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LGWL-SP01型食品溯源物聯網實訓系統

一、系統簡介
LGWL-SP01型 食品溯源物聯網實訓系統是針對近年來頻發的食品安全危機設計的覆蓋食品“產、加、運、儲、銷”各個環節的追溯系統。它綜合運用傳感器采集、RFID射頻識別、設備控制、無線傳感器網絡、嵌入式系統、網絡通信等物聯網技術以及多學科技術的交叉融合，依托部署在溯源沙盤中的各種傳感器節點、射頻識別裝置、控制節點、智能網關、服務器以及客戶端等，實現食品生產環節的智能感知與控制，加工環節的標簽自動識別讀寫，運輸環節的車輛智能定位與智能冷鏈感知，倉儲環節的貨架信息的智能感知，超市銷售環節的自助結算和食品溯源查詢等功能，為提供安全可靠的食品保駕護航。
二、系統構成
LGWL-SP01型食品溯源物聯網實訓系統主要分為農牧業生產區、加工廠、交通運輸、倉儲區、超市銷售結算區，分別實現智能農牧業系統、食品加工標簽智能識別系統、車輛運輸跟蹤管理系統、倉儲管理系統、智能超市結算系統等。
1、系統外觀

標準版外觀圖

升級版外觀圖

2、系統拓撲

系統拓撲圖

3、種植環節——智能農業大棚監控系統
智能農業大棚環境監控系統集成傳感器采集、設備控制、嵌入式實時處理以及無線通信等技術，利用各種傳感器實時采集農作物生長過程中的光照、空氣溫濕度、土壤溫濕度、二氧化碳濃度等參數，并通過無線傳感器網絡傳輸至智能網關的監控平臺，平臺軟件利用農業專家系統預設的農作物生長的各項指標要求，經過分析處理，及時精確地控制農用設備的自動開啟、關閉（如遠程控制節水系統、調整大棚內濕度、控制通風換氣的閥門等），調節大棚環境狀況使其更有利于農作物的生長，進而達到提高農作物產量和質量的目的。同時，大棚內安裝網絡攝像頭，可以通過監控平臺遠程監控農作物的長勢情況和大棚的安全狀況。

農業大棚外觀

4、養殖環節——智能養殖場系統
智能養殖場系統包括魚塘養殖場和牛羊養殖場兩種系統。
魚塘：通過中央控制系統可以遠程控制水循環換氣泵工作，改善魚塘水環境。

養魚塘外觀

牲畜養殖場：系統將超高頻電子標簽懸掛在牛羊模型上或者放在牛羊模型下模擬牛羊耳標，利用超高頻讀卡器多卡識別的特點動態讀取多張超高頻電子標簽，用于實現養殖場牛羊牲畜的自動盤點。

牛羊養殖場外觀

5、加工環節——食品智能識別系統
加工廠環節主要模擬對農產品（如蔬菜、牛羊肉、魚肉等）的加工，具體包括記錄運輸原材料的車輛進廠日期、時間等；實時采集工廠室內溫濕度等環境參數；控制換氣閥門調整加工環境；并為產品包裝打印RFID電子標簽（高頻和超高頻標簽），系統中記錄了加工單位、加工日期、加工過程所使用的添加劑、包裝重量、環境參數等；以及記錄運輸產品的車輛信息等，這些信息均通過無線傳感器網絡和以太網傳輸至服務器數據庫中進行保存。

車輛駛入加工廠

6、運輸環節——運輸車輛跟蹤系統
運輸環節主要模擬運輸車輛裝滿貨物，從種植區駛出、途徑加工廠，加油站、ETC公路、到達倉庫卸貨，*后進入超市的整個過程。
運輸車輛依靠RFID技術模擬GPS地理定位裝置，將車輛所處的地理信息、產品所處環境的溫濕度數據通過無線網絡及時傳輸給服務器數據庫，加工廠出貨人員和倉儲管理人員只需登錄到運輸車輛跟蹤客戶端系統，就可以查閱到當前車輛所處的地理位置，運行軌跡，監測運輸車輛是否安全到達目的地等。

對于不規則貨物，可采用機器臂控制系統裝卸貨。六自由度機械臂的臂部由大臂、小臂組成，一般具有兩個自由度，即伸縮、回轉、俯仰或升降，采用單片機控制運動軌跡。當小車到達裝卸貨指定地點時，通過無線向管理平臺發出命令，管理平臺接收到后，通過無線通信向機器臂控制器發送裝卸貨指令，控制器接收到命令后，就按照指定的取貨位置，操作機器臂經過回轉、伸縮、升降、俯仰等幾組動作組合，實現貨物的自動裝卸。貨物裝卸完成后，運輸車自動離開。

