机电进出口产品信息溯源与追踪管理物联网感知系统
近几年来，随着社会的发展，机电进出口的数量逐年上升，为国家的经济发展做出了很大贡献，但是也带来了很多的问题，由于产品进入到海关时，不能对产品信息做到科学合理地采集入库，导致进入到国内的机电产品在使用过程中出了问题很难找到问题产品的源头，也就难以追究责任。另外还有产品的后期跟踪管理比较困难、智能化管理水平不高等问题亟待解决。为了更好地解决上述问题，本课题在认真分析国内外产品溯源系统的基础上，提出新的解决方案：建立基于物联网的机电进出口产品信息溯源和追踪管理系统。根据信息溯源和追踪管理系统的需求，采用批次管理、WSN技术、ZigBee技术、RFID技术与3G技术相结合的方案，制定出机电产品信息溯源和追踪管理系统的整体设计方案。然后对系统的每个模块进行了设计，分别有RFID读写器模块、ZigBee模块、3G模块等。经过测试, 基于物联网技术的机电进出口信息溯源与追踪管理系统基本达到了预期的目标,实现了各个功能。海关管理人员实时高效地采集进出口机电产品的各种参数，并建立产品信息数据库，一旦产品在使用过程中出现问题，可以根据产品ID迅速找到产品的源头，有效地解决问题。
目录
摘要 I
ABSTRACT I
目 录 III
第一章 绪论 1
1.1背景与意义 1
1.2 国内外机电进出口追踪溯源系统的研究现状 2
1.2.1 我国进出口机电产品信息追溯和追踪管理现状分析 2
1.2.2国外进出口机电产品信息追溯和追踪管理现状分析 3
1.3课题主要研究内容和创新点 4
1.4本章小结 4
第二章 产品质量追溯的基本理论研究 5
2.1质量问题可追溯性研究的发展 5
2.2产品的可追溯性 6
2.3质量追溯的相关理论 6
2.4 本章小结 7
第三章 机电进出口追踪溯源系统方案设计 8
3.1系统设计目标与需求 8
3.2系统总体功能架构设计 8
3.3系统工作流程 9
3.4本章小结 10
第四章 机电进出口追踪溯源系统感知模块及关键技术研究 10
4.1 RFI
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
D系统组成 11
4.2射频标签的构成 13
4.3 射频标签与读写器的通讯 15
4.4产品RFID标签防冲突算法 16
4.4.1标签的几种防冲突算法简介及比较 16
4.4.2基于二进制搜索算法的研究 17
4.4.3改进型动态二进制搜索算法 20
4.5本章小结 21
第五章 机电进出口追踪溯源系统传输模块的研究与设计 22
5.1、无线传感网络（WSN）的选择 22
5.2 ZigBee传输模块的设计 23
5.2.1 ZigBee技术简介 23
5.2.2 ZigBee协议栈 24
5.2.3 ZigBee节点设备类型 29
5.2.4 ZigBee的核心芯片CC2530 29
5.2.5 ZigBee网络的拓扑结构 31
5.2.6 ZigBee网络的建立 32
5.2.7 ZigBee模块的使用 32
5.3 3G传输网络的设计 34
5.3.1 3G技术概述 34
5.3.2 3G发送模块 36
5.3.3 3G接收模块 37
5.4 本章小结 37
第六章 机电进出口追踪溯源系统测试 38
6.1 RFID读写器模块测试 38
6.2 ZigBee模块测试 38
6.3 3G模块调试 39
6.4 整体系统的调试 40
6.5 本章小结 40
第七章 总结与展望 41
7.1总结 41
7.2 展望 41
致谢 43
参考文献 44
附录46 第一章 绪论
1.1背景与意义
现如今我们的社会正在变得越来越信息化与智能化，物联网的时代已经拉开帷幕，物联网技术在军事、医疗、企业生产、畜牧养殖等行业得到了广泛的应用。其中，机电进出口产品的追踪与溯源也是其应用的一个很成功的方面。特别是近些年来，我国的外贸发展十分迅速，进口机电产品已经成为了我国第一大进口产品，尤其是那些高技术含量和高附加值的机电产品。
