基于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的豬肉制品溯源與預(yù)警系統(tǒng)

王南南

（河北經(jīng)貿(mào)大學(xué) 食品質(zhì)量與安全管理專業(yè)，河北 石家莊 050061）

基于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的豬肉制品溯源與預(yù)警系統(tǒng)

王南南

（河北經(jīng)貿(mào)大學(xué) 食品質(zhì)量與安全管理專業(yè)，河北 石家莊 050061）

簡(jiǎn)要介紹了基于數(shù)據(jù)庫(kù)的溯源系統(tǒng)，利用RFID技術(shù)讀取和記錄動(dòng)物生長(zhǎng)過(guò)程中的信息，將這些信息上傳至后臺(tái)服務(wù)器。消費(fèi)者可以通過(guò)掃描印制在動(dòng)物食品上的二維碼訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，了解動(dòng)物的生產(chǎn)加工流程；當(dāng)某個(gè)產(chǎn)品出現(xiàn)問(wèn)題可以直接追溯到養(yǎng)殖單位。通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)資料的分析和監(jiān)控，可以監(jiān)測(cè)動(dòng)物的生長(zhǎng)過(guò)程，當(dāng)有疫情等不良征兆時(shí)，做到及時(shí)預(yù)報(bào)預(yù)警和處理。

數(shù)據(jù)庫(kù)；食品溯源系統(tǒng)；RFID技術(shù)

隨著人們生活水平的提高，食品安全問(wèn)題逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，越來(lái)越多的人希望食品的生產(chǎn)和加工等過(guò)程更加透明化，尤其是對(duì)于動(dòng)物性食品，因此便催生了食品溯源技術(shù)。我國(guó)的食品質(zhì)量安全追溯體系建設(shè)的速度正呈現(xiàn)加速走勢(shì)，借助信息化手段，建立完善與健全的食品追溯體系，不僅可以滿足消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品信息的可追溯性需求，實(shí)現(xiàn)企業(yè)、消費(fèi)者雙方受益，同時(shí)也將提高我國(guó)食品生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平。

1 溯源系統(tǒng)的構(gòu)建

數(shù)據(jù)庫(kù)是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)組織、存儲(chǔ)和管理數(shù)據(jù)的倉(cāng)庫(kù)。構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)，首先需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的功能進(jìn)行需求分析，針對(duì)所需要的功能，進(jìn)行特定的程序編寫(xiě)。文章以豬肉熟食制品的溯源系統(tǒng)為例，構(gòu)建一個(gè)生豬飼養(yǎng)過(guò)程的監(jiān)測(cè)、記錄以及后期方便進(jìn)行溯源的數(shù)據(jù)庫(kù)。

在豬生長(zhǎng)的過(guò)程中需要監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目有很多，文章對(duì)豬成長(zhǎng)過(guò)程中的生長(zhǎng)速率進(jìn)行監(jiān)測(cè)：對(duì)于一般標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)的豬，其在每個(gè)時(shí)期生長(zhǎng)速率是在一定范圍內(nèi)的，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得出不同種類豬的生長(zhǎng)曲線，得知其生長(zhǎng)速率，然后對(duì)實(shí)際飼養(yǎng)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)，定時(shí)測(cè)量豬的體重，將測(cè)量的結(jié)果錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)生成即時(shí)的生產(chǎn)曲線，在出欄后形成完整的曲線，通過(guò)生長(zhǎng)曲線系統(tǒng)形成對(duì)其生長(zhǎng)過(guò)程的評(píng)估。溯源系統(tǒng)的建立，是以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心的，而數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，重點(diǎn)則是數(shù)據(jù)的獲取。在幼豬出生的時(shí)候，對(duì)其用RFID標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)記，記錄產(chǎn)地、飼養(yǎng)單位和初始的檢疫結(jié)果，同時(shí)在飼養(yǎng)的過(guò)程定期中對(duì)每只豬的質(zhì)量、檢疫結(jié)果等進(jìn)行記錄，將這些數(shù)據(jù)即時(shí)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，該標(biāo)簽直到宰殺時(shí)才被取下，同時(shí)在宰殺時(shí)，對(duì)于每一只標(biāo)簽，生成特定的二維碼，方便后期查詢。

2 數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)庫(kù)的重要環(huán)節(jié)，只有數(shù)據(jù)采集可靠，才能保證數(shù)據(jù)庫(kù)的可信度，因此需要對(duì)每一只豬進(jìn)行特異性編碼，這就用到了RFID技術(shù)。RFID系統(tǒng)工作原理是：當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入讀寫(xiě)器天線的感應(yīng)區(qū)后，接收讀寫(xiě)器發(fā)送的射頻信號(hào)，當(dāng)自身的能量被激活后，將存儲(chǔ)在芯片中的編碼信息通過(guò)自身內(nèi)置天線發(fā)送給讀寫(xiě)器；閱讀器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼，然后通過(guò)RS232或RS485接口送至后臺(tái)信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境和不同的應(yīng)用物體，分別有不同頻段的閱讀器和不同種類的標(biāo)簽。