機械臂

機器臂搬運貨物

7、倉儲環節——倉儲物品自動感知系統
倉儲環節主要模擬產品出入倉庫、物品貨架庫位的自動識別、物品信息自動盤點等功能。該環節有兩種展示形式，一種是實際倉儲方式，一種在沙盤上模擬。
實際倉儲管理系統將物品信息綁定到超高頻電子標簽中，通過倉庫出入口處安裝的超高頻讀寫器對電子標簽進行識別，實現遠距離、準確地采集物品出入庫信息；同時采用鋁制貨架，貨架每一層的每一個庫位都安裝有高頻天線，通過多路選擇器連接到高頻讀卡器上，用于識別庫位上放置的物品，實現對庫位現有貨物的盤點以及貨物的定位功能。出入庫超高頻讀寫器以及盤點高頻讀寫器分別通過以太網和無線傳感器網絡接入中央控制系統，由中央控制系統統一管理。

模擬的立體倉庫的庫位是可伸縮移動的。它主要由電動絲杠滑臺、滑臺驅動器、滑臺控制器三部分組成，安裝在鋁合金框架內，形成一個至少4庫位的立體倉庫。

8、供銷環節——超市智能溯源與結算系統
供銷環節主要模擬超市的稱重功能、自動結算和商品溯源查詢等三個功能。
稱重功能首先通過RFID讀寫器讀出商品上RFID標簽信息，并將此商品在電子秤上稱出重量，同時輸入商品單價并結算出總價，*后將商品的名稱，價格信息通過標簽打印機打印出對應信息和用于溯源與結算的二維碼。
結算功能：系統可采用掃描槍掃描商品上的二維碼實現結算，語音播報當前結算總額。也可以使用設置的超高頻讀卡器完成貨物（帶有超高頻標簽）的自動結算功能。即將多件帶有超高頻標簽的貨物同時經過超高頻讀卡器，系統會自動將貨物名稱和單價以及總價顯示出來，并通過語音播放器播報商品總價。
溯源查詢功能：用戶可以將攜帶二維碼標簽的商品拿到溯源查詢一體機的識別區，通過二維碼識別系統讀取存儲的信息，在終端界面上顯示商品的原產地、加工廠狀況、運輸狀況以及單價等信息。

