水產(chǎn)品貨架期實時預測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與實現(xiàn).pdf

1、基于水產(chǎn)品易腐易變質(zhì)的特性，其自“池塘到餐桌”上的整個流通過程，都要求處于特定的溫度環(huán)境條件下，并且要求控制在一定的范圍內(nèi)。水產(chǎn)品所處溫度及該溫度下的時長、溫度變化頻度、流通時間，都直接影響其貨架期。因此，對水產(chǎn)品表面溫度、貨架期進行有效的實時監(jiān)測是一個必須解決的問題。
　　 針對上述問題，本文提出并實現(xiàn)了一種實時性網(wǎng)絡化的多種類水產(chǎn)品貨架期預測系統(tǒng)，即實現(xiàn)南美白對蝦、鯧魚、帶魚、魚糜、蟹糊等五類食品貨架期的實時預測和遠程管理。

2、本文首先以南美白對蝦為例研究了其品質(zhì)隨溫度、時間的變化過程，進過處理、分析大量原始生化數(shù)據(jù)后提出了一種高精度的南美白對蝦貨架期預測算法；以此方法，對其他四類水產(chǎn)品進行研究，提出了適用于五類水產(chǎn)品的多種類水產(chǎn)品貨架期預測算法。然后，研發(fā)出一套基于該算法的貨架期實時預測裝置，借助于GPRS技術(shù)、Web技術(shù)，最終形成了水產(chǎn)品貨架期實時預測系統(tǒng)。該系統(tǒng)將先進的計算機技術(shù)、嵌入式應用技術(shù)及GPRS無線通信技術(shù)相結(jié)合，對水產(chǎn)品在冷鏈中的整個流通過程

3、（即：冷庫、冷藏車、超市）中的溫度、貨架期的變化情況進行實時監(jiān)測，可查詢當前實時及歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)并進行相關(guān)分析。在水產(chǎn)品的流通過程中，貨架期智能預測裝置根據(jù)水產(chǎn)品的實際狀況而實時預測其貨架期，并進行存儲、顯示、以及通過GPRS模塊無線傳輸至系統(tǒng)監(jiān)測中心。當裝置檢測到水產(chǎn)品的溫度或貨架期超出預設閾值時，預測裝置會自動報警并在其LED上顯示：系統(tǒng)監(jiān)控中心接收到裝置實時信息后，對其進行處理，以實現(xiàn)顯示、查詢等功能；若溫度或者貨架期超過預設閾值，

4、則監(jiān)測中心發(fā)出警報，以及時提醒系統(tǒng)使用者采取相關(guān)操作。
　　 本系統(tǒng)由一個監(jiān)測中心和若干個隨水產(chǎn)品流通的貨架期智能預測裝置組成，各個裝置在實時預測水產(chǎn)品貨架期后，通過其自身的GPRS模塊與監(jiān)控中心進行通信，監(jiān)控中心負責信息的存儲、分析和網(wǎng)頁發(fā)布來自裝置的信息。裝置由微處理器、溫度傳感器、擴展存儲芯片、液晶顯示器、日歷時鐘芯片、GPRS模塊等芯片和相關(guān)外圍電路組成，主要負責實時采集水產(chǎn)品表面溫度、預測貨架期并發(fā)送至監(jiān)控中心。本文給

5、出了基于K-means算法的多種類水產(chǎn)品貨架期預測算法、基于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)實現(xiàn)的的水產(chǎn)品貨架期實時預測裝置、以及水產(chǎn)品貨架期實時監(jiān)測中心的設計方案，并闡述了系統(tǒng)設計中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，本文重點介紹了多品種水產(chǎn)品貨架期預測算法、智能預測裝置的硬件設計及軟件實現(xiàn)。
　　 本系統(tǒng)設計的突出特點是：
　　 基于3T理論、阿倫尼烏斯(Arrhenius)模型、K-means聚類算法，本論文提出了一種高精度的多種類水產(chǎn)品

6、貨架期智能預測算法，即：基于K-means的時間溫度貨架期智能預測算法(3TIPAKM: Time-Teperature-Tolerance IntelligentPrediction Algorithm Based on K-Means)；經(jīng)對比實驗驗證，本算法的預測值與生化試驗得到的實際值具有95％以上的擬合度。
　　 采用了基于低功耗性高性能的嵌入式技術(shù)和實時性網(wǎng)絡化通信技術(shù)而實現(xiàn)的多品種水產(chǎn)品貨架期實時預測裝置，該裝置實

7、現(xiàn)了實時采集溫度、預測貨架期等功能以實現(xiàn)實時監(jiān)測水產(chǎn)品在流通過程中的品質(zhì)變化過程。本裝置在設計過程中采用了健壯性技術(shù)、低功耗技術(shù)、無線網(wǎng)絡技術(shù)等，以確保裝置能在低溫、潮濕、供電不便等惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定可靠地工作。另外，采用了靈活的配置方案，使用者可以在裝置上隨時修改適合現(xiàn)場和水產(chǎn)品特性的初始方案。
　　 另外，本裝置的軟件系統(tǒng)、監(jiān)測中心的軟件系統(tǒng)均采用了模塊化設計，以使得本系統(tǒng)軟件具備較高的可擴展性和可重用性。在裝置設計的過程中，