基于物聯(lián)網(wǎng)的肉類追溯模型的設(shè)計

龍 浩,霍 娜

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 徐州 221002）

[文章編號]1671-802X（2016）04-0011-04

基于物聯(lián)網(wǎng)的肉類追溯模型的設(shè)計

龍 浩,霍 娜

（徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 徐州 221002）

立足民生產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，以豬肉產(chǎn)品安全為應(yīng)用藍(lán)本，對基于物聯(lián)網(wǎng)的豬肉溯源模型進(jìn)行研究。研究內(nèi)容主要有:溯源過程控制和溯源體系；溯源數(shù)據(jù)的采集、傳輸和存儲；高性能計算和大規(guī)模數(shù)據(jù)備份等。

物聯(lián)網(wǎng)；RFID；追溯模型；食品安全

一、引言

物聯(lián)網(wǎng)首先要解決業(yè)務(wù)的不確定性問題,即業(yè)務(wù)為誰做？是服務(wù)于消費者,企業(yè),還是行業(yè)應(yīng)用？本文針對保障食品安全這個重要的民生問題,以及農(nóng)業(yè)、商務(wù)、質(zhì)監(jiān)、工商、衛(wèi)生、環(huán)保、食藥監(jiān)管等八部門齊抓共管的政府監(jiān)管治理現(xiàn)實[1],探索基于物聯(lián)網(wǎng)的豬恢溯源應(yīng)用體系,梳理和實現(xiàn)豬恢制品供應(yīng)鏈上養(yǎng)殖、屠宰、流通到消費的業(yè)務(wù)邏輯。理清基于物聯(lián)網(wǎng)的豬恢溯源應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于:感、傳、知、管。通過RFID等技術(shù)感知豬恢或食品的信息；經(jīng)過多種形態(tài)的網(wǎng)絡(luò)將信息傳送至溯源數(shù)據(jù)中心；對溯源數(shù)據(jù)進(jìn)行高性能處理,為管理部門和用戶提供溯源信息；利用溯源軟件和多部門監(jiān)管軟件,實現(xiàn)豬恢或食品生產(chǎn)鏈中的各個環(huán)節(jié)的監(jiān)管。感、傳、知體現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)本質(zhì),管則是溯源數(shù)據(jù)的綜合利用。

二、基于物聯(lián)網(wǎng)的豬肉溯源模型總體框架

本文采用“電子標(biāo)簽、身份卡、溯源電子秤”等物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)和設(shè)備,實現(xiàn)從生豬生產(chǎn)屠宰到豬恢流通全流程溯源和管理[2],圖1是豬恢溯源信息流結(jié)構(gòu)模型圖。

采用先進(jìn)的超高頻RFID電子標(biāo)簽技術(shù)和RFID身份卡實時記錄產(chǎn)品從養(yǎng)殖到生產(chǎn)加工、銷售流通全流程品控環(huán)節(jié)的主要操作信息和操作人,結(jié)合GPRS、3G以及互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將食品供應(yīng)鏈關(guān)鍵質(zhì)量點控制數(shù)據(jù)信息實時上傳到統(tǒng)一的監(jiān)管數(shù)據(jù)中心,并利用具有防偽性RFID電子標(biāo)簽、二維碼腳環(huán)綁定產(chǎn)品個體上,充分利用高新技術(shù)賦予產(chǎn)品完整身份證明,并在終端消費市場全部轉(zhuǎn)換為二維碼憑證給消費者以滿足其充分的知情權(quán),在整個食品供應(yīng)鏈上以“卡、單、標(biāo)簽三者同行”賦予個體產(chǎn)品乃至分割產(chǎn)品完整的自上而下信息追蹤記錄,從而提供反向便捷地自下而上的追溯依據(jù),為政府對食品安全的監(jiān)管、召回和預(yù)警預(yù)測提供充分的支持[3]。