三、硬件組成
服務器、客戶端、鋁合金鋼架模型等組成。
感知設備：
主要由傳感器調理板、ZigBee無線通信模塊以及接口底板組成。傳感器涉及環境溫濕度、土壤溫濕度、光線強度、二氧化碳濃度等，可根據客戶需求定制不同類型的傳感器節點。它們通過ZigBee技術將采樣數據傳輸給中央控制系統的智能網關。
控制設備：
主要由執行設備、ZigBee無線通信模塊以及接口底板組成。控制設備主要分為直流供電型、以及交流供電型。直流供電型主要針對執行設備的供電是直流電源，如道閘控制器、加工廠模擬通風扇等，它們的供電電源均是DC12V。交流供電型主要針對執行設備的供電是交流市電電源，如滴灌、加濕器、換氣泵等，它們的供電電源均是AC220V。控制設備通過ZigBee通信技術向智能網關發送當前設備的控制狀態或接收智能網關的控制命令。
射頻識別裝置：
本系統中的射頻識別裝置主要包括兩種，一種是超高頻讀寫器裝置、一種是高頻讀寫器裝置，分別用在倉儲出入庫環節、以及倉儲貨架商品自動盤點環節。
視頻監控設備：
采用網絡攝像機，安裝在溫室大棚內部，用于溫室大棚環境遠程監控。
智能小車：
由核心控制板、ZigBee通信模塊、傳感器采集板、伺服電機、供電板、輪式底盤等組成，通過核心控制板固化的采樣控制程序，實現車輛的自動循跡、避障、紅燈擇路行駛、前進、后退、左右轉彎、到站停車、以及與智能網關的無線通信等功能。
智能網關：
安裝在中央控制系統區域的實驗桌上，整體封裝在模具內，操作方便，美觀大方。嵌入式主板集成ZigBee無線通信模塊，與系統傳感器節點、控制器節點進行ZigBee數據通信。主板集成了以太網接口，通過TCP/IP協議與PC服務器或客戶端進行數據通信。同時，主板集成了WiFi模塊，可直接連接無線路由器，替換以太網布線，降低了系統的復雜度。而且，主板留有3G模塊的接口，可實現智能網關直接接入移動互聯網的功能。
PC服務器：
它是整個應用系統的核心，主要運行食品溯源服務器應用程序，建立數據庫和Socket服務器，實時監聽客戶端的請求，存儲與客戶端的TCP/IP連接信息、以及雙方的通信數據。
客戶端：
它是整個應用系統的操作接口，主要運行食品溯源客戶端應用程序，建立數據庫和Socket客戶端，分別與PC服務器或智能網關進行TCP/IP數據通信，具有良好的人機交互界面，方便用戶操作，完成整個食品溯源的過程。
鋁合金鋼架模型：
支撐食品溯源系統的整個設施。內部鋪設供電線路，配有完善的供電設備，包括空氣開關、急停開關、電源指示燈等，安裝在底座框架上，為系統輸入安全穩定的交流220V總電源。除了提供標準食品溯源模型外，還可根據學校的要求定制模型的外觀，以及部署方式等。
四、軟件組成
系統軟件默認采用C/S結構，主要包括智能車軟件、無線傳感器網絡透明傳輸軟件、溯源系統智能網關節點管理軟件、溯源系統服務器軟件、溯源系統客戶端軟件。
智能車軟件：
主要利用STC系列51單片機的接口總線，驅動紅外反射傳感器采集信息，經過處理，驅動直流減速電機帶動萬向輪轉動，實現小車的自動循跡、避障、行駛方式的改變等功能。同時小車上的讀卡器自動識別道路上鋪設的射頻卡，實現小車定位。
無線傳感器網絡數據透明傳輸軟件：
主要實現ZigBee網絡的建立、節點的自動入網、節點之間數據的透明傳輸、傳感器節點的采樣與傳輸、執行節點驅動設備的功能。
溯源系統智能網關節點管理軟件：
智能網關采用嵌入式Linux操作系統，上電后運行基于QT的溯源系統ZigBee節點管理軟件。軟件系統集成了嵌入式數據庫，保存所有ZigBee節點的屬性信息（如網絡類型、傳感器類型、網絡短地址、MAC地址），用戶可以在網關上瀏覽傳感器節點當前采樣數據、以及手動控制所有ZigBee控制器。同時，網關可作為UDP客戶端，與PC服務器進行UDP通信；也可作為TCP服務器，與觸摸終端一體機進行TCP通信。
溯源系統服務器軟件
溯源系統服務器采用Windows操作系統，主要建立TCP、UDP服務器，并處于監聽狀態，等待客戶端的連接請求。一旦連接成功，就可以與TCP、UDP客戶端進行數據通信。*后，將接收到的所有信息存儲在建立的SQL Server數據庫中。
溯源系統客戶端軟件
采用Windows系統，運行溯源系統客戶端GUI應用程序，是溯源系統的人機交互界面。用戶可以通過客戶端軟件，查看溯源沙盤的所有環節，例如查看農業大棚的環境參數、控制農業大棚的所有設備，視頻瀏覽大棚環境，控制智能小車的運行狀態，查看小車的地理位置與運行軌跡，自動盤點倉儲貨架的物品，自動結算商品，以及商品溯源查詢等功能。
五、系統功能

系統主要功能

1 智能網關ZigBee節點管理功能

2. 溯源系統服務器管理功能

3．智能農業大棚主要功能
網關：大棚空氣質量監測	網關：大棚雨棚設備開、關
農業大棚主界面	農業大棚視頻監控功能
牛羊盤點功能	農業大棚環境監測與控制功能
加工環節主界面	加工廠通風扇控制
運輸環節主界面	智能小車定位跟蹤功能
倉儲環節主界面	物品自動盤點
貨物出庫功能	供銷環節主界面
自助結算功能	食品溯源功能

六、教學資源
1、課程目標：
（1）掌握溯源系統傳感器采集開發。
（2）掌握無線傳感網的使用。
（3）掌握網關層Android應用開發。
（4）了解WEB應用服務開發。
2、課程簡介：食品溯源實訓系統覆蓋了有線網絡、ZigBee傳感器網絡、智能小車、TCP/MQTT通信編程、數據庫開發、Android應用開發等技術，因此系統提供了這些物聯網技術相關的溯源場景實訓課程，激發學生的興趣與學習動力。
3、課程目錄

