物联网食品溯源系统的设计与实现

摘要：近年来食品安全危机频繁发生，严重危害了人们的身体健康，如何对食品有效跟踪和追溯，已成为一个极为迫切的全球性课题。该系统通过果树栽培、生产防疫、加工入库、批发出库、市场零售、追溯查询等环节，实现了ZigBee、Android、Windows应用等多种应用平台的对接，实现了对食品溯源系统的场景模拟。

关键词：物联网；食品溯源

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）07-1551-02

近年来食品安全事件频发，“瘦肉精”、“人造牛肉”“染色馒头”等不断威胁着人民群众的日常生活和身体健康，为了确保人民群众的食品安全、有效控制食源性疾病的爆发，建立基于物联网的食品溯源系统将对食品行业的发展产生巨大的影响。但目前我国在整个食品生产过程中应用溯源系统的案例寥寥无几，现有的主要集中在批发零售结算环节，远未在食品供应链的全过程应用，全程可溯源供应链尚未形成。

1 系统简介

本系统运用物联网为代表的传感技术、无线通信技术、计算机网络技术、数据库技术、软件技术等方法，搭建系统应用平台，目标如下：

1）以食品溯源案例为典型代表，运用面向对象分析和设计方法，完成WebService设计，溯源网站设计、嵌入式手持设备开发程序、溯源秤品相导入等；

2）实现对食品溯源系统的场景模拟，并与ZigBee、Android、Windows应用实现的溯源部分进行业务操作上的对接。

2 本项目的总体设计原则

1）利用先进的物联网技术并依托网络技术和数据库技术，实现信息融合、查询、监控，提供对每件货品食品成分来源和安全性的合理决策，实现食品安全预警机制。

2）物联网技术贯穿于食品安全全过程，包括生产、加工、流通、消费各个环节，全过程加以严格控制，建立起一个覆盖完整产业链的食品安全控制体系。

3 系统分析

水果从果树栽培过程开始，到进入消费者餐桌上，需要经过生产防疫、加工入库、批发出库、市场零售、追溯查询等环节。

1）果树栽培：果树的栽培需要在一个优良的环境中进行，这就需要能够对果园的温湿度、可燃气体、人体红外线、一氧化碳、火焰、光敏等信息都能实现有效可控。同时，在水果的种植生产过程中，还需通过生成水果信息的溯源码，对果园中的不同场地、不同类型的水果进行标识和登记，并初始化标识水果信息的二维码及RFID标签。

2）生产防疫：水果在种植生产过程中，需要对水果喷洒农药、水果采摘进行登记，该环节采用移动智能终端来进行操作信息的采集和登记，并把该数据上传到中心服务器的数据库中，作为食品追溯的源头信息。

3）加工入库：水果在进入农贸市场仓库前需要进行水果产品的加工，通过系统平台上RFID识读设备读取水果箱的RFID标签，在食品溯源系统上将相关的水果加工信息登记和保存，同时将水果箱RFID标签转换为仓库的水果容器RFID标签。

4）批发出库：在水果进行批发出库时，通过对RFID标签的读取，并对水果进行称重，生成水果安全信息追溯条码并打印，同时通过对水果经营户的IC卡读取，进行水果批发的登记。

5）市场零售：水果经营户在进行水果产品的销售时，通过智能溯源秤进行操作，操作前需要进行读取水果经营户IC卡进行开秤操作，交易时通过扫描水果安全信息追溯条码进行交易，溯源秤会向秤服务器上传水果交易的详细信息，同时会打印带有溯源码的消费小票。

6）追溯查询：消费者购买水果后，在市场上安装的查询终端上扫描水果质量安全信息溯源码，即可查询所购的水果来源信息，也可以通过网页、手机等方式进行水果质量安全信息查询。

4 系统设计

1）系统整体拓扑结构如图1所示。

图1 食品智能追溯系统整体拓扑图

2）在项目开发的过程中，系统遵循三层架构的开发模式：表示层、业务逻辑层和数据访问层，这三层有着非常强的依赖关系，他们之间的数据传递是双向的，并且通常借助实体类传递数据。这样做的优点是易于项目的修改、维护、扩展、代码重用和分工协作开发。

5 系统实现

1）生产防疫模块的设计与实现

模块功能：水果在种植生产过程中，需要对水果喷洒农药进行登记，该环节采用移动智能终端来进行操作信息的采集和登记，并把该数据上传到服务器数据库。

关键代码：

利用PDA扫描二维码的相关代码如下：

在PDA中点击“确定”按钮，系统将“所属区域”、“追溯码”、“防疫疫苗”等信息上传至服务器，通过服务器端的WebService处理后保存至数据库中。相关代码如下：

6 结束语

本系统以食品质量安全追溯体系中最具代表性的物联网应用部分为主线，真实模拟了水果从果树栽培，到进入消费者餐桌上，需要经过的生产防疫、加工入库、批发出库、市场零售、追溯查询等环节，设计出的系统具有较强的实践性和一定的创新性，使用效果良好。

参考文献：

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