为了与最近发展的RFID技术标准相符，通信标准的ISO 15693被选定为数据发送。低功耗读取器为13.56 MHz的RFID技术，工作过程在约10厘米有限的阅读距离内完成。但是，通过适当的高频放大，标准的许可证，增加阅读距离可达1米的标签，如德州仪器评估模型TRF7960_EVM对这项技术的使用。读取器之间的通讯及与主机的通讯是由计算机的USB连接方式实现的。
该传感器随时间变化记录温度和相对湿度的数据，与实测值可以存储在内存设备中的追踪用户，在任何时间内追踪数据的物流供应链成为一体。商品信息读写器是用于读取和写入智能标签的数据，在10cm的读取距离内，无线实时激活信号发送到标签，它自动在内存中加载信息。读取器处理信息并将其传输到计算机。
两个标记原型使用了刚性和柔性基板编造这项工作。而相对灵活的原型制作的详细情况在其他地方进行。构件组装进行了由电子公司Microelectronica测试。本文实是一个半有源标签，其中包括的可通过沟通和有源传感器读取信息以及低功耗电子设备。其原型尺寸为78毫米×54毫米，比标准的信用卡小。标签嵌体的主要组成部分是：
1。转发器，目的是要完成每个表单数据的接收和传输，并获得从13.56 MHz信号电源电压。这包括几个转发器电子元件和天线。天线（38毫米×54毫米）是七转螺旋形电感器组成，厚度为18流明轨道，轨道宽度为300流明与300流明两条轨道，和一个平行板间距可调整电容来调整至13.56兆赫的频率。
2。温度和湿度传感器，SHT15被选定为这个应用程序。该产品是一种单芯片，包含一个校准的数字输出（± 0.4 @ 5-40 ° C的精度）。该传感器之间需要2.5 V到5.5V的电力驱动。
3。有一个光感应器的小体积之间的可见光和红外光谱范围。基于这个原因，光电二极管SLCD61N1被选用。它提供了一个中断情况下的光在微控制器超过报警限额，例如一个盒装产品被打开时。
4。MSP430F1612微控制器，在与多台设备进行特征的比较后被选定。它有三个不同的功耗模式，一个55千字节闪存和5千字节的内部RAM，可行性是由于两个数字和模拟部分的供电电压不同。外部电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）存储器也纳入到标签。
5。为了降低功耗，复杂可编程逻辑器件具有超低功耗（CPLD）在1.8 V电源是用来把它实现了所有的通信协议，避免了与微控制器的高频发生冲突。
6。锂电池LFP25是25 mAh的总容量。是用于功率微控制器和传感器。这种电池有3组，额定电压，以获得1.8伏的数字部分，包括一个被朝下装入的转换器DC - DC。
该装置的消费量计算过程中使用动态和低功耗模式适用于各种组件的数据表值。用线性方式采样频率，最终总消费量的增加。这一计算与该Varta电池（25mAh）的总电能的比较给出了一个工作时间约5天（不改变电池）估计，每秒测一次，约29天，每6天一次测量。
这种智能标签能写，激活和读通过由一个USB端口连接到笔记本电脑上运行的通信软件连接读者的手段，对这项工作进行专门开发的。
该微控制器进行编程RFID标签来管理数据采集和RFID通讯。数据采集可以通过两种方法来触发，用户可以选择的软件：报警触发和时间触发。采样频率和报警范围也可以定义为通过通讯软件的用户。在报警模式下，只有一个报警传感器值超过阈值与相应的报警时间保存。在时间触发模式中，系统采集程序采样频率在传感器的数据。即使在这种模式下，如果光传感器给出了一个警报，系统可能会获得额外的传感器值。这种智能标签能追踪其中存储的所有监视数值，可在不同阶段的物流供应链中调用。
三、实验测试
最初，在一个小气候试验室化验Dycometal CCK里面，进行验证RFID智能标签芯片的实验。两个温度都用了编程操作：第一个从25 ℃在一小时内下降到2.5℃。第二次是在29小时内从2.5℃到30℃开始算起。
该验证，一个刚性的标签和一个灵活的标签原型获得的数据进行比较，由商品信息数据记
录器而获得的，微小的标签超二（双子座的数据记录仪，英国）。这三种器件的编程，以衡量每2分钟，并在同一时间交换。功耗也进行了测试，以确保为实地测试的标签有足够的电池。对于这个测试封装原型测量温度和湿度保持在15天内每15分钟测一次。这一时间比鲜鱼物流温控所需的时间更持久。
RFID smart tag for traceability and cold chain monitoring of foods: Demonstration in an intercontinental fresh fish logistic chain
The main objective of this work was the validation of a RFID smart tag developed for real-time traceability and cold chain monitoring for food applications. This RFID based system consists of a smart tag and a commercial reader/writer. The smart tag, attached on the product to be tracked integrates light, temperature and humidity sensors, a microcontroller, a memory chip, low power electronics and an antenna for RFID communications. These sensor logged data can be stored in the memory together with traceability data. A commercial reader/writer was used for reading and writing data on the smart tag, with a wireless reading distance of 10 cm, in real-time at any time of the food c
hain. The results concerning a demonstration of the system along an intercontinental fresh fish logistic chain are reported here. These results proved that this system presents important advantages regarding conventional traceability tools and currently used temperature data loggers such as more memory, reusability, no human participation, no tag visibility needed for reading, possibility of reading many tags at the same time and more resistance to humidity and environmental conditions.