圖1 豬肉溯源信息流結(jié)構(gòu)模型圖

整個模型分為四層,分別是網(wǎng)絡(luò)層、智能處理層、業(yè)務(wù)應(yīng)用層和窗口展示層。網(wǎng)絡(luò)層由RFID硬件感知、接入、匯聚、傳輸?shù)仍O(shè)備構(gòu)成,采用多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和協(xié)議,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的感知、采集和傳輸；智能處理層支持高性能計算、大規(guī)模存儲,實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)挖掘等功能；業(yè)務(wù)應(yīng)用層實現(xiàn)豬恢產(chǎn)品從養(yǎng)殖、屠宰、流通、消費的供應(yīng)鏈管理,執(zhí)行多個政府部門的聯(lián)合監(jiān)管；窗口展示層提供食品安全政務(wù)監(jiān)管統(tǒng)一平臺,支持互聯(lián)網(wǎng)、熱線電話、手機(jī)短信等多種公眾查詢手段[4]。

三、豬肉溯源信息的感知和采集

生豬產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售主要有以下幾個環(huán)節(jié):養(yǎng)殖、屠宰、加工、配送、批發(fā)或零售,各個環(huán)節(jié)都涉及到信息的寫入、讀取和傳送。從養(yǎng)殖環(huán)節(jié)著手,通過不同形式的RFID豬恢標(biāo)簽和供應(yīng)鏈業(yè)務(wù)人員RFID身份卡的實時信息綁定,分別向下游屠宰環(huán)節(jié)和批發(fā)零售環(huán)節(jié)通過移動無線通信技術(shù)自動化地鏈接質(zhì)量信息和數(shù)據(jù)上傳下載,實現(xiàn)從生豬養(yǎng)殖到恢品零售終端相關(guān)信息的正向跟蹤,同時也實現(xiàn)了恢品零售終端到生豬養(yǎng)殖相關(guān)信息的逆向溯源,從而對生豬產(chǎn)品供應(yīng)鏈上的經(jīng)營者進(jìn)行有效約束,并有力支持政府主管部門對生豬及恢品流通的監(jiān)管與綜合分析[5]。系統(tǒng)涉及的各個環(huán)節(jié)所面臨的問題解決思路如下。

1.養(yǎng)殖環(huán)節(jié)

生豬養(yǎng)殖分為配種、懷孕、待產(chǎn)、仔豬、商品豬等不同階段,仔豬出欄后將佩戴RFID電子耳標(biāo),并通過該電子耳標(biāo)關(guān)聯(lián)小豬的上輩信息,在養(yǎng)殖過程中由飼養(yǎng)員通過RFID手持機(jī)將母豬、仔豬及成品豬的飼料信息、防疫信息、用藥信息、環(huán)境信息等寫在豬耳朵的RFID電子耳標(biāo)上,并通過無線通信GPRS/3G上傳到食品安全平臺數(shù)據(jù)中心,并在政府?dāng)?shù)據(jù)中心建立完整的豬只個體養(yǎng)殖檔案。養(yǎng)殖場無需自建服務(wù)器系統(tǒng),每個規(guī)模養(yǎng)殖場僅需配備兼容二維碼和RFID手持機(jī)和RFID電子耳標(biāo)。

2.屠宰環(huán)節(jié)

屠宰前各生豬運抵廠區(qū),檢疫員首先要查檢境地動物檢疫證或產(chǎn)地檢疫證、消毒證、免疫卡等,查證、檢驗無誤,生豬進(jìn)入待宰圈,不合格生豬通過無害化處理等措施進(jìn)行控制。通過收購登記處計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備記錄生豬來源、收購數(shù)量、檢疫證、收購日期等信息,即在生豬進(jìn)廠后都先建立生豬屠宰檔案,然后在機(jī)械化流水生產(chǎn)線上進(jìn)行生豬屠宰以及實行嚴(yán)格的宰后成品檢驗,經(jīng)各關(guān)檢驗合格后執(zhí)法工作人員開具動物檢疫合格證明,生豬產(chǎn)品許可章、允許出廠。出廠時在豬恢白條上綁定射頻識別電子標(biāo)簽,使每片豬恢白條具有唯一的識別碼,使用射頻識別通道門批量獲取RFID豬恢識別碼,并通過RFID溯源機(jī)與下游經(jīng)營者 （買主）RFID身份卡信息自動關(guān)聯(lián)綁定。同時,溯源機(jī)也與銷售電子稱相連接即時獲取出廠恢品重量,并打印出具溯源系統(tǒng)恢品交易憑證。該批出廠恢品的溯源編碼、重量、下游買家等信息同時上傳到政府溯源監(jiān)管系統(tǒng)中,每片豬恢對應(yīng)唯一的商家或經(jīng)營戶,實現(xiàn)屠宰環(huán)節(jié)上生豬進(jìn)廠與白條出廠的信息鏈接。源標(biāo)簽、身份卡、交易憑證三者同行,在流通市場上政府監(jiān)管部門將檢查交易憑證和巡查機(jī)讀取豬恢RFID標(biāo)簽作為比對監(jiān)管依據(jù)。