章節	課程
系統簡介	系統組成、及架構簡介
食品溯源場景實訓開發	農作物/牲畜生長環境采集實訓開發
	運輸車輛遠程控制實訓開發
	機械臂多自由控制實訓開發
	傳送帶限位檢測實訓開發
	堆垛機運動控制實訓開發
	運輸車輛定位實訓開發
	牲畜入欄盤點實訓開發
	物品溯源查詢實訓開發
	溯源管理平臺用戶登錄實訓開發
	溯源環境遠程監控實訓開發

七、配置清單

序號	類型	設備名稱	數量
1	整體框架	沙盤框架	1
2	整體框架	沙盤場景模型	若干
3	本地控制中心	物聯網網關（板載藍牙WIFI二合一模塊、7寸1024*600電容顯示屏）	1
4		ZigBee協調器模塊	1
5		無線路由器	1
6	射頻識別設備	桌面雙頻讀卡器	1
6		桌面超高頻讀卡器	1
8		UHF手持機	1
9		UHF動物耳標	5
10		高頻電子標簽	5
11		超高頻電子標簽	10
12	環境監測	智能溫濕度傳感器節點	4
13		智能光照度傳感器節點	4
14		智能通風扇（產地）	1
15	屠宰加工	多自由度機器臂	3
16		末端氣泵吸盤裝置	3
17		智能機器臂控制器	3
18		加工廠皮帶傳輸系統	1
19	倉儲區	24庫位立體倉庫	1
20		堆垛機	1
21		智能堆垛機控制器	1
22	車輛運輸區	智能磁導航車	2
23		NFC標簽	若干
24		紅綠燈及控制器	1
25		路燈及控制器	1
26	銷售區域	溯源電子稱	1
27		票據打印機	1
28		二維碼掃描槍
29		觸摸查詢一體機	1
30	軟件	智能磁導航循跡程序	1
31		無線傳感器網絡數據傳輸綜合程序	1
32		食品溯源智能網關管理軟件	1
33		食品溯源上位機設備管理軟件	1
34		食品溯源WEB管理平臺軟件	1
35		食品溯源Android手持終端應用軟件	1
36	附件	含交叉串口線、網線、USB同步線、Micro Usb數據線、讀卡器、TF卡、CC Debugger調試器、串口調試下載板、5V3A電源、便攜式吸塵器、實驗桌椅等	1批

八、技術參數

名稱

參數

一、整體要求

1.實訓系統尺寸不小于：3.0m×1.8m×0.7m(長×寬×高)

2.含有生產、加工、倉儲、運輸、銷售、中央控制等幾個區域，構成完整的食品溯源實訓系統。

3.采用B/S框架，可本地化或遠程部署。

4.主要實現以下功能：

（1）能夠實現產加儲運銷各個環節的環境監控；

（2）能夠實現對農畜產品施肥/喂養、防疫等操作以及出棚量盤點；

（3）能夠在產地、加工廠、倉儲環節實現貨物自動裝卸；

（4）能夠實現貨物在加工廠環節的流水線傳輸；

（5）能夠實現貨物在倉儲環節的自動上下架；

（6）能夠實現智能小車的位置跟蹤；

（7）能夠實現物品標簽的識別與綁定；

（8）能夠實現商品的溯源可查以及智能結算。

5.系統安裝有漏電斷路器電源設備，提供安全穩定的電源。

6.系統內部鋪設供電線路、通信線路、設備控制器、及網絡設備等。

7.主體框架采用一個鋁合金金屬骨架和鈑金面板圍繞組成。

二、設備要求

1. 本地數據中心

1）Cortex-A9網關（1個）

核心板資源：

（1）CPU：Cortex-A9四核心的Samsung s5p4418，主頻1.4GHz，符合OpenGL2.0；

（2）GPU：MAIL-400，3D圖形加速;

（3）內存: 1GB DDR3；

（4）EMMC: 8GB；

（5）核心板+底板設計：核心板加裝屏蔽罩，郵票孔方式與底板連接，抗干擾能力更強，比插針式更穩定可靠。要求引出核心板信號線，不少于188PIN。

底板資源：

（1）LCD接口：7寸IPS電容屏（16:9），分辨率1024×600；

（2）USB接口：2路USB_HOST 2.0輸出，1路USB OTG；

（3）Ethernet接口：核心板內置千兆IP，外加不超過3RMB的PHY芯片即可，支持10/100/1000M，RJ45接口；

（4）串口：2路3線RS232，1路TTL接口，1路RS485，1路Bluetooth；

（5）CAN總線接口：1路；

（6）RS485總線接口：1路；

（7）HDMI 接口：HDMI1.4a，最大支持1920*1080高清數字輸出;

