基于區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建肉類食品安全追溯平臺(tái)

馬軍 曹玉清 解放

摘 要：本文依托現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、區(qū)塊連技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和條碼技術(shù)，將肉類食品，從生產(chǎn)、加工、包裝、儲(chǔ)運(yùn)、流通和銷售的所有環(huán)節(jié)進(jìn)行信息記錄、采集和查洵，可以溯源到食品的源頭和流向，消費(fèi)者或食品監(jiān)管部門可通過溯源標(biāo)簽進(jìn)行肉類食品溯源。

關(guān)鍵詞：肉類食品溯源；物聯(lián)網(wǎng)；區(qū)塊連；大數(shù)據(jù)分析

中圖分類號(hào)：F426 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）24-0026-02

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的全球化，食品安全日益成為備受關(guān)注的熱門話題。近年來由于畜禽疾病、農(nóng)藥殘留、非法添加、假劣產(chǎn)品等導(dǎo)致的食品安全事件頻繁發(fā)生，比如三聚氰胺、瘦肉精、毒奶粉、病死豬肉、假羊肉等系列案件，使得我國(guó)食品安全問題一直飽受詬病，同時(shí)也引發(fā)了越來越多的人對(duì)食品安全問題的擔(dān)憂，進(jìn)而對(duì)國(guó)產(chǎn)食品失去信心。究其原因是食品的生產(chǎn)過程存在眾多問題，產(chǎn)品生產(chǎn)、物流信息，檢疫檢測(cè)信息等均有太多人工參與，各操作環(huán)節(jié)均容易產(chǎn)生錯(cuò)誤/虛假信息，且各個(gè)不相關(guān)環(huán)節(jié)間很難做到信息核實(shí)，影響產(chǎn)品整體管理及信息查詢；另外產(chǎn)品生產(chǎn)、物流、經(jīng)銷、檢疫檢測(cè)等各環(huán)節(jié)相對(duì)獨(dú)立，每一環(huán)節(jié)往往只能有效查看其上下游接口環(huán)節(jié)的操作信息，難以做到信息流整體的監(jiān)察管理。

面向肉類食品的物聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)通過物聯(lián)網(wǎng)采集系統(tǒng)結(jié)合二維碼、RFID信息采集技術(shù)、物流跟蹤定位技術(shù)、區(qū)塊鏈不可篡改等技術(shù)從產(chǎn)品的源頭，產(chǎn)品加工環(huán)節(jié)，產(chǎn)品運(yùn)輸環(huán)節(jié)，對(duì)產(chǎn)品的信息進(jìn)行跟蹤，并記錄，上傳到平臺(tái)，消費(fèi)者或食品監(jiān)管部門可通過溯源標(biāo)簽進(jìn)行肉類食品溯源，實(shí)現(xiàn)食品安全的可追溯。

1 溯源平臺(tái)涉及的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 基于RFID技術(shù)的食品信息采集

本平臺(tái)通過電子標(biāo)簽以及RFID讀寫器對(duì)食品進(jìn)行了標(biāo)示，其中在食品的入庫(kù)環(huán)節(jié)，首先對(duì)食品進(jìn)行包裝，并為每個(gè)包裝袋安裝電子標(biāo)簽，檢驗(yàn)員會(huì)對(duì)每批次的食品進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)。

將帶有傳感器的電子標(biāo)簽嵌入在食品內(nèi)或者包裝箱上，傳感器讀取的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到食品安全數(shù)據(jù)庫(kù)， 并通過無線通訊模塊將數(shù)據(jù)上傳至終端設(shè)備。打印的票據(jù)和上傳的數(shù)據(jù)均可作為溯源憑證。