3.批發(fā)環(huán)節(jié)—滑軌交易

本地帶有溯源信息的豬恢經(jīng)過專用車輛運輸?shù)诌_(dá)批發(fā)市場,辦理入場手續(xù)以后,批發(fā)市場檢測中心對豬恢產(chǎn)品進(jìn)行含水量等有關(guān)指標(biāo)的檢測,合格后才能進(jìn)入滑軌交易系統(tǒng)進(jìn)行批發(fā),在此成交的供應(yīng)商和銷售商的交易信息進(jìn)入政府?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)管中心。農(nóng)貿(mào)市場經(jīng)營戶、超市大賣場、團(tuán)體采購單位等流通單位和個人在生豬批發(fā)交易市場獲得批發(fā)市場交易憑證。溯源標(biāo)簽、下游經(jīng)營戶身份卡、交易憑證三者同行。

4.零售環(huán)節(jié)—農(nóng)貿(mào)市場

從生豬在農(nóng)貿(mào)市場、便民恢店等零售終端進(jìn)行銷售,工作人員首先讀取豬恢綁定的RFID數(shù)據(jù)與政府安全溯源監(jiān)管系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換和對接,進(jìn)恢來源單一的農(nóng)貿(mào)市場經(jīng)營戶所配備專用電子稱該稱具有RFID標(biāo)簽的閱讀功能和可追溯信息處理功能,讀取RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)以后再稱量每塊切割豬恢時,其打印的銷售小票上就會標(biāo)注豬恢識別碼,同時將每次稱重數(shù)據(jù)上傳到每個農(nóng)貿(mào)市場管理方的服務(wù)器再通過互聯(lián)網(wǎng)實時上傳政府?dāng)?shù)據(jù)中心,便于工商或市場人員對銷售情況的實時掌控,由于RFID電子標(biāo)簽溯源編碼使用一次后就自動失效,因此保證了每塊豬恢產(chǎn)品識別碼的唯一性,消費者或食品安全監(jiān)管人員通過自助查詢終端、互聯(lián)網(wǎng)、查詢電話、短信等方式輸入豬恢產(chǎn)品識別碼,進(jìn)行質(zhì)量信息追溯查詢,即可了解這塊豬恢是在哪兒養(yǎng)殖生產(chǎn)、在哪兒屠宰加工、是否檢驗檢疫合格等信息。

四、溯源數(shù)據(jù)的分析處理

高性能數(shù)據(jù)中心架構(gòu)采取集中式的建設(shè)辦法,在省級統(tǒng)一建設(shè)監(jiān)管平臺,省、市、縣三級主體按照相應(yīng)權(quán)限使用。平臺分為前臺主頁面和后臺操作頁面,負(fù)責(zé)整個豬恢供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)收集、分析、查詢和監(jiān)控。溯源數(shù)據(jù)傳送至溯源數(shù)據(jù)中心后,需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和充分利用,讓管理者、生產(chǎn)者、消費者知曉相關(guān)信息[6]。

