给学校食堂留样盒加一枚温度—开盖证据扣

1 · 创新命题

中 面向执行食品留样制度的中国学校食堂，在现有留样盒/冰箱外加可重复使用的温度—开盖证据扣，把“已留样”纸签扩展成可核对的入柜时间、冷藏温度与异常开盖事件；相对新购联网冰箱，它不更换容器和留样流程，默认离线，先证明记录是否完整而非检测食物是否安全。 EN A reusable temperature-and-opening evidence tag for existing Chinese school meal-retention boxes, converting paper labels into auditable time, refrigeration, and opening records without replacing containers or claiming to test whether food is safe.

2 · 背景与空白

学校与集体用餐单位按国内制度进行食品留样，具体克数、时长与温度要求须按现行地方/国家规定需核实。纸签能记录操作者填写的时间，却不能独立证明盒子何时进柜、冷藏是否中断。商业冷链记录仪、Testo/Elitech 温度记录器和联网冰箱已经成熟。空白在：将留样盒这一中国制度性工作流作为最小单元，用低成本扣件同时记录温度与开盖，并量化漏记录率，而不是造一个通用 IoT 冰箱。中国优势来自大规模团餐留样制度、食堂可达性和深圳记录器供应链。最容易犯的致命错误：温度正常不等于食品安全；本项目只能证明过程记录，不能检测病原体。

3 · 可检验假设

H1 对标准留样盒在冷藏、短时取出、开盖查看、整柜断电四类脚本中，证据扣识别异常事件的召回率与精确率均 ≥ 0.95，时间误差 ≤ 2 分钟、温度误差 ≤ 0.5 °C。 H2（工作流）在 ≥ 30 盒次的模拟留样班次中，电子证据使未填写/时间矛盾的记录比例较纸签降低 ≥ 50%，额外操作时间中位数 ≤ 20 秒/盒；不推断食源性疾病下降。

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建记录管线复现 NIST 可追溯温度计或校准水浴的 ≥ 20 个标定点及 ≥ 30 次已知开盖事件，温度偏差 ≤ 0.5 °C、事件召回/精确率均 ≥ 0.95。此条不过，后续全部结论无效。
2. ≥ 3 种盒盖、2 台冰箱、每脚本 ≥ 10 次；设备按整枚标签分训练/测试。
3. 异常事件不平衡，报 PR-AUC、召回率、精确率和每盒日误报数，不报 accuracy。
4. 温度时序按完整班次划分，并比较随机窗口划分，量化其高估幅度；温度暴露报中位数与四分位距。
5. 食堂现场只在书面许可后做无食品模拟；不采学生、员工身份或菜单敏感信息。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
传感	DS18B20/精度更高数字温度计、霍尔/簧片开关、ESP32-C3、纽扣电池；型号与价格需核实
标定	可追溯温度计、冰水点/恒温水浴；冰水点只能单点校验
留样件	食品级留样盒与普通冰箱，按当地制度规格采购
对照	纸质留样标签、Testo/Elitech 商业记录器
规范	现行学校食品安全与留样规定，版本、温度/时长阈值需核实；仅作合规对比，不计入数据贡献

能力边界：盒外温度滞后于食物中心温度，标签不能测克重、微生物或交叉污染；Wi-Fi 不稳定时只本地存储。规定更新必须在报名和决赛前再核实。 证据扣的时钟还须与食堂统一时钟每日校对，避免把时钟漂移误判为晚入柜。 模拟班次必须保留所有误报，不能在看到纸签结果后回调电子阈值。

6 · 赛季执行路径

1. 第 1–2 周：向食堂管理员核实留样流程与许可，不接触真实留样食品。
2. 第 3 周：温度与开盖方法学校验，冻结事件匹配窗口。
3. 第 4–5 周：三盒盖/双冰箱失效脚本，完成设备级切分。
4. 第 6–7 周：模拟 30 盒次纸签与电子证据交叉班次。
5. 第 8–9 周：断电、换电池、错装、清洁挑战与数据删除审计。
6. 第 10–12 周：核算每盒/每冰箱部署方式，做第二批外壳。
7. 第 13–14 周：准备透明冰箱箱体线下演示与法规边界卡。

7 · 新颖性边界

不声称检测食品安全或发明温度记录器。已有工作：Testo/Elitech 冷链记录仪、联网冰箱与 HACCP 温控流程均成熟；中国学校已有法定/制度性留样纸签。本项目贡献是“单个留样盒的开盖+温度+纸签矛盾”可审计工作流和离线低价改造。护城河为存量改造（C）、工作流替换（D）与跨食堂异常模式数据（E）；硬件本身无强 IP。

8 · go/no-go

第 7 周末：三种盒盖至少两种的事件召回/精确率须各 ≥ 0.90，额外操作时间中位数 ≤ 30 秒；不足则具名降级为**“冰箱层架温度—取出证据条 HC11-Shelf”**，不做单盒开盖，仍审计留样冷藏流程。第 9 周末：若现场许可未获批，则只做学校实验室模拟班次，明确不声称真实食堂采纳。