（8）LVDS液晶屏接口：單通道，最大支持1920*1080；

（9）攝像頭接口：1路CMOS并行接口，最大支持800萬像素；

（10）AV接口：1路模擬視頻母口輸入；

（11）外部存儲擴展接口：SD卡、TF卡接口；

（12）音頻接口： 1路MIC輸入，1路1. 8w喇叭；

（13）按鍵：1個復位按鍵、1個休眠喚醒按鍵，2個音量鍵；

（14）板載藍牙WiFi二合一模塊，WiFi符合IEEE802.11 b/g/n；藍牙協議標準符合BT4.2；

（15）Mini PCIe接口：標準可插入4G通信模模塊；

（16）24Pins應用擴展接口：用于處理器外設接口擴展功能，包含3路串口、1路PWM、1路IIC、1路ADC、8個GPIO，5V電源。

2）ZigBee協調器模塊（1個）

采用CC2530單片機的射頻通信與ZStack協議棧的方案，具備Zigbee建網、節點入網申請驗證、路由信息維護、以及采集控制傳輸的功能。

板載PCB天線，通過TTL UART外設接口與A9網關 UART連接。

實時接收ZigBee傳感器采樣信息，并上報給上位機網關；同時接收網關下發的指令，通過ZigBee網絡傳輸給對應的傳感器節點。

供電電壓：DC3.3V。

3）無線路由器（1個）

支持有線、無線連接，DHCP自動分配IP地址。

2.環境監測設備

部署在產地、屠宰加工、倉儲、銷售等各個環節，實現監測食品在真個產品鏈中所處的環境參數。

1）溫濕度傳感器（4個）

溫度范圍：-20℃~+80℃；

濕度范圍：0~100%RH

2）光照度傳感器（4個）

量程：0-65535Lux

3）通風扇（1個）

安裝在生產地，可遠程控制通風扇開關、調節環境參數。

通過繼電器實現通風供電回路的通斷。

3.射頻識別裝置

1）桌面雙頻讀卡器（1）

功能：讀取標簽數據，用于操作人員的身份識別，以及操作行為識別。

內置125KHz和13.56MHz天線，可同時識別所有常規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、銀行芯片卡；

數據讀取：讀取卡片物理序列號(UID)；

數據接口：USB口；

數據通訊：標準USB口通訊，無需安裝驅動；

工作頻率：125KHz&13.56MHz；

工作電壓： USB接口取電，DC5V；

工作電流：≤80mA；

待機電流：≤30mA；

工作溫度：-5℃~60℃；

濕度：5%~95%；

讀卡響應：≤200ms；

讀卡距離：≤50mm；

工作指示：蜂鳴器、指示燈

安裝模式：桌面擺放型；

2）桌面超高頻讀寫器（1個）

功能：用于讀取農畜產品攜帶的電子標簽，識別相關溯源信息。

工作頻率：國標（920~925MHz）、美標(902~928MHz)或定制其它頻段跳頻或定頻工作；

識別標簽：ISO18000-6B標簽、EPC GEN2(ISO18000-6C)標簽；

讀卡距離：識別距離調整范圍：0.1米；

讀卡靈敏度：雙極化方式讀卡；

讀卡時間：單標簽64位ID號讀取時間<6mS；

數據接口：Mini USB；

工作電壓：USB接口取電，DC5V；

工作溫度：－20℃ ～ +80℃；

存儲溫度：－40℃ ～ +85℃；

3）UHF手持機（1個）

Android7.1系統，8核CPU，5寸高清大屏，分辨率高達1280*720，強光下可視，支持4G通訊、2.4G&5G雙頻WI-FI、藍牙4.2、GPS等通信或定位技術，可實現一維、二維條碼掃描、UHF RFID讀寫、NFC、拍照等功能。