但是，在机电进出口产品检验与监管工作方面一直存在着急需要解决的问题，具体表现在一下几个方面：1、产品信息的可追溯性比较低。机电产品通过海关进入到企业使用一段时间后，如果出现问题，那么对问题产品的信息追溯十分困难，特别是同厂家生产的产品在国内的分布几乎是无法查清的，更不用说解决由此带来的别的损失问题。2、产品的后期跟踪管理比较困难。现在的检验检疫机构对于进出口产品的检验监管力度不够，依旧停留在到货检验的传统模式上，对进口产品的后续监管工作缺失，海关记录在内的产品在使用中监管的力度欠缺、没有登记的产品监管手段不足，所以加强对进口工业产品的监管力度刻不容缓。3、智能化管理水平不高。目前，物联网利用各种传感器、射频识别（RFID）、条码、二维码、摄像头、GPS等多种感知层技术收集各种需要的信息，然后再用ZigBee、3G、WSN、蓝牙等等技术传输采集数据到互联网数据库，为后面的监管、决策等提供有效地依据，这也是现在比较先进的追溯系统。
开发出实用的机电进出口产品信息溯源与追踪管理系统，利用先进的RFID技术来标识机电产品的身份信息，使得机电产品的生产销售过程的可见性与可控性，以实现对机电进出口产品检验的高效性和可靠性，提升智能化和智慧化水平。其意义主要有以下几个：第一、该系统可以促进进口监管的后续延伸，通过收集进口产品在进入海关后出现的各种问题，并可以在使用中实时的监管，使得海关部门可以更好地提高工作效率。第二、本系统通过收集和整合机电产品使用过程中出现的风险及各种问题信息，并把这些信息传输到信息中心建立产品信息数据库，再运用宏观的质量管理理念，把有用信息汇总到风险警示系统。检验检疫机构就可以以消费者反馈为基础，再结合风险警示信息，可以很好地控制问题产品的进出口数量及加强进入海关时的检查力度。第三、该系统还促进了检验监管模式的改革，逐渐变成了围绕两个闭环监管的模式，这两个闭环即是工业产品后续监管风险管理、进口企业后续监管产品管理。这种模式的转变，可以通过制造业的风险管理、产品的风险管理来动态的调节进口工业产品的检验监管模式，这样就把后续所发现的问题布控到进口检验工作中去，把产品的反馈信息溯源到进口前端，以提高准许进口的门槛，真正实现后续监管的闭环反馈作用。
1.2 国内外机电进出口追踪溯源系统的研究现状
在这个经济飞速发展的时代，国与国之间的贸易也变得越来越频繁，为了保障产品质量，明确问题产品的责任归属，各个国家都加紧了有关产品信息追溯和追踪管理方面的技术研究。
目录
摘要 I
ABSTRACT I
目 录 III
第一章 绪论 1
1.1背景与意义 1
1.2 国内外机电进出口追踪溯源系统的研究现状 2
1.2.1 我国进出口机电产品信息追溯和追踪管理现状分析 2
1.2.2国外进出口机电产品信息追溯和追踪管理现状分析 3
1.3课题主要研究内容和创新点 4
1.4本章小结 4
第二章 产品质量追溯的基本理论研究 5
2.1质量问题可追溯性研究的发展 5
2.2产品的可追溯性 6
2.3质量追溯的相关理论 6
2.4 本章小结 7
第三章 机电进出口追踪溯源系统方案设计 8
3.1系统设计目标与需求 8
3.2系统总体功能架构设计 8
3.3系统工作流程 9
3.4本章小结 10
第四章 机电进出口追踪溯源系统感知模块及关键技术研究 10
4.1 RFI
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
D系统组成 11
4.2射频标签的构成 13
4.3 射频标签与读写器的通讯 15
4.4产品RFID标签防冲突算法 16
4.4.1标签的几种防冲突算法简介及比较 16
4.4.2基于二进制搜索算法的研究 17
4.4.3改进型动态二进制搜索算法 20
4.5本章小结 21
第五章 机电进出口追踪溯源系统传输模块的研究与设计 22
5.1、无线传感网络（WSN）的选择 22
