基于RFID和二維碼的豬肉制品質(zhì)量安全追溯平臺(tái)的構(gòu)建

胡敏 劉波平 舒令花 楊運(yùn)平 裘鋒 王蕾 戴歡

摘要以生豬養(yǎng)殖、屠宰加工產(chǎn)業(yè)鏈為基礎(chǔ)，記錄生豬在養(yǎng)殖、屠宰、加工、包裝、檢驗(yàn)、運(yùn)輸、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，運(yùn)用RFID和二維碼技術(shù)，搭建自下而上的豬肉制品生產(chǎn)活動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)，以實(shí)現(xiàn)豬肉制品的全鏈條溯源。

關(guān)鍵詞RFID；二維碼；溯源

中圖分類號(hào)S126文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）26-0191-03

Construction of Traceabiltiy Platform of Pork Product Quality Safety Based on RFID and Twodimension Code

HU Min1，2， LIU Boping1，2，SHU Linghua3 et al

（1.Jiangxi Institute of Computing Technology，Nanchang，Jiangxi 330003；2.Software Engineering and Technical Research Center of Jiangxi Province，Nanchang，Jiangxi 330003；3.Jiangxi Chest Hospital， Nanchang，Jiangxi 330003）

Abstract Based on the breeding and slaughter process of live pigs， we recorded the data during the processes of pork production including breeding，slaughter，process，package，testing，transport and sales. Using RFID and twodimension code， we established the database of pork production activities from bottom to top，in order to implement the integral traceablity of pork.

Key wordsRFID；Twodimension code；Traceability

我國(guó)是豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)的大國(guó)，生豬及豬肉制品的質(zhì)量安全問(wèn)題關(guān)系到人民群眾的切身利益。

無(wú)線射頻識(shí)別（Radio frequency identification，RFID）是一種適用于短距離識(shí)別的通信技術(shù)，通過(guò)無(wú)線電訊號(hào)來(lái)識(shí)別目標(biāo)、讀取和寫入相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID技術(shù)的應(yīng)用需要采購(gòu)專門的讀寫器和電子標(biāo)簽，將電子標(biāo)簽裝載在可跟蹤的目標(biāo)物上，使用讀寫器可以重復(fù)地新增、修改、刪除電子標(biāo)簽內(nèi)儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)。相比于傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)，RFID標(biāo)簽具有抗污能力強(qiáng)、可重復(fù)使用、數(shù)據(jù)容量大、掃描效率高等特點(diǎn)[1-2]，在生豬飼養(yǎng)過(guò)程中可作為生豬的唯一標(biāo)識(shí)。利用電子標(biāo)簽可以隨時(shí)對(duì)生豬的養(yǎng)殖檔案信息進(jìn)行跟蹤和管理，實(shí)現(xiàn)具有現(xiàn)實(shí)意義的“物聯(lián)網(wǎng)”。目前，適用于生豬養(yǎng)殖的RFID標(biāo)簽類型有耳標(biāo)式、項(xiàng)圈式、腳標(biāo)式。RFID標(biāo)簽的成本較高，但是相對(duì)于每頭生豬的經(jīng)濟(jì)價(jià)值而言，每頭生豬增加一個(gè)RFID標(biāo)簽的成本是可以接受的。

二維碼（Twodimension code）又稱Quick Response Code，簡(jiǎn)稱QR碼，是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律在平面（二維方向上）分布的黑白相間的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的。隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”的發(fā)展，二維碼已經(jīng)成為連接企業(yè)與用戶的關(guān)鍵入口，未來(lái)每個(gè)商品都將可能擁有自己的身份二維碼。二維條碼具有儲(chǔ)存量大、保密性高、成本便宜等特性[2]，非常適用于該平臺(tái)下豬肉制品的掃碼溯源。在平臺(tái)內(nèi)為每件豬肉制品生成對(duì)應(yīng)的溯源路徑（包含溯源網(wǎng)址和豬肉制品的身份ID）二維碼，通過(guò)圖片噴繪或者打印的方式粘貼在生豬屠宰、加工后產(chǎn)出的商品外包裝上。消費(fèi)者通過(guò)手機(jī)“掃一掃”功能即可查詢到商品的養(yǎng)殖、屠宰、加工相關(guān)的全鏈條信息[3-4]，實(shí)現(xiàn)豬肉制品的質(zhì)量安全溯源。筆者以生豬養(yǎng)殖、屠宰加工產(chǎn)業(yè)鏈為基礎(chǔ)，綜合運(yùn)用信息化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)等科技手段，建立基于RFID和二維碼技術(shù)的豬肉制品質(zhì)量安全追溯平臺(tái)，記錄生豬在生產(chǎn)、屠宰、加工、包裝、檢驗(yàn)、運(yùn)輸、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，提供基于PC端、手機(jī)端的溯源查詢接口。