RFID頻段：兼容中、美、日、歐各個頻段，支持協議ISO18000-6C，讀取距離為0.8米；

NFC頻段：13.56MHz，讀取距離為0-5cm。

4）UHF動物耳標（5個）

5）高頻電子標簽（5個）

6）UHF電子標簽（10個）

4. 屠宰加工裝置

實現牲畜產地出欄搬運裝車、屠宰場搬運卸載、流水線加工等操作。

1）多自由度機器臂（3個）

包含全鋁合金機械臂本體、MS36行星減速步進電機、500線AB相光電編碼器、鋁合金聯軸器、軸承、關節軸、銅柱等部件。

活動關節均采用優質軸承連接，末端采用特定方式吸附物品。

由嵌入式微控制器通過編程實現運動控制。

負載能力：500g

2）末端氣泵吸盤裝置（3個）

由真空氣泵、真空活動連桿帶吸盤、閥門、硅膠氣管組成。

流體：氣體；

氣泵電機：采用碳刷換向器，額定電壓DC4.5V，空載電流0.35A，適合電壓DC3-5V，壓力范圍400-650mmhg；通過微控制器I/O控制電機工作；

三通電磁閥：通過微控制器I/O控制電磁閥的通道，從而接通充氣回路，吸盤吸附或釋放氣體，吸盤松開；

3）智能機器臂控制器（3個）

采用Cortex-M3以上內核微控制器，板載4路LV8731V驅動模塊驅動機械臂步進電機、板載電源轉接板、OLED顯示屏等外設，電機帶編碼器，形成位置閉環控制，重復精度大大提高。支持串口控制，可以通過其他的單片機或者電腦發送控制指令。支持CAN控制，可以接收來自CAN總線的控制指令。支持姿態控制，可以改變控制器的姿態去控制X Y Z的坐標。支持按鍵控制，可以通過按鍵去控制X Y Z的坐標。

電源適配器供電。

額定電壓：DC12V

額定電流：5A。

4）加工廠皮帶傳輸系統（1個）

能實現農畜產品在加工環節的自動化運輸、自動停止的功能。

輸送帶：綠色PVC，耐油、耐腐蝕、防靜電；

機架：不銹鋼、鋁型材，高度可調；

托輥滾筒，支撐上方皮帶，減少摩擦阻力，保證運輸速度更快更平穩；

控制器：變頻器；

工作電壓：AC220V；

具有紅外對射一對，物品傳輸至探測器中間，皮帶自動停止。

5.倉儲設備

1）24庫位立體倉庫（1個）

采用20mm*20mm鋁合金型材框架設計，可拆卸，可根據需求自由組合；

車庫數量：四行六列，共24個存儲庫位；

高層貨架存儲，節省庫存占地面積，提高空間利用率；

通過托盤方式存儲貨物，一個托盤可存儲兩個原料或成品；

每個庫位尺寸：寬*高=91mm*67mm。

2）堆垛機（1個）

采用三軸懸臂式滑臺模組，滾珠絲杠直線滑臺模組密封防塵；

具有x、y、z三個運動行程，搬運尺寸：1000mm、400mm、300mm。

采用閉環57規格步進電機驅動2.2牛米高速混合伺服；

采用三個金屬探測器進行原點探測；

采用貨叉式存取貨物；

單元貨物重量：1g-1000g；

提升速度：5m/min

出叉速度：3.6m/min

定位精度：±5mm

供電電壓：DC 24V。

3）智能堆垛機控制器（1個）

CPU：Cortex-M3 內核處理器；

具有2相4線步進電機驅動接口；

可調試步進電機驅動器控制（寬電壓，脈沖速度可調）；

可擴展四路控制；

采用金屬探測傳感器實現庫位檢測；

通訊方式：采用ZigBee無線通訊；

供電電壓：DC12V。

6.智能運輸設備

1）智能磁導航車（2個）

由磁導航傳感器、高頻RFID讀卡器、核心控制板、直流減速電機、無線通信模塊、鋰電池供電板、避障探頭等組成。

磁導航傳感器：

車頭前方底部安裝3個磁導航探頭，與鋪設的磁條形成磁場，處理器根據磁導航輸出的信號控制電機驅動器差速糾偏，確保小車沿磁條前進。

高頻RFID讀卡器：

控制器自帶高頻讀卡模塊和天線電路，自動識別道路上的NFC標簽，實現智能小車在道路中的定位功能；

核心控制板：

采用單片機作為智能車控制器，實時處理磁導航傳感器檢測的磁場信息，驅動直流減速電機按照磁導引完成前進、后退、左轉、右轉、高速、低速行駛等自動循跡功能；同時驅動RFID讀卡器處于掃描狀態，與鋪設在重要地點NFC標簽形成磁場，獲取標簽所綁定的位置信息，通過無線模塊發送給智能網關，實現車輛精準定位；