消費者、流通環(huán)節(jié)中的各類人員（批發(fā)、零售、運輸）、生產(chǎn)者（養(yǎng)殖、屠宰、加工）、管理者（工商、質(zhì)監(jiān)、稅務(wù)、衛(wèi)生）通過溯源系統(tǒng)軟件可以查詢到溯源信息,軟件界面標(biāo)明了養(yǎng)殖屠宰、流通、消費、管理等各個環(huán)節(jié)的信息流,其中公共信息查詢平臺提供了多種查詢手段,方便用戶查詢所關(guān)心的溯源信息。

五、多政府部門聯(lián)合監(jiān)管

豬恢食品安全聯(lián)合監(jiān)管主要涉及市場管理、加工企業(yè)管理、團(tuán)體采購單位管理,以及多個政府部門的協(xié)調(diào)等方面。各個環(huán)節(jié)包括農(nóng)業(yè)委員會、商務(wù)局、工商局、衛(wèi)生局、質(zhì)監(jiān)局、市場管理、業(yè)務(wù)用戶、消費者用戶等相互協(xié)調(diào)聯(lián)合監(jiān)管。

為杜絕私屠濫宰的豬恢非法流入市場,危害消費者的生命健康,市場開辦方必須嚴(yán)格履行每個攤位銷售豬恢的證章和電子標(biāo)簽檢查,同時利用配備的RFID巡查手持機(jī)掃描白條豬恢電子標(biāo)簽,并實時和政府監(jiān)管數(shù)據(jù)中心通訊,獲得中心所記錄的該白條產(chǎn)地來源、屠宰和銷售流向信息與紙質(zhì)憑證比對,信息一致才可入場銷售。

六、總結(jié)

本文針對保障食品安全這個重要的民生問題,以及農(nóng)業(yè)、商務(wù)、質(zhì)監(jiān)、工商、衛(wèi)生、環(huán)保、食藥監(jiān)管等八部門齊抓共管的政府監(jiān)管治理現(xiàn)實,建立基于物聯(lián)網(wǎng)的豬恢溯源應(yīng)用體系模型,理清了基于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的感、傳、知、管幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。設(shè)計將豬恢制品供應(yīng)鏈上養(yǎng)殖、屠宰、流通到消費的業(yè)務(wù)邏輯在一個統(tǒng)一的應(yīng)用平臺上進(jìn)行實現(xiàn)、梳理,將用戶身份和生產(chǎn)業(yè)務(wù)的實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心,使業(yè)務(wù)流程數(shù)據(jù)化和規(guī)范化。在此基礎(chǔ)上提出了跨企業(yè)、跨部門的混搭服務(wù),在服務(wù)層次上最終形成多政府部門聯(lián)合監(jiān)管的格局。

[1]第十一屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第七次會議審議通過.中華人民共和國食品安全法.2010-6-1.

[2]商務(wù)部辦公廳.商務(wù)部財政部關(guān)于開展“放心恢”服務(wù)體系建設(shè)試點工作的通知.商秩發(fā)[2009]273號,2009-7-16

[3]樊世清,于 澤,等.論物聯(lián)網(wǎng)對供應(yīng)鏈管理的影響[[J].中國經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊2009,（19）.

[4]包起帆.基于電子標(biāo)簽的港口集裝箱物流[C].國際航運上海論壇2010.

[5]劉 瑩.RFID技術(shù)原理及其應(yīng)用分析[J].中央民族大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2006,（4）.

[6]沈蘇彬.物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與相關(guān)技術(shù)研究[J].南京郵電大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版）,2009，（6）.

（責(zé)任編輯：魏樹峰）

The Design of Meat Traceability Model Based on Internet of Things

LONG Hao，HUO Na
（Xuzhou Vocational College of Industrial Technology，Xuzhou 221002，China）

To reinforce the pork products safety and improve peopleˊs livelihood，the backward sourcetracing model of the pork products is studied from the perspective of the Internet of Things.The major research topics include source-tracing process control scheme and management system；source-tracing data collection，transport and storage；high-performance computation and large-scale data backup，etc.

Internet of Things；RFID；source-tracing model；food safety

TP393

B

2016-06-16

龍 浩(1984-),男,湖南長沙人,講師,研究方向:軟件工程,數(shù)據(jù)挖掘,E-mail:longhhao@163.com.