Tag měřící teplotu pro potravinářské účely je zařízení schopné zaznamenávat teplotu svého okolí a uchovávat její historii v elektronické paměti a pomocí technologie bezdrátové komunikace ji sdělovat dál do nadřazených systémů. Výsledek bude sloužit zejména při prokazování správného skladování chlazených a zmrazených potravin.
Projekt: TF03000053 Internet věcí v obchodech budoucnosti
Doba řešení projektu: 2016-2019
Podrobně:
RFID tag měřící teplotu pro potravinářské účely
5. Stručný popis výsledku (co je podstatou výsledku a co je v něm nové):
RFID tag měřící teplotu pro potravinářské účely je zařízení schopné zaznamenávat teplotu svého okolí a uchovávat její historii v elektronické paměti a pomocí technologie bezdrátové komunikace ji sdělovat dál do nadřazených systémů. Výsledek bude sloužit zejména při prokazování správného skladování chlazených a zmrazených potravin.
6. Technické parametry výsledku (uveďte technické aj. parametry charakterizující výstup):
Zařízení je vybaveno procesorem L106 32-bit RISC založeným na technologii Tensilica Xtensa Diamond Standard 106Micro pracujícím na frekvenci 80 MHz. Systém je vybaven 64 KB programové paměti RAM a 96 KB datové RAM. Bezdrátové rozhraní systému splňuje standardy IEEE 802.11 b/g/n pro WiFi komunikaci.
Digitální senzor použitý k měření MAXIM DS18B20 je připojený k systému za pomoci sběrnice 1-WIRE. Senzor umožňuje měření teploty od –55 °C do +125 °C s 0,5°C přesností (v limitech –10 °C až +85 °C). Senzor provádí měření také rychle – měření a odeslání teploty je i v případě 12bitového čísla provedeno v čase do 750 ms.
7. Ekonomické parametry výsledku (např. roční zvýšení objemu výroby, zisku, exportu, atd.):
Funkční vzorek posloužil k základnímu ověření funkcionality nového systému, dále však bude také využit k prezentaci námi vyvinutého řešení ve firmách se zájmem o nasazení technologií IoT v prostředí retailu. Ověřený koncept systému může v budoucnu jednoznačně přispět ke zvýšení kvality služeb prodejců, umožní ověření správnosti podmínek uchovávání prodávaných produktů vyžadujících charakteristickou teplotu uskladnění (chlazené a mražené zboží) v logistickém řetězci a hlavně v místě prodeje, čímž umožní další růst goodwill dané společnosti. Funkční vzorek bude využit také ve výuce studentů systémového inženýrství a příbuzných oborů.
8. Oblast průmyslové využitelnosti výsledku:
Retail, potravinové prodejny, průmyslové chladicí boxy
Výsledek se skládá z HW a SW části. Jeho SW část je realizována především online PHP skripty, které kromě analýzy dat poskytují také vizualizační rozhraní systému. Data jsou uložena ve struktuře tabulek umístěných v MySQL databázi (verze 5 a vyšší). HW část výsledku odesílá data o teplotě ve zvolené frekvenci (typicky 1x za 5 minut), webový server je za pomoci vytvořených skriptů zpracovává a poté vizualizuje (viz Obrázek 4).
Vizualizujeme jednak aktuální stav na „živém“ dynamickém grafu a poté také již souhrnná data za celý den, minulý den a data za poslední týden měření. V konfiguračním rozhraní (viz. Obrázek 5) můžeme nastavit parametry vizualizace. Jejich změna výrazně ovlivňuje grafickou podobu a přehlednost celého grafu. Frekvenci čtení (standardně 1x za 5 minut) jsme schopni ovlivnit a pro prezentační účely, kdy funkční vzorek předvádíme potenciálním implementačním autoritám, volíme frekvenci například na 1x za 10 sekund, aby bylo možno ukázat dynamicky se měnící data a jejich okamžitou odezvu na změnu teploty. Pro praktické použití však takováto frekvence čtení není zapotřebí. Časté měření má vysoké nároky na baterii, kapacitní nároky na ukládání dat do databáze a jejich zpracování, ale zejména tak časté čtení není ani u implementačních partnerů v potravinářském průmyslu vyžadováno. Na ilustračním obrázku nahoře (Obrázek 6) je patrná postupná změna naměřené teploty zaznamenávané co 10 sekund po otevření chladicího boxu a návrat teploty směrem k nastaveným hodnotám. Výsledek je opatřen grafickými prvky obsahujícími povinné publikační insignie participujících organizací. Rovněž jeho grafická část obsahuje i marker pro potřeby rozšířené reality. Pokud je kamera mobilního zařízení (telefon, tablet, chytré brýle) namířena na tuto značku ve speciálním programu dojde k vykreslení dalšího obsahu pomocí principů rozšířené reality (viz Obrázek 7). V současné době vykreslujeme tímto způsobem část naměřených hodnot z teplotního senzoru a statická data slouží zejména k demonstračním účelům pro potřeby předvést možnosti dané technologie na tomto funkčním vzorku. Pokud tento typ výsledku v budoucnu přeroste z funkčního vzorku do oblasti prototypu či po následné komercializaci výsledku počítáme s tímto přístupem vizualizace na telefonech tabletech a chytrých brýlích.