無線通信模塊：

控制器通過串口與無線模塊通信，它將車輛信息通過無線模塊發送給智能網關，同時也接收智能網關發來的命令，控制車輛運行狀態。

小車供電：

小車采用鋰電池供電，具有電源管理電路和充電電路，小車行駛一段時間后，可對其進行充電，保證小車正常行駛；

電量采集：

網關可通過ZigBee模塊發送小車電量采集命令，小車收到后，將當前電量數據反饋給網關，由網關提醒用戶是否需要充電；

障礙物監測：前方有障礙物，停止行駛，障礙物移除，繼續行駛。

供電：DC12V3A。

2）NFC標簽（若干）

安裝在實訓系統路面下方，用于車輛定位、定點停車。

3）紅綠燈及控制器（1個）

模擬道路路口交通燈，可實現紅黃綠燈交替顯示和信號燈時長顯示，最多可支持四個方向的信號指示，可無線修改紅綠燈燈時。

包括ZigBee控制板，四組紅綠燈+2位數碼管組合，封裝在模具內。

控制對象：紅綠LED燈、2位數碼管；

采用微控制器I/O輸出控制方式實現紅綠燈、數碼管的切換亮滅、數字顯示。

控制方式：I/O口輸出控制；

供電：DC 5V。

4）路燈及控制器（1批）

包含路燈照明燈若干，1個控制器。

光線傳感器實時檢測當前環境的光照度，當光照度低于預設的值時，網關軟件將驅動繼電器控制器接通路燈的供電回路，路燈點亮；當光照度高于預設的值時，網關軟件將驅動繼電器斷開路燈的供電回路，路燈熄滅。

檢測設備：光線傳感器；

控制設備：繼電器控制器，強電輸入，直流輸出；

執行設備：路燈。

7.商超銷售設備

1）溯源電子稱（1個）

零位自動跟蹤、置零、去皮；

超載報警功能；

單價清除功能，十四個按鍵數；

可帶RS232串口，與電腦連接操作方便；

單雙面LED顯示，十六位紅字顯示；

具有抗電磁兼容性能，對外界干擾具有阻抗作用；

內置蓄電池，交直流兩用；

量程：3kg、6kg、15kg、30kg；

分度值：1g、2g、5g、10g；

顯示：紅色字幕顯示；

秤盤尺寸參考：340*230mm；

產品尺寸參考：355*330*120mm；

2）票據打印機（1個）

用于條碼

打印速度：4英寸（102mm）/秒；

打印方式：熱轉印；

打印寬度：最長4.09英寸（104mm）；

分辨率：203dpi；

用紙類型：熱敏不干膠、銅板不干膠、啞銀紙；

通信類型：USB/串口；

3）二維碼掃描槍（1個）

用于全方位掃描所有的主要一維 (1D) 和二維 (2D) 條碼符號。

讀卡設備：通用型手持式數字成像儀掃描器

掃描模式：全向激光掃描；

通信接口：串口/USB接口等

4）觸摸查詢一體機（1套）

包含主機、顯示器、鍵盤、鼠標以及對應的軟件系統。本地化部署時，用于本地數據中心。

采用Windows 7以上操作系統，安裝虛擬機，虛擬機采用Ubuntu16.04操作系統版本，運行Web服務端程序、MQTT Broker、mysql5.5以上數據庫、以及SpringMVC+MyBatis框架的溯源可視化管理平臺軟件系統。

同時運行上位機設備管理程序，通過串口或USB接口與桌面雙頻讀卡器、桌面超高頻讀卡器、電子秤、掃描槍、標簽打印機連接。

CPU主頻：不低于I5，2.0GHz；

內存容量：不低于4GB(DDR3)；

硬盤類型：不低于120G SSD。

三、軟件要求

詳細配套軟件資源包含如下：

1.智能磁導航尋跡程序（1套）

車載多種傳感器協調工作，實現小車的自動尋跡、左轉、右轉、停止等功能；

車載高頻讀寫器，實現自動識別道路高頻標簽，實現車輛定位；

車載電量低報警設備。

2.ZigBee傳感器組網綜合應用程序（1套）

實現ZigBee網絡的建立、節點的自動組網、節點休眠與喚醒、節點之間數據傳輸、傳感器節點的采樣與傳輸、以及執行節點的傳輸控制等功能。

符合IEEE802.15.4標準規范，頻段范圍2.045G~2.484G；

支持TI Z-Stack 2007協議棧；

支持多任務處理；支持星形、樹型、網狀三種網絡拓撲結構；

支持Packet Sniffer抓包分析儀；

支持串口調試上位機軟件Z-Tool；

支持IAR for EW8051集成開發環境；

支持第三方SmartRF Flash燒寫工具；

同一個工程編譯ZigBee網絡所有節點程序，包括協調器、路由器和傳感控制終端節點。

3.食品溯源網關管理軟件（1個）

網關運行基于Android操作系統的食品溯源管理軟件。

主要包括基本設置、數據查看、控制/采集、關聯設置、車道軌跡等功能項目，采用模塊化分層設計，靈活方便。節點使用添加、配置、關聯的方式接入系統，無需因節點的多少、沙盤外觀形式的變化而重新編程。