1需求分析

通過(guò)對(duì)生豬的養(yǎng)殖、屠宰加工產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行調(diào)查研究，在了解實(shí)際情況的前提下，分析和總結(jié)各類型用戶對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際需求。該平臺(tái)涉及的用戶類型有生豬養(yǎng)殖企業(yè)、屠宰加工企業(yè)、物流運(yùn)輸企業(yè)、消費(fèi)者[4]，不同的用戶類型要求平臺(tái)需要實(shí)現(xiàn)的功能不同。

①生豬養(yǎng)殖企業(yè)。需要平臺(tái)提供的功能主要包括對(duì)企業(yè)、人員、場(chǎng)地信息的管理，對(duì)養(yǎng)殖品種、投入品、養(yǎng)殖設(shè)備的管理，對(duì)生豬養(yǎng)殖批次的管理（每頭生豬對(duì)應(yīng)一個(gè)RFID標(biāo)簽），對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)記錄（清掃、喂食、注射疫苗等）的管理，對(duì)生豬銷售記錄的管理，溯源查詢。

②屠宰加工企業(yè)。需要平臺(tái)提供的功能主要包括對(duì)企業(yè)、人員、場(chǎng)地信息的管理，對(duì)加工品種、投入品、加工設(shè)備的管理，對(duì)進(jìn)貨采購(gòu)單（關(guān)聯(lián)生豬養(yǎng)殖企業(yè)的銷售記錄）的管理，對(duì)生豬加工批次的管理，對(duì)加工活動(dòng)記錄的管理，對(duì)豬肉產(chǎn)品銷售記錄的管理及溯源查詢。

③物流運(yùn)輸企業(yè)。需要平臺(tái)提供的功能主要包括對(duì)企業(yè)、人員、車輛信息的管理，對(duì)運(yùn)輸訂單的管理及溯源查詢。

④消費(fèi)者。需要平臺(tái)提供的功能主要是對(duì)市場(chǎng)上銷售的豬肉產(chǎn)品進(jìn)行全鏈條溯源查詢，溯源結(jié)果應(yīng)該展示對(duì)應(yīng)的生豬養(yǎng)殖信息、屠宰加工信息、銷售信息、物流運(yùn)輸信息等。

2系統(tǒng)架構(gòu)分析

基于RFID和二維碼技術(shù)的豬肉制品質(zhì)量安全追溯平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。采用SQL SERVER搭建該追溯平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)，在此基礎(chǔ)上開發(fā)適用于生豬飼養(yǎng)、生豬屠宰加工、物流運(yùn)輸企業(yè)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

生豬飼養(yǎng)階段，給每頭生豬佩戴一個(gè)RFID電子標(biāo)簽，作為生豬的唯一標(biāo)識(shí)。開發(fā)一款養(yǎng)殖助手APP，安裝在已整合RFID讀寫功能的安卓手機(jī)上。通過(guò)RFID手機(jī)讀取生豬的電子標(biāo)簽，關(guān)聯(lián)生豬養(yǎng)殖系統(tǒng)內(nèi)的養(yǎng)殖記錄，并編輯生產(chǎn)活動(dòng)數(shù)據(jù)。