常見(jiàn)的RFID系統(tǒng)的設(shè)備有：標(biāo)簽（耳標(biāo)）、手持式讀寫(xiě)器、固定式讀寫(xiě)器和圓極化天線，都工作在超高頻的頻率范圍，用于動(dòng)物養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的監(jiān)控管理。通過(guò)RFID標(biāo)簽記錄養(yǎng)殖基本信息，RFID讀寫(xiě)器與圓極化天線連接用來(lái)讀取標(biāo)簽記錄的信息并上傳到后臺(tái)系統(tǒng)，同步到信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)物的養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的全過(guò)程。

利用RFID系統(tǒng)，在幼豬出生或者入欄進(jìn)行飼養(yǎng)時(shí)，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)記，在其生長(zhǎng)過(guò)程中，每過(guò)一定時(shí)間，采集一次它的重量數(shù)據(jù)W，將采集時(shí)間和數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)。通過(guò)采集到的豬生長(zhǎng)過(guò)程中的質(zhì)量，通過(guò)編程，可實(shí)現(xiàn)即時(shí)的生長(zhǎng)曲線擬合，以判斷豬的生長(zhǎng)階段和反映它的健康狀況。文章試著對(duì)上述生長(zhǎng)過(guò)程中質(zhì)量的記錄表擬合了生長(zhǎng)曲線，如圖1所示。

圖1 生長(zhǎng)曲線擬合

3 溯源與預(yù)警

溯源并不是簡(jiǎn)單地找到源頭以便追責(zé)，溯源系統(tǒng)可以理解為每一份肉制品的源頭，包括產(chǎn)地、飼養(yǎng)單位、飼養(yǎng)方式。溯源系統(tǒng)可以為消費(fèi)者或者研究人員提供更多的信息，如前文所分析的每頭豬的生長(zhǎng)曲線，使消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)豬肉制品的時(shí)候，能夠更清晰的了解自己所購(gòu)買(mǎi)的食品是否健康，做到更加放心的使用。

當(dāng)成年豬出欄以后，需要進(jìn)行宰殺、加工制成豬肉制品，此時(shí)就不能再使用RFID標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，此時(shí)需要用到QR Code二維碼記錄產(chǎn)品的追溯信息。

QR Code（快速響應(yīng)矩陣碼）是一種矩陣式二維碼。QR Code碼通過(guò)深色模塊表示二進(jìn)制“1”，淺色模塊表示二進(jìn)制“0”的方式表示數(shù)據(jù)。QR碼具有較強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，糾錯(cuò)等級(jí)分為L(zhǎng)級(jí)（糾錯(cuò)7%）、M級(jí)（糾錯(cuò)15%）、Q級(jí)（糾錯(cuò)25%）、H級(jí)（糾錯(cuò) 30%）。除此之外，QR碼還具有以下特點(diǎn)：①全方位快速識(shí)讀：在QR碼的識(shí)讀過(guò)程中，QR碼的三個(gè)角上的探測(cè)圖形可用來(lái)確定方向、位置和尺寸，識(shí)讀設(shè)備可對(duì)其進(jìn)行全方位的識(shí)讀，并且QR碼識(shí)讀速度較快，每秒可識(shí)讀30個(gè)含有100個(gè)字符的QR碼符號(hào)；②有效的表示漢字：QR碼利用特定的數(shù)據(jù)壓縮模式來(lái)表示漢字。③存儲(chǔ)信息量大：與一維條碼相比，QR碼不僅能夠存儲(chǔ)多種類型信息，如數(shù)字型數(shù)據(jù)、字母數(shù)字型數(shù)據(jù)以及中國(guó)漢字等，而且存儲(chǔ)的信息量也大，其中可以存儲(chǔ)中國(guó)漢字1817個(gè)字符。

在宰殺和加工過(guò)程中，將豬身上的耳標(biāo)取下，針對(duì)每個(gè)標(biāo)簽，生成一條特異的二維碼，將每頭豬所生產(chǎn)出的肉制品區(qū)分開(kāi)，并且在包裝上印制這條二維碼，此二維碼鏈接至數(shù)據(jù)庫(kù)的消費(fèi)者顯示端。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，消費(fèi)者可以查詢自己所購(gòu)買(mǎi)的肉制品的出處、宰殺時(shí)間以及它在養(yǎng)豬場(chǎng)時(shí)的生長(zhǎng)狀態(tài)和生長(zhǎng)速率是否合理。同時(shí)在產(chǎn)生食品安全問(wèn)題的時(shí)候，可以通過(guò)此二維碼的掃描迅速得知飼養(yǎng)單位，以便追責(zé)，同時(shí)研究分析人員也可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄的豬生長(zhǎng)過(guò)程、加工過(guò)程的詳細(xì)信息探究產(chǎn)生問(wèn)題的原因。

