一種用於冷鏈監控的新型智能標籤及監控方法與流程
2023-12-01 09:54:31
本發明涉及一種低溫儲藏環境下不可逆溫度-時間耦合致顏色變化智能標籤及基於該標籤的產品監控方法。
背景技術：
隨著藥品、食品冷凍冷藏技術的快速發展，消費者對於藥品、食品質量的訴求不斷增高，傳統的生產日期、出廠日期及保質期等基本藥品、食品信息已滿足不了消費者對於藥品與食品質量等商品的認知訴求。消費者期望藥品、食品等生產廠商能夠使藥品、食品包裝承載更多關於藥品、食品在流通儲運等環節中的過程信息，以及實時獲知藥品與食品質量等相關信息。因此，有必要設計開發一種低成本的藥品、食品等商品智能化標籤，從而便於廠商、監管部門以及消費者同時獲取藥品、食品的物流和質量等綜合信息。
儘管目前已有用於食品品質監控的顯色指示劑或標籤，但易受到諸如環境溫度、溼度、酸鹼度等其它環境因素的影響，而且，這些顏色的判別均是憑人眼主觀判斷，容易受到光照環境的影響，因而大大影響了標籤使用的準確性。即使已有無線射頻(RFID)等電子標籤產品應用於商品的物流和品質信息的監控，但其成本相對較高，很難滿足對於藥品和生鮮農產品的應用需求。
本發明提出的基於二維碼或條形碼識別和不可逆溫度-時間耦合致變色智能化標籤具有以下幾個優點：(1)由於能夠通過移動終端同時獲得商品的物流信息和品質信息，這非常有利於商品物流和品質的信息化監管；(2)本項發明充分利用了移動網際網路的便捷性、可靠性等優點，是在現有條形碼或二維碼基礎上進行了新的理念設計，具有低成本、易儲運、易識別、易於推廣等特點。
技術實現要素：
本發明提供了一種溫度-時間耦合致變色智能標籤的設計方案及基於該智能標籤的產品監控方法，可實現藥品、食品等商品質量狀態的實時識別與表徵，實現了廠商、監管部門、消費者對於終端食品綜合信息的實時獲取。
為解決上述技術問題，本發明採用了如下技術方案：
一種智能標籤，該標籤包括：承載主體、識別區、變色區和對比區，其中：
識別區設置在承載主體上；
變色區設置在識別區上或承載主體上；
對比區設置在變色區附近或者設置在承載主體上或者設置在識別區上。
所述的新型智能標籤設計，優選的：
承載主體是一面塗膠的不乾膠紙。
所述的智能標籤，優選的：
識別區包括在承載主體上印刷的條形碼、二維碼或識別序號。
所述的智能標籤，優選的：
變色區包括塗覆或印刷在變色區上的不可逆溫度-時間耦合致色變材料。
所述的智能標籤，優選的：變色區位於智能標籤承載主體的中心位置，覆蓋在識別區上，對比區環繞變色區設置.
所述的智能標籤，優選的：變色區為圓形，而對比區為環形，環繞該變色區。
所述的智能標籤，優選的：對比區是不會隨溫度-時間耦合影響而發生顏色變化的標準顏色區域。
一種基於智能標籤的產品監控方法，包括：
步驟1、採集產品智能標籤的圖像信息並進行變色區顏色識別和碼識別，並發送獲得的變色區顏色信息和碼信息：
步驟2、接收變色區顏色信息和碼信息，處理變色區顏色信息和碼信息後得到產品的原始信息和產品質量信息，發送產品原始信息和產品質量信息；
步驟3、接收產品原始信息和產品質量信息，接收後顯示產品原始信息和產品質量信息。
所述的基於智能標籤的產品監控方法，優選的：
步驟1之前還包括以下步驟：
通過能量激發裝置照射產品智能標籤，使得變色區顯色。
所述的基於智能標籤的產品監控方法，優選的：
步驟1之前還包括以下步驟：
步驟S1、將不可逆溫度-時間耦合致變色材料印刷或塗覆在包括變色區的智能標籤的識別區上或智能標籤的承載主體上；
步驟S2、將智能標籤貼附在產品上。
所述的基於智能標籤的產品監控方法，其特徵在於，優選的：
所述智能標籤是如上之一所述的智能標籤。
本發明的有益效果在於：基於冷藏鏈貯運環境下溫度-時間耦合致變色智能標籤的設計及產品監控方法，是一種低成本、易儲運、易識別、易於推廣的方案設計，能夠實現藥品、食品等在流通過程中對其質量的實時表徵，便於供應鏈各節點的部門與廠商、監管部門以及消費者對於商品的物流信息與質量信息的實時獲取，實現了藥品、食品等信息實時的承載性和可視化。
附圖說明
圖1為冷藏鏈貯運環境下溫度-時間耦合致變色智能標籤的結構示意圖。