生豬屠宰加工階段，采用預(yù)先安裝屠宰加工APP的RFID手機(jī)讀取生豬的電子標(biāo)簽，并記錄對(duì)應(yīng)的屠宰加工信息。生豬加工完畢后，生成二維碼標(biāo)簽并打印或者粘貼在商品包裝上。

物流運(yùn)輸階段，生成關(guān)聯(lián)豬肉制品唯一標(biāo)識(shí)的物流訂單，在運(yùn)輸車輛上安裝GPS監(jiān)控終端，通過(guò)GPS監(jiān)控與調(diào)度中心可以查看車輛的位置、運(yùn)行軌跡等。

這3個(gè)系統(tǒng)緊

密關(guān)聯(lián)，構(gòu)建了自下而上的豬肉制品生產(chǎn)數(shù)據(jù)鏈，為PC端、

手機(jī)端的質(zhì)量追溯系統(tǒng)的查詢提供接口。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1系統(tǒng)功能模塊

該追溯平臺(tái)的權(quán)限體系以企業(yè)管理方為主，平臺(tái)管理方為輔的方式組織，即平臺(tái)管理方管理平臺(tái)基礎(chǔ)內(nèi)容和服務(wù)性內(nèi)容，為平臺(tái)內(nèi)企業(yè)用戶提供企業(yè)管理員賬戶，而企業(yè)的生產(chǎn)管理權(quán)限均由企業(yè)自行控制。該追溯平臺(tái)需要實(shí)現(xiàn)的功能分為4大模塊：平臺(tái)管理系統(tǒng)、生豬養(yǎng)殖系統(tǒng)、生豬屠宰加工系統(tǒng)、物流運(yùn)輸系統(tǒng)[5]（圖2）。

3.1.1平臺(tái)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)平臺(tái)的管理，包括系統(tǒng)管理（如版本管理、日志管理等）、企業(yè)管理（對(duì)企業(yè)信息進(jìn)行維護(hù)，如企業(yè)名稱、企業(yè)地址、企業(yè)類型等）、用戶管理（為加入本平臺(tái)的企業(yè)分配企業(yè)賬號(hào)密碼等）和知識(shí)庫(kù)管理（如病蟲害的管理、生產(chǎn)模型的管理、知識(shí)百科的管理等）。

3.1.2生豬養(yǎng)殖系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)生豬養(yǎng)殖企業(yè)對(duì)養(yǎng)殖生產(chǎn)的信息化管理，包括組織機(jī)構(gòu)管理（對(duì)企業(yè)信息、人員信息等的管理）、養(yǎng)殖場(chǎng)地管理（對(duì)企業(yè)下屬的養(yǎng)殖基地進(jìn)行管理，如基地名稱、基地位置、基地面積、基地負(fù)責(zé)人等）、品種管理（對(duì)養(yǎng)殖的生豬品種進(jìn)行管理，如品種名稱、品種習(xí)性等）、投入品管理（對(duì)養(yǎng)殖過(guò)程中需要的獸藥、疫苗、飼料等投入品進(jìn)行管理）、養(yǎng)殖批次管理（對(duì)養(yǎng)殖批次，如養(yǎng)殖時(shí)間、養(yǎng)殖基地、養(yǎng)殖品種、養(yǎng)殖數(shù)量、批次編號(hào)等的管理，每個(gè)批次均關(guān)聯(lián)到對(duì)應(yīng)的生豬唯一標(biāo)識(shí)列表）、養(yǎng)殖活動(dòng)管理（以單頭生豬或者單個(gè)批次的生豬為基礎(chǔ)，根據(jù)實(shí)際的情況添加養(yǎng)殖生產(chǎn)活動(dòng)記錄，如生產(chǎn)活動(dòng)名稱、操作時(shí)間、操作人員等）、銷售管理（對(duì)生豬銷售記錄的管理，如銷售客戶、養(yǎng)殖批次、對(duì)應(yīng)的生豬個(gè)體標(biāo)識(shí)列表等）、養(yǎng)殖手機(jī)助手（實(shí)現(xiàn)對(duì)生豬佩戴的RFID電子標(biāo)簽的讀取功能，為企業(yè)養(yǎng)殖人員提供對(duì)養(yǎng)殖生產(chǎn)活動(dòng)的實(shí)時(shí)記錄功能，通過(guò)手持端設(shè)備就可以及時(shí)地與生豬養(yǎng)殖系統(tǒng)相互銜接）。