預(yù)警系統(tǒng)，是針對(duì)豬在飼養(yǎng)過(guò)程中，通過(guò)數(shù)據(jù)的采集和錄入，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的即時(shí)分析和處理后，得出豬的健康狀態(tài)。若分析結(jié)果為異常，則需要進(jìn)行排查原因，直至問(wèn)題查清為止。

預(yù)警示例：在測(cè)量出隨時(shí)間變化豬的質(zhì)量變化后，可計(jì)算出ADG，平均日增重量，如前文所述，首先通過(guò)實(shí)驗(yàn)，得出豬在生長(zhǎng)中每個(gè)時(shí)期標(biāo)準(zhǔn)的日增重量范圍，當(dāng)超過(guò)這一范圍或者低于此范圍時(shí)，表示此豬有可能出現(xiàn)異常狀況，生病或者誤食激素類飼料，此時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)的處理結(jié)果會(huì)顯示警報(bào)，提醒飼養(yǎng)人員需要進(jìn)行原因排查，直到它的生長(zhǎng)曲線恢復(fù)正常。

不僅如此，通過(guò)生長(zhǎng)曲線，我們還可以指導(dǎo)飼養(yǎng)過(guò)程中的其他問(wèn)題。比如圖1中顯示，豬的成長(zhǎng)過(guò)程呈現(xiàn)S型曲線：初期成長(zhǎng)呈緩慢趨勢(shì)，由于幼豬剛剛飼養(yǎng)需要一個(gè)適應(yīng)期，中期為快速增重，后期又趨于平穩(wěn)，此時(shí)證明豬以成年，可以出欄。因此，通過(guò)即時(shí)的生長(zhǎng)曲線，在飼養(yǎng)過(guò)程中，處于初期適應(yīng)階段的幼豬可加強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)的供給，中期需要加大飼料的供給量，當(dāng)曲線出現(xiàn)平緩時(shí)，成年豬便可及時(shí)出欄，以保證飼養(yǎng)的效率。

4 結(jié)論與展望

文章基于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的豬肉制品溯源與預(yù)警系統(tǒng)，通過(guò)RFID技術(shù)對(duì)豬在生長(zhǎng)、宰殺和加工成品過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，完整記錄該過(guò)程的相關(guān)參數(shù)，并錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，經(jīng)過(guò)程序?qū)?shù)據(jù)分析和處理，得出評(píng)價(jià)結(jié)果，通過(guò)QR Code二維碼技術(shù)對(duì)成品豬肉制品進(jìn)行編碼，是消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)到豬肉制品時(shí)能夠通過(guò)掃描二維碼得知豬肉的來(lái)源、飼養(yǎng)過(guò)程和豬的成長(zhǎng)狀況，在出現(xiàn)安全問(wèn)題時(shí)也能夠快速準(zhǔn)確的進(jìn)行追溯，查到問(wèn)題的源頭。同時(shí)在飼養(yǎng)過(guò)程中，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的即時(shí)分析，可以對(duì)豬的異常狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)，盡快解決。

數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用到食品行業(yè)目前屬于比較新的課題，在數(shù)據(jù)庫(kù)的編程和構(gòu)建上，文章僅提供了一個(gè)思路，在后續(xù)的研究中，需要將數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容更加細(xì)化和豐富，以便能夠構(gòu)建可用性更好的溯源系統(tǒng)。

［1］趙巖，吳莉宇.我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的建立研究［J］.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2009，（18）：323-325.

［2］唐燕薇.基于RFID與二維碼技術(shù)的清真肉食品溯源系研究［D］.銀川：寧夏大學(xué)，2015.

［3］林金鶯，曾慶孝.可追溯體系在食品中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代食品科技，2006，22（4）.

［4］鄧由飛，郭望山.二維條碼和RHD標(biāo)簽用于肉牛身份識(shí)別的性能比較［J］.中國(guó)畜牧，2009，45（11）：54-56.

［5］潘繼財(cái).二維條碼技術(shù)及應(yīng)用淺析［J］.商場(chǎng)現(xiàn)代化，2009，（9）：118-120.

［6］王明振.Q民碼在Android手機(jī)平臺(tái)的解碼算法研究［D］.鄭州：鄭州大學(xué)，2011.

Pork Products Resource and Early Warning System based on Database Application

WANG Nan-nan

（Food Quality and Safety Management，Hebei University of Economy and Trade，Shijiazhuang，Hebei 050061，China）

This paper briefly introduces the traceability system based on the database,using the RFID technology to read and record the information in the process of the growth of animals，and upload the information to the backend server.Consumers can scan the two-dimensional code printed on animal food to access the database，to understand the production and processing of animals，when a product can be traced directly back to the problem of breeding units.Through the analysis of database data and monitoring，can monitor the growth process of animals，when there are bad signs such as the epidemic,so that timely warning and processing.

database；food traceability system；RFID technology

TS251.7

A

2095-980X（2017）01-0073-02

2016-12-26

王南南（1992-），女，河北吳橋人，碩士，主要研究方向：食品質(zhì)量保障體系構(gòu)建。