國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)信息采集與處理技術(shù)的研究

高錄軍，劉業(yè)兵，李曉平，張積慧，郝毫剛，趙建紅，劉 玲，唐 軍

(中國(guó)獸醫(yī)藥品監(jiān)察所，北京100081)

國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)作為獸藥質(zhì)量安全管理的有效手段，受到獸藥生產(chǎn)企業(yè)、經(jīng)營(yíng)企業(yè)、監(jiān)管部門以及消費(fèi)者的高度關(guān)注。國(guó)家獸藥產(chǎn)品追溯系統(tǒng)利用信息技術(shù)對(duì)獸藥的產(chǎn)品信息進(jìn)行有效的標(biāo)識(shí)，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)獸藥經(jīng)過(guò)各環(huán)節(jié)時(shí)的出入庫(kù)信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)獸藥的生產(chǎn)、流通、銷售等環(huán)節(jié)的全程跟蹤，在獸藥出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，能夠快速追蹤問(wèn)題環(huán)節(jié)，進(jìn)而對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題采取有效措施。國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)不僅是保證獸藥產(chǎn)品質(zhì)量安全有效的技術(shù)手段，同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)政府監(jiān)管和消費(fèi)者追溯［1］。因此，方便、快捷、完善的國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)是目前獸藥行業(yè)極為迫切的需要。

傳統(tǒng)的追溯系統(tǒng)主要以互聯(lián)網(wǎng)為主，在追溯的各個(gè)環(huán)節(jié)中多以人工操作為主，雖然實(shí)現(xiàn)了追溯系統(tǒng)的使用目標(biāo)和價(jià)值，但是數(shù)據(jù)采集若全采用人工操作，會(huì)增加操作人員的工作量，同時(shí)，也可能增加產(chǎn)生數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的可能性等問(wèn)題。物聯(lián)網(wǎng)作為世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮［2］，是把物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)［3］，同時(shí)，通過(guò)智能界面的無(wú)縫鏈接，實(shí)現(xiàn)信息共享［4］。

目前，獸藥追溯系統(tǒng)引入二維碼的概念以及初步實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)特征與效果，大大的簡(jiǎn)化了信息采集處理的方式，提高了工作效率，降低數(shù)據(jù)錯(cuò)誤和誤差，優(yōu)化了國(guó)家獸藥產(chǎn)品追溯系統(tǒng)。但是，目前的信息采集處理技術(shù)仍有一定的問(wèn)題，有待于改進(jìn)。

1 目前信息采集現(xiàn)狀

在國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)中主要由標(biāo)識(shí)生成、產(chǎn)品生產(chǎn)、獸藥出入庫(kù)流通以及獸藥流通查驗(yàn)監(jiān)管等環(huán)節(jié)［5］，多個(gè)環(huán)節(jié)需要終端設(shè)備對(duì)二維碼標(biāo)簽信息進(jìn)行采集。

目前，國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)的信息采集處理方式以手持設(shè)備對(duì)二維碼進(jìn)行信息采集為主，在獸藥產(chǎn)品出廠、出入庫(kù)流通時(shí)進(jìn)行信息采集，將獲取的數(shù)據(jù)通過(guò)人工操作的方式上傳數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，流程如下圖所示:

圖1 數(shù)據(jù)信息采集上傳過(guò)程

目前，國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)利用對(duì)二維碼進(jìn)行信息采集的方式初步實(shí)現(xiàn)信息采集處理的自動(dòng)化，節(jié)省了大量的人工操作，但是系統(tǒng)終端的數(shù)據(jù)采集以及傳輸仍然存在一些問(wèn)題，有待于改進(jìn)，主要問(wèn)題如下:

(1)、獸藥信息的采集主要以人工手持設(shè)備為主，使用手持設(shè)備容易產(chǎn)品人工操作所帶來(lái)的人為錯(cuò)誤，同時(shí)，工作效率難以保證。

(2)、系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)主要是通過(guò)移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備人工上傳到服務(wù)器中，而不能自動(dòng)上傳信息到數(shù)據(jù)庫(kù)。

(3)、登錄系統(tǒng)采集終端只通過(guò)用戶名與密碼的方式進(jìn)行登錄，安全性較低，容易被非法竊取信息或者上傳非法數(shù)據(jù)擾亂系統(tǒng)。