1.2 基于GIS/GPS技術(shù)的溯源快速定位

只有食品供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)之間有效鏈接起來，才能實(shí)現(xiàn)可追溯，這種鏈接是通過食品的物流運(yùn)輸來實(shí)現(xiàn)的。食品尤其是生鮮食品，對(duì)溫度等環(huán)境變化比較敏感，對(duì)物流運(yùn)輸?shù)囊缶捅容^高?；贕IS/GPS系統(tǒng)，在物流運(yùn)輸中，可以對(duì)車輛進(jìn)行定位、跟蹤、監(jiān)控。還可以涉及到商品運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、裝卸、送遞等處理環(huán)節(jié)，不僅可以對(duì)運(yùn)輸車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤、監(jiān)控，還可以對(duì)車輛溫度進(jìn)行監(jiān)控、調(diào)整。該技術(shù)還能根據(jù)實(shí)時(shí)跟蹤狀況，計(jì)算出最佳物流路徑，給運(yùn)輸設(shè)備導(dǎo)航，減少運(yùn)行時(shí)間，降低運(yùn)行費(fèi)用。

1.3 基于區(qū)塊鏈技術(shù)的肉類食品溯源

區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N按照時(shí)間順序?qū)?shù)據(jù)區(qū)塊以順序相連的方式組合成的一種鏈?zhǔn)綌?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并以密碼學(xué)方式保證的不可篡改和不可偽造的分布式賬本。在溯源系統(tǒng)中將物聯(lián)網(wǎng)獲取的肉類食品信息，屠宰信息、加工信息，結(jié)合物流信息，銷售信息，全面納入到區(qū)塊鏈平臺(tái)，記錄肉類食品全流程數(shù)據(jù)，并通過區(qū)塊鏈技術(shù)的智能合約，分布式賬本，防篡改等技術(shù)特點(diǎn)，保障肉類食品數(shù)據(jù)的真實(shí)可信，為消費(fèi)者建立了一條安全可靠的肉類食品溯源鏈。

2 溯源平臺(tái)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

食品安全追溯平臺(tái)的架構(gòu)自下而上依次為信息采集層、區(qū)塊鏈服務(wù)層、信息處理層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理層、應(yīng)用服務(wù)層及用戶層，如圖1。

信息采集層是以RFID技術(shù)為關(guān)鍵索引的信息采集，完成肉類食品供應(yīng)鏈的生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)、消費(fèi)等諸多環(huán)節(jié)的信息采集；區(qū)塊鏈服務(wù)層，提供區(qū)塊鏈服務(wù)，包括智能合約、加密、簽名、共識(shí)機(jī)制等。溯源平平臺(tái)采用Hyperledger/ Fabric開源項(xiàng)目，搭建肉類溯源應(yīng)用，提供了用戶驗(yàn)證、數(shù)據(jù)加密、共識(shí)、智能合約運(yùn)行環(huán)境。信息處理層是對(duì)信息采集層的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、清洗等操作，然后將其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層是基于分布式文件系統(tǒng)、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)處理引擎，對(duì)食品追溯的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析挖掘，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值；應(yīng)用服務(wù)層是在采集的數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)用戶直接提供食品追溯服務(wù)的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)食品安全的可追溯性保障；用戶層是針對(duì)本系統(tǒng)的幾類用戶如：消費(fèi)者、生產(chǎn)加工者和監(jiān)管部門等，可通過電話、短信、移動(dòng)終端、網(wǎng)絡(luò)等使用追溯系統(tǒng)，實(shí)時(shí)查詢食品的生成、加工、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)情況。

3 結(jié)語(yǔ)

溯源平臺(tái)以提高肉類食品的質(zhì)量水平，保障人民身體健康，提高我國(guó)農(nóng)業(yè)和食品工業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力為最終目標(biāo)，采用溯源標(biāo)簽記錄肉類食品、從牲畜養(yǎng)殖、加工、質(zhì)檢、包裝、運(yùn)輸、銷售等整個(gè)環(huán)節(jié)信息。消費(fèi)者或食品監(jiān)管部門可通過溯源標(biāo)簽進(jìn)行肉類食品溯源，重點(diǎn)解決我國(guó)食品安全中的追蹤溯源問題，實(shí)現(xiàn)食品安全的可追溯。

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