5.2 ZigBee传输模块的设计 23
5.2.1 ZigBee技术简介 23
5.2.2 ZigBee协议栈 24
5.2.3 ZigBee节点设备类型 29
5.2.4 ZigBee的核心芯片CC2530 29
5.2.5 ZigBee网络的拓扑结构 31
5.2.6 ZigBee网络的建立 32
5.2.7 ZigBee模块的使用 32
5.3 3G传输网络的设计 34
5.3.1 3G技术概述 34
5.3.2 3G发送模块 36
5.3.3 3G接收模块 37
5.4 本章小结 37
第六章 机电进出口追踪溯源系统测试 38
6.1 RFID读写器模块测试 38
6.2 ZigBee模块测试 38
6.3 3G模块调试 39
6.4 整体系统的调试 40
6.5 本章小结 40
第七章 总结与展望 41
7.1总结 41
7.2 展望 41
致谢 43
参考文献 44
附录46 第一章 绪论
1.1背景与意义
现如今我们的社会正在变得越来越信息化与智能化，物联网的时代已经拉开帷幕，物联网技术在军事、医疗、企业生产、畜牧养殖等行业得到了广泛的应用。其中，机电进出口产品的追踪与溯源也是其应用的一个很成功的方面。特别是近些年来，我国的外贸发展十分迅速，进口机电产品已经成为了我国第一大进口产品，尤其是那些高技术含量和高附加值的机电产品。
但是，在机电进出口产品检验与监管工作方面一直存在着急需要解决的问题，具体表现在一下几个方面：1、产品信息的可追溯性比较低。机电产品通过海关进入到企业使用一段时间后，如果出现问题，那么对问题产品的信息追溯十分困难，特别是同厂家生产的产品在国内的分布几乎是无法查清的，更不用说解决由此带来的别的损失问题。2、产品的后期跟踪管理比较困难。现在的检验检疫机构对于进出口产品的检验监管力度不够，依旧停留在到货检验的传统模式上，对进口产品的后续监管工作缺失，海关记录在内的产品在使用中监管的力度欠缺、没有登记的产品监管手段不足，所以加强对进口工业产品的监管力度刻不容缓。3、智能化管理水平不高。目前，物联网利用各种传感器、射频识别（RFID）、条码、二维码、摄像头、GPS等多种感知层技术收集各种需要的信息，然后再用ZigBee、3G、WSN、蓝牙等等技术传输采集数据到互联网数据库，为后面的监管、决策等提供有效地依据，这也是现在比较先进的追溯系统。
开发出实用的机电进出口产品信息溯源与追踪管理系统，利用先进的RFID技术来标识机电产品的身份信息，使得机电产品的生产销售过程的可见性与可控性，以实现对机电进出口产品检验的高效性和可靠性，提升智能化和智慧化水平。其意义主要有以下几个：第一、该系统可以促进进口监管的后续延伸，通过收集进口产品在进入海关后出现的各种问题，并可以在使用中实时的监管，使得海关部门可以更好地提高工作效率。第二、本系统通过收集和整合机电产品使用过程中出现的风险及各种问题信息，并把这些信息传输到信息中心建立产品信息数据库，再运用宏观的质量管理理念，把有用信息汇总到风险警示系统。检验检疫机构就可以以消费者反馈为基础，再结合风险警示信息，可以很好地控制问题产品的进出口数量及加强进入海关时的检查力度。第三、该系统还促进了检验监管模式的改革，逐渐变成了围绕两个闭环监管的模式，这两个闭环即是工业产品后续监管风险管理、进口企业后续监管产品管理。这种模式的转变，可以通过制造业的风险管理、产品的风险管理来动态的调节进口工业产品的检验监管模式，这样就把后续所发现的问题布控到进口检验工作中去，把产品的反馈信息溯源到进口前端，以提高准许进口的门槛，真正实现后续监管的闭环反馈作用。
1.2 国内外机电进出口追踪溯源系统的研究现状
在这个经济飞速发展的时代，国与国之间的贸易也变得越来越频繁，为了保障产品质量，明确问题产品的责任归属，各个国家都加紧了有关产品信息追溯和追踪管理方面的技术研究。
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