水產(chǎn)品貨架期實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究與實(shí)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(gè)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(shí)長、溫度變化頻度、流通時(shí)間，都直接影響其貨架期。因此，對(duì)水產(chǎn)品表面溫度、貨架期進(jìn)行有效的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是一個(gè)必須解決的問題。
　　 針對(duì)上述問題，本文提出并實(shí)現(xiàn)了一種實(shí)時(shí)性網(wǎng)絡(luò)化的多種類水產(chǎn)品貨架期預(yù)測(cè)系統(tǒng)，即實(shí)現(xiàn)南美白對(duì)蝦、鯧魚、帶魚、魚糜、蟹糊等五類食品貨架期的實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)和遠(yuǎn)程管理。

2、本文首先以南美白對(duì)蝦為例研究了其品質(zhì)隨溫度、時(shí)間的變化過程，進(jìn)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(duì)蝦貨架期預(yù)測(cè)算法；以此方法，對(duì)其他四類水產(chǎn)品進(jìn)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(yù)測(cè)算法。然后，研發(fā)出一套基于該算法的貨架期實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)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(shí)時(shí)預(yù)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式應(yīng)用技術(shù)及GPRS無線通信技術(shù)相結(jié)合，對(duì)水產(chǎn)品在冷鏈中的整個(gè)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(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可查詢當(dāng)前實(shí)時(shí)及歷史監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)分析。在水產(chǎn)品的流通過程中，貨架期智能預(yù)測(cè)裝置根據(jù)水產(chǎn)品的實(shí)際狀況而實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)其貨架期，并進(jìn)行存儲(chǔ)、顯示、以及通過GPRS模塊無線傳輸至系統(tǒng)監(jiān)測(cè)中心。當(dāng)裝置檢測(cè)到水產(chǎn)品的溫度或貨架期超出預(yù)設(shè)閾值時(shí)，預(yù)測(cè)裝置會(huì)自動(dòng)報(bào)警并在其LED上顯示：系統(tǒng)監(jiān)控中心接收到裝置實(shí)時(shí)信息后，對(duì)其進(jìn)行處理，以實(shí)現(xiàn)顯示、查詢等功能；若溫度或者貨架期超過預(yù)設(shè)閾值，

4、則監(jiān)測(cè)中心發(fā)出警報(bào)，以及時(shí)提醒系統(tǒng)使用者采取相關(guān)操作。
　　 本系統(tǒng)由一個(gè)監(jiān)測(cè)中心和若干個(gè)隨水產(chǎn)品流通的貨架期智能預(yù)測(cè)裝置組成，各個(gè)裝置在實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)水產(chǎn)品貨架期后，通過其自身的GPRS模塊與監(jiān)控中心進(jìn)行通信，監(jiān)控中心負(fù)責(zé)信息的存儲(chǔ)、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(kuò)展存儲(chǔ)芯片、液晶顯示器、日歷時(shí)鐘芯片、GPRS模塊等芯片和相關(guān)外圍電路組成，主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)采集水產(chǎn)品表面溫度、預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)算法、基于嵌入式系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的的水產(chǎn)品貨架期實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)裝置、以及水產(chǎn)品貨架期實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中心的設(shè)計(jì)方案，并闡述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)中涉及到的關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，本文重點(diǎn)介紹了多品種水產(chǎn)品貨架期預(yù)測(cè)算法、智能預(yù)測(cè)裝置的硬件設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)。
　　 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的突出特點(diǎn)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(yù)測(cè)算法，即：基于K-means的時(shí)間溫度貨架期智能預(yù)測(cè)算法(3TIPAKM: Time-Teperature-Tolerance IntelligentPrediction Algorithm Based on K-Means)；經(jīng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本算法的預(yù)測(cè)值與生化試驗(yàn)得到的實(shí)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(shí)時(shí)性網(wǎng)絡(luò)化通信技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的多品種水產(chǎn)品貨架期實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)裝置，該裝置實(shí)

7、現(xiàn)了實(shí)時(shí)采集溫度、預(yù)測(cè)貨架期等功能以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水產(chǎn)品在流通過程中的品質(zhì)變化過程。本裝置在設(shè)計(jì)過程中采用了健壯性技術(shù)、低功耗技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)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(shí)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(cè)中心的軟件系統(tǒng)均采用了模塊化設(shè)計(jì)，以使得本系統(tǒng)軟件具備較高的可擴(kuò)展性和可重用性。在裝置設(shè)計(jì)的過程中，