圖2為基於該智能標籤的產品監控示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，冷藏鏈貯運環境下的溫度-時間耦合致變色智能標籤包括承載主體1，承載主體1可以是一面塗膠的不乾膠紙，在承載主體1未塗膠的表面上設置有識別區2，識別區2包括在承載主體上印刷的條形碼、二維碼或識別序號等識別物；在識別區2上或者在承 載主體1上還設置有變色區3，變色區3包括塗覆或印刷在變色區3上的不可逆溫度-時間耦合致色變材料；在變色區3附近設置有對比區4，例如圖1中變色區3位於標籤承載主體的中心位置，覆蓋在識別區2上，對比區4環繞變色區3設置，變色區3可為圓形，而對比區4為環形，環繞該變色區3。對比區4為不會隨溫度-時間耦合影響而發生顏色變化的標準顏色區域，對比區4的顏色是變色區3的原始顏色。
不可逆溫度-時間耦合致色變材料是一種隨時間推移逐漸變色的材料，其變色速度還受環境溫度的影響，在安全溫度(如較低溫度，5攝氏度以下)及以下時，該變色材料的變色速度較慢，而在安全溫度以上時，隨溫度的增高，該變色材料的變色速度也會加快。所述變色材料分為兩種，一種是肉眼識別的變色材料，也即其顏色變化可直接被人的肉眼所識別，此類變色材料可以選用蘇州華實熱敏科技有限公司生產的QM7D5標籤材料。另一種是非肉眼識別的變色材料，其顏色需要在紫外燈等能量激發裝置照射下才能顯色。
當產品標籤上的不可逆溫度-時間耦合致色變材料發生顏色變化，可以根據該顏色的變化確定產品質量，如標籤顏色與原始顏色較為接近，則可確定該產品在流轉過程中一直處於安全溫度下，產品質量為良好；如果標籤顏色有一定的變化，與原始顏色相比有一定區別，則可確定該產品在流轉過程中環境溫度出現過超過安全溫度的現象或者商品已經流轉了一定時間，如3個月，此時產品質量為正常；如果標籤顏色有明顯的變化，與原始顏色相比區別極大，則可確定該產 品在流轉過程中環境溫度出現過嚴重超過安全溫度的現象或者商品已經超過的保質期，此時產品質量為不合格。
基於該智能標籤的產品監控方法包括：
步驟S1、將不可逆溫度-時間耦合致變色材料印刷或塗覆在包括變色區的智能標籤的識別區上或智能標籤的承載主體上；
步驟S2、將智能標籤貼附在產品上，隨產品正式進入流通環節；
步驟S3、通過客戶端(可通過相機模塊拍攝的方式)採集智能標籤的圖像信息並進行以下識別：
(1)顏色識別：識別變色區的顏色，得到變色區顏色信息；
(2)碼識別：識別條形碼或二維碼，得到條形碼信息或二維碼信息；
將獲得的變色區顏色信息和條形碼信息或二維碼信息發送給伺服器。
在進行顏色識別和碼識別前，優選的還包括對採集的圖像進行圖像預處理的步驟。
步驟4、伺服器接收到變色區顏色信息和條形碼信息或二維碼信息後，將該變色區顏色信息與資料庫中存儲的顏色信息進行比對，獲得該產品的質量信息，包括良好、正常和不合格；同時伺服器根據條形碼信息或二維碼信息在資料庫中進行檢索，得到與之相對應的產品原始信息，如產品名稱、生產日期、生產廠商等；伺服器將產品質量信息和產品原始信息發送給客戶端；
進一步的，在伺服器進行顏色比對前，步驟四還包括校正步驟： 伺服器對接收到的變色區顏色信息進行校正。
步驟5：客戶端顯示產品原始信息和產品質量信息。
另外，當變色區的變色材料選用非肉眼識別的變色材料時，步驟3之前步驟2之後還包括以下步驟：
步驟2a、通過能量激發裝置照射該智能標籤，使得變色區顯色；
本發明的有益效果在於：溫度-時間耦合致變色智能標籤以及基於該智能標籤的產品監控方法，是一個低成本、易儲運、易識別的方案，實現了藥品、食品在流通過程中其基本物流信息以及質量信息的實時表徵，便於供應鏈各節點的部門與廠商、監管部門以及消費者對於藥品、食品等質量綜合信息的實時獲取，實現了藥品、食品等信息的實時承載性和信息可視化。
本發明的描述和應用是說明性的，並非想將本發明的範圍限制在上述實施例中。這裡所披露的實施例的變形和改變是可能的，對於那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本發明的精神或本質特徵的情況下，本發明可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本發明範圍和精神的情況下，可以對這裡所披露的實施例進行其它變形和改變。