3.1.3生豬屠宰加工系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)生豬屠宰加工企業(yè)對(duì)生豬屠宰加工過(guò)程的信息化管理，包括組織機(jī)構(gòu)管理（對(duì)企業(yè)信息、人員信息等的管理）、進(jìn)貨管理（對(duì)生豬的訂購(gòu)進(jìn)貨單進(jìn)行管理，如進(jìn)貨單編號(hào)、供應(yīng)商、采購(gòu)數(shù)量、采購(gòu)日期、關(guān)聯(lián)的生豬個(gè)體標(biāo)識(shí)列表等）、加工場(chǎng)地管理（對(duì)企業(yè)下屬的加工基地進(jìn)行管理，如基地名稱、基地位置、基地面積、基地負(fù)責(zé)人等）、產(chǎn)品管理（對(duì)生豬加工產(chǎn)出的豬肉產(chǎn)品進(jìn)行管理，如產(chǎn)品名稱、產(chǎn)品說(shuō)明等）、投入品管理（對(duì)加工過(guò)程中需要的添加劑等投入品進(jìn)行管理）、屠宰加工批次管理（對(duì)加工批次，如加工時(shí)間、加工基地、加工產(chǎn)品、加工數(shù)量、批次編號(hào)等的管理，每個(gè)批次均關(guān)聯(lián)到對(duì)應(yīng)的生豬唯一標(biāo)識(shí)列表，生成包含加工批次等信息的二維碼標(biāo)簽）、生產(chǎn)活動(dòng)管理（對(duì)每個(gè)加工批次記錄根據(jù)實(shí)際情況添加生產(chǎn)活動(dòng)記錄，如生產(chǎn)活動(dòng)名稱、操作時(shí)間、操作人員等）、銷售管理（對(duì)豬肉制品的銷售記錄進(jìn)行管理，如銷售客戶、加工批次等）、屠宰加工手機(jī)助手（實(shí)現(xiàn)對(duì)生豬佩戴的RFID電子標(biāo)簽的讀取功能將加工批次與生豬的唯一標(biāo)識(shí)關(guān)聯(lián)起來(lái)，為企業(yè)車間人員提供對(duì)加工生產(chǎn)活動(dòng)的實(shí)時(shí)記錄功能，通過(guò)手持端設(shè)備即可及時(shí)地與生豬屠宰加工系統(tǒng)相互銜接）。

3.1.4物流運(yùn)輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)物流企業(yè)對(duì)貨物運(yùn)輸?shù)男畔⒒芾?，包括組織機(jī)構(gòu)管理（對(duì)企業(yè)信息、人員信息等的管理）、車輛管理（對(duì)車輛信息，如車牌號(hào)碼、對(duì)應(yīng)的GPS設(shè)備編碼等信息進(jìn)行管理）、運(yùn)輸委托單管理（對(duì)運(yùn)輸委托單進(jìn)行管理，運(yùn)輸委托單可以是物流企業(yè)根據(jù)客戶需求在該系統(tǒng)內(nèi)生成的委托單，也可以是該追溯平臺(tái)下的其他養(yǎng)殖企業(yè)、加工企業(yè)在各自系統(tǒng)下生成的委托單）、運(yùn)輸訂單管理（承接運(yùn)輸委托單后生成運(yùn)輸訂單，配置運(yùn)送車輛、運(yùn)送時(shí)間等）、物流管理（對(duì)物流車輛的位置、運(yùn)送軌跡進(jìn)行管理）。

3.2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

該平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)包括企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、RFID手機(jī)端APP、質(zhì)量追溯系統(tǒng)3個(gè)部分。