可添加智能車無線節點、環境監測節點、機器臂控制器節點、道閘節點、桁車控制器節點、庫位控制器節點；

以沙盤位置為中心，為智能車輛添加行駛方向、為機器臂添加起始點和終點的坐標、為桁車添加起始和終點xyz坐標、為庫位添加編號等，從而實現產加儲運銷整個環節的自動流通。

具有實時接收車輛位置信息、貨物的自動裝卸、道閘自動開關、貨物自動上下架、自動收費等功能。

具有貨物打包、拆包、標簽綁定、標簽重復使用、稱重、二維碼打印、二維碼掃描驅動的功能。

具有web端監控整個溯源系統、android手機端監控以及二維碼掃描溯源查詢的功能。

開發環境要求：

Windows 7以上

Eclipse IDE for Java Developers /Android Studio

Android-sdk_r16-windows

Android語言

內置MQTT協議、webservice編程。

4.食品溯源設備管理軟件（1個）

采用MQTT協議訂閱/發布主題，主題第一次由用戶手動輸入保存，后面自動顯示連接；

實時接收web服務端發來的設備信息請求命令，驅動桌面雙頻讀卡器、桌面超高頻讀卡器、電子秤、掃描槍、標簽打印機等設備進入工作狀態，讀取設備操作的信息，并將信息反饋給web訂閱端。

操作系統：Windows XP以上

開發環境：Visual Studio2010以上；

語言：C#語言等

協議：MQTT協議。

5.食品溯源Web管理平臺軟件

通過瀏覽器運行溯源系統web端應用程序，實現溯源系統的人機交互。

具有用戶登錄、系統設置、生產管理、加工管理、倉儲管理、運輸管理、銷售、溯源管理等功能菜單，可點擊查看下一級菜單詳情；

主頁面顯示：車輛運行位置動態顯示。

系統信息：提前錄入各個環節的企業信息、部門信息、操作人員信息、傳感器信息、車輛信息、產品種類信息、貨架信息等，為溯源信息可查做準備。

生產/養殖管理功能：模擬農作物生產/牲畜養殖環節的種類錄入、生產企業錄入、生產環境監測顯示、喂養、防疫等生產養殖過程的操作錄入、出欄標簽綁定、出欄數量盤點。

屠宰加工管理功能：模擬農畜產品的加工企業錄入、加工環境監測、加工批次信息查詢、加工分割前后信息的錄入、超高頻電子標簽的綁定存儲、加工操作歷史記錄查詢。

倉儲管理功能：模擬農副產品的倉儲企業錄入、倉儲環節監測、倉儲批次信息查詢、與超高頻手持機結合實現產品的自動入庫、出庫。

運輸管理功能：對當前的車輛運輸批次信息進行查詢。

銷售管理功能：模擬農副商品的銷售批次信息查詢，環境信息監測、商品的貨架信息錄入、與電子秤結合實現商品稱重，商品總價遠程顯示、使用掃描槍對已稱重商品進行掃描結算。

溯源信息功能：可刷卡讀取批次號，查詢當前商品從生產到銷售各個環節的操作記錄以及環境信息。

使用方法：瀏覽器URL地址

開發環境：Eclipse或IDEAIU；

語言：JAVA

協議：MQTT、HTTP。

6.食品溯源Android手持終端應用軟件

具有用戶登錄、養殖、屠宰、加工、倉儲、銷售等各個環節操作功能。

可實現牲畜入欄、盤點、出欄管理，屠宰入場、屠宰驗證、屠宰操作、屠宰出場管理，加工入場、分割驗證、分割操作、加工出場管理，倉儲批次、加工批次、出入庫管理，可通過掃描二維碼標簽，獲取該商品從生產、加工、倉儲、運輸、銷售等一系列操作記錄和環境監測信息。

開發環境要求：

Windows 7以上

Eclipse IDE for Java Developers /Android Studio

Android-sdk_r16-windows

Android語言

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