2 問(wèn)題分析及改進(jìn)措施

2.1 問(wèn)題分析 國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)在信息采集與傳輸?shù)确矫嫠a(chǎn)生的問(wèn)題主要是因?yàn)橐韵略?(1)、系統(tǒng)信息采集以人工手持設(shè)備為主主要是因?yàn)楂F藥產(chǎn)品的規(guī)格種類較多，包括瓶、盒、袋、箱等不同種類的包裝，同時(shí)，瓶、盒、袋、箱的大小也多種多樣。人工手持設(shè)備能夠適應(yīng)多樣化的包裝，程序上易于實(shí)現(xiàn)。

(2)、系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)通過(guò)移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備人工上傳到服務(wù)器而不是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)上傳主要是由于大部分獸藥生產(chǎn)車間由于建筑結(jié)構(gòu)和材料的問(wèn)題，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)產(chǎn)生一定的屏蔽效果，因此在終端無(wú)法即時(shí)連接網(wǎng)絡(luò)，無(wú)法在采集信息時(shí)在獸藥生產(chǎn)車間實(shí)時(shí)上傳。

(3)、系統(tǒng)采集終端只通過(guò)用戶名與密碼的方式進(jìn)行登錄主要是在系統(tǒng)開(kāi)發(fā)時(shí)主要是考慮到登錄的便捷性以及系統(tǒng)終端在安全的情況下使用，沒(méi)有進(jìn)行更加安全的加密手段。

2.2 信息采集處理終端的改進(jìn) 為了保證系統(tǒng)的安全性、追溯碼的唯一性，達(dá)到物物相連的要求，實(shí)現(xiàn)信息采集處理的自動(dòng)化，需要對(duì)信息采集處理終端進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。

2.2.1 終端身份驗(yàn)證 獸藥信息在采集之后直接上傳服務(wù)器需要操作人員的身份驗(yàn)證，為了保證身份的正確性和可靠性必須采用嚴(yán)格的身份驗(yàn)證方式，由于終端設(shè)備與PC設(shè)備的差異，無(wú)法使用UKEY等硬件插入的驗(yàn)證方式，因此需采用既安全又適合終端設(shè)備的身份驗(yàn)證方式。

根據(jù)終端設(shè)備的實(shí)際情況可以采用雙口令的身份驗(yàn)證方式，既“令牌+短信”的驗(yàn)證方式，每個(gè)獸藥生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)企業(yè)都會(huì)發(fā)送屬于各自的密碼令牌，在身份驗(yàn)證時(shí)會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)的針對(duì)該企業(yè)的提示，企業(yè)通過(guò)身份令牌和提示，輸入正確的密碼，保證了用戶身份唯一性;在用戶輸入正確的密碼后，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)已綁定的該企業(yè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)人的手機(jī)發(fā)送驗(yàn)證碼，用戶再次輸入驗(yàn)證碼后方可登錄。這樣能夠確保終端登錄用戶的正確性和安全性。

2.2.2 二維碼注銷 在獸藥流通到最后的使用環(huán)節(jié)后，二維碼標(biāo)簽已經(jīng)失去其所具有的在系統(tǒng)中的追溯作用，為了保證該二維碼不被假冒產(chǎn)品所盜用，將該二維碼注銷，即凍結(jié)該二維碼的使用，使得其他的盜用該二維碼的假冒獸藥在系統(tǒng)中無(wú)法使用。

要實(shí)現(xiàn)二維碼注銷的功能，需要在二維碼生成時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)與該二維碼相對(duì)應(yīng)的且唯一的驗(yàn)證碼，該驗(yàn)證碼的作用不僅僅是消費(fèi)者在使用獸藥產(chǎn)品時(shí)驗(yàn)證獸藥產(chǎn)品的真假，并且在驗(yàn)證真?zhèn)魏笞N該二維碼，使得二維碼凍結(jié)。

在二維碼產(chǎn)生時(shí)，隨機(jī)的產(chǎn)生一個(gè)與該二維碼匹配的驗(yàn)證碼，即驗(yàn)證碼與二維碼一一對(duì)應(yīng)。在二維碼印刷時(shí)，在二維碼標(biāo)簽附近印刷驗(yàn)證碼，印刷的驗(yàn)證碼需要封閉覆蓋，只有在消費(fèi)者使用獸藥產(chǎn)品時(shí)刮開(kāi)覆蓋物，即可看見(jiàn)驗(yàn)證碼。消費(fèi)者通過(guò)終端或者系統(tǒng)驗(yàn)證產(chǎn)品真假時(shí)輸入驗(yàn)證碼，從而驗(yàn)證獸藥的真?zhèn)?，同時(shí)，注銷與之對(duì)應(yīng)的二維碼，凍結(jié)該二維碼。具體流程如下圖所示:

圖2 二維碼注銷流程

2.2.3 自動(dòng)化設(shè)備采集二維碼信息 在獸藥產(chǎn)品信息的采集過(guò)程中，即二維碼信息采集，采取通過(guò)自動(dòng)化終端設(shè)備對(duì)二維碼信息進(jìn)行自動(dòng)化采集。在獸藥生產(chǎn)線上的產(chǎn)品標(biāo)簽粘貼或者打印處增加自動(dòng)化的終端采集設(shè)備，即時(shí)完成二維碼信息的采集。由于自動(dòng)化設(shè)備也可能產(chǎn)生誤讀或者不識(shí)別二維碼情況的存在，因此，系統(tǒng)需要對(duì)不識(shí)別的產(chǎn)品進(jìn)行剔除，計(jì)算傳送時(shí)間，在未識(shí)別獸藥產(chǎn)品到達(dá)傳送帶固定位置時(shí)，通過(guò)自動(dòng)操作進(jìn)行剔除操作，保證所有產(chǎn)品都采集完成。

利用自動(dòng)化設(shè)備對(duì)二維碼標(biāo)簽進(jìn)行信息采集并自動(dòng)上傳是“M2M”的真正體現(xiàn)。

2.2.4 采集數(shù)據(jù)直接上傳服務(wù)器 終端設(shè)備在進(jìn)行獸藥產(chǎn)品出廠、出入庫(kù)等信息采集之后，用戶在經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證之后，在終端設(shè)備可進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接的地點(diǎn)，通過(guò)數(shù)據(jù)上傳功能把數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器中而不通過(guò)數(shù)據(jù)通過(guò)存儲(chǔ)設(shè)備上傳PC之后再上傳服務(wù)器。

終端生成出廠、出入庫(kù)數(shù)據(jù)之后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)已數(shù)據(jù)流的形式發(fā)送到服務(wù)器后臺(tái)，后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)流的解析，解析成規(guī)定的數(shù)據(jù)格式，自動(dòng)把數(shù)據(jù)導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

終端與服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸主要通過(guò)建立socket管道，socket管道傳輸適合數(shù)據(jù)量大、格式簡(jiǎn)單且實(shí)時(shí)性要求高的傳輸，具有傳輸速度快的優(yōu)點(diǎn)。雖然其傳輸容量小，但是在國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)中足以容納上傳數(shù)據(jù)的傳輸。具體傳輸方式如下圖所示:

圖3 終端數(shù)據(jù)上傳方式

2.2.5 信息采集流程 國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)的終端信息采集為了確保系統(tǒng)的安全性、高效性以及自動(dòng)化，需要對(duì)信息采集終端進(jìn)行用戶身份驗(yàn)證、自動(dòng)化采集二維碼信息以及數(shù)據(jù)直接上傳服務(wù)器的改進(jìn)工作，改進(jìn)后的信息采集工作流程如圖4所示:

3 小結(jié)

圖4 信息采集自動(dòng)化處理流程

目前，國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)通過(guò)二維碼的信息采集方式基本體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，但是由于系統(tǒng)操作流程中仍存在人工操作，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化的目的。因此，自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集處理將是彌補(bǔ)國(guó)家獸藥產(chǎn)品追溯系統(tǒng)自動(dòng)化的重要部分，自動(dòng)化的二維碼信息采集、信息傳輸處理將會(huì)大大提高系統(tǒng)的效率。

安全的身份驗(yàn)證模式是保證國(guó)家獸藥追溯系統(tǒng)安全性的重要保證，避免因?yàn)榘踩珕?wèn)題而引起的系統(tǒng)混亂，從而導(dǎo)致追溯功能的喪失。二維碼注銷功能能夠有效保障二維碼的唯一性和不可重用性，將有力打擊通過(guò)偽造二維碼而流通的假冒獸藥產(chǎn)品。

［1］孟 猛.基于B/S結(jié)構(gòu)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)研究［J］.熱帶農(nóng)業(yè)工程，2010，34(3):21-24.

［2］王保云.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究綜述［J］.電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào)，2009，23(12):1-7

［3］林賽君.物聯(lián)網(wǎng)革命［J］.現(xiàn)代商業(yè)，2009，31:64-66.

［4］European Research Projects on the Internet of Things(CERPIoT)Strategic Research Agenda(SRA).Internet of things-strategic research roadmap［EB/OL］(2009-09-15)［2010-05-12］.http://ec.europa.eu/information_society/policy/rfid/documents/in_cerp.pdf.

［5］劉業(yè)兵，郝毫剛，徐肖君，等.國(guó)家獸藥產(chǎn)品追溯信息系統(tǒng)建設(shè)與思考［J］.中國(guó)獸藥雜志，2013，47(1):39-44.