①企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)軟件實(shí)現(xiàn)采用SQL Server搭建數(shù)據(jù)庫(kù)，使用Eclipse工具運(yùn)用J2EE框架進(jìn)行開發(fā)，發(fā)布在Tomcat服務(wù)器之上。同時(shí)，生產(chǎn)管理系統(tǒng)提供WEB SERVICE接口，用于和手機(jī)端APP的交互。其中，物流運(yùn)輸系統(tǒng)可利用車載GPS定位設(shè)備和百度電子地圖實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的實(shí)際位置的定位和跟蹤。②RFID手機(jī)端APP則是開發(fā)一款基于安卓系統(tǒng)的APP，使用Eclipse工具在ADT（Andriod Development Tools）環(huán)境下開發(fā)，采用SQLite在手機(jī)端搭建輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)Ksoap2（Andriod平臺(tái)下調(diào)用WEB SERVICE的API）實(shí)現(xiàn)和服務(wù)器端WEB SERVICE接口的調(diào)用。并將此APP安裝在具有RFID讀寫功能的手機(jī)上。為實(shí)現(xiàn)手機(jī)讀取RFID標(biāo)簽的功能，需要在手機(jī)上擴(kuò)展NFC（Near Field Communication，近距離通信）模塊。NFC近場(chǎng)通信技術(shù)是由非接觸式射頻識(shí)別（RFID）及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來(lái)，在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)交換。隨著智能手機(jī)的發(fā)展，NFC技術(shù)逐漸廣泛的應(yīng)用到智能手機(jī)中，支持NFC功能的智能手機(jī)也越來(lái)越多[6]，如小米、華為、HTC、OPPO、VIVO、索尼等，如同以前的藍(lán)牙、USB、GPS等配置，NFC日后也將成為手機(jī)的一個(gè)重要標(biāo)配。通過(guò)RFID手機(jī)端APP的應(yīng)用，養(yǎng)殖、

加工企業(yè)的操作員可以現(xiàn)場(chǎng)讀取生豬佩戴的RFID標(biāo)簽，及時(shí)地錄入每頭生豬的個(gè)性化生產(chǎn)活動(dòng)（每個(gè)批次飼養(yǎng)生豬的統(tǒng)一生產(chǎn)活動(dòng)可以在養(yǎng)殖批次記錄上批量地錄入數(shù)據(jù)，某頭生豬單獨(dú)的生產(chǎn)活動(dòng)如喂藥等則需要讀取其RFID標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的錄入生產(chǎn)數(shù)據(jù)）。

③質(zhì)量追溯系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上開發(fā)，基于生豬養(yǎng)殖、屠宰加工、物流運(yùn)輸?shù)臄?shù)據(jù)庫(kù)，提供開放于消費(fèi)者的溯源查詢界面，為實(shí)現(xiàn)生豬從養(yǎng)殖到豬肉制品的全鏈路溯源，開發(fā)過(guò)程中應(yīng)把握一些關(guān)鍵控制點(diǎn)及關(guān)聯(lián)規(guī)則。豬肉制品質(zhì)量安全追溯平臺(tái)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的流轉(zhuǎn)模式如圖3所示。

4結(jié)語(yǔ)

筆者運(yùn)用RFID電子標(biāo)簽對(duì)每頭生豬進(jìn)行唯一性標(biāo)識(shí)，在生豬養(yǎng)殖系統(tǒng)、生豬屠宰加工系統(tǒng)、物流運(yùn)輸系統(tǒng)內(nèi)對(duì)豬肉制品從養(yǎng)殖、屠宰、加工、銷售、運(yùn)輸?shù)母鱾€(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)利用RFID手機(jī)端養(yǎng)殖、加工APP作為數(shù)據(jù)采集的輔助手段，最后運(yùn)用二維碼技術(shù)為每一件豬肉制品生成溯源鏈接[7]，從而實(shí)現(xiàn)豬肉制品的全鏈條質(zhì)量追溯體系。該平臺(tái)的建立，有利于塑造企業(yè)品牌，提升企業(yè)的社會(huì)認(rèn)同感，有利于提高政府部門的監(jiān)管效能，有利于保障消費(fèi)者的身體健康。

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