国家兽药追溯系统信息采集与处理技术的研究

高录军，刘业兵，李晓平，张积慧，郝毫刚，赵建红，刘 玲，唐 军

(中国兽医药品监察所，北京100081)

国家兽药追溯系统作为兽药质量安全管理的有效手段，受到兽药生产企业、经营企业、监管部门以及消费者的高度关注。国家兽药产品追溯系统利用信息技术对兽药的产品信息进行有效的标识，并在数据库中存储兽药经过各环节时的出入库信息，实现对兽药的生产、流通、销售等环节的全程跟踪，在兽药出现问题时，能够快速追踪问题环节，进而对出现的问题采取有效措施。国家兽药追溯系统不仅是保证兽药产品质量安全有效的技术手段，同时，能够实现政府监管和消费者追溯［1］。因此，方便、快捷、完善的国家兽药追溯系统是目前兽药行业极为迫切的需要。

传统的追溯系统主要以互联网为主，在追溯的各个环节中多以人工操作为主，虽然实现了追溯系统的使用目标和价值，但是数据采集若全采用人工操作，会增加操作人员的工作量，同时，也可能增加产生数据错误的可能性等问题。物联网作为世界信息产业第三次浪潮［2］，是把物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络［3］，同时，通过智能界面的无缝链接，实现信息共享［4］。

目前，兽药追溯系统引入二维码的概念以及初步实现物联网特征与效果，大大的简化了信息采集处理的方式，提高了工作效率，降低数据错误和误差，优化了国家兽药产品追溯系统。但是，目前的信息采集处理技术仍有一定的问题，有待于改进。

1 目前信息采集现状

在国家兽药追溯系统中主要由标识生成、产品生产、兽药出入库流通以及兽药流通查验监管等环节［5］，多个环节需要终端设备对二维码标签信息进行采集。

目前，国家兽药追溯系统的信息采集处理方式以手持设备对二维码进行信息采集为主，在兽药产品出厂、出入库流通时进行信息采集，将获取的数据通过人工操作的方式上传数据库，进行数据更新，流程如下图所示:

图1 数据信息采集上传过程

目前，国家兽药追溯系统利用对二维码进行信息采集的方式初步实现信息采集处理的自动化，节省了大量的人工操作，但是系统终端的数据采集以及传输仍然存在一些问题，有待于改进，主要问题如下:

(1)、兽药信息的采集主要以人工手持设备为主，使用手持设备容易产品人工操作所带来的人为错误，同时，工作效率难以保证。

(2)、系统采集的数据主要是通过移动存储设备人工上传到服务器中，而不能自动上传信息到数据库。

(3)、登录系统采集终端只通过用户名与密码的方式进行登录，安全性较低，容易被非法窃取信息或者上传非法数据扰乱系统。

2 问题分析及改进措施

2.1 问题分析 国家兽药追溯系统在信息采集与传输等方面所产生的问题主要是因为以下原因:(1)、系统信息采集以人工手持设备为主主要是因为兽药产品的规格种类较多，包括瓶、盒、袋、箱等不同种类的包装，同时，瓶、盒、袋、箱的大小也多种多样。人工手持设备能够适应多样化的包装，程序上易于实现。

(2)、系统采集的数据通过移动存储设备人工上传到服务器而不是通过网络自动上传主要是由于大部分兽药生产车间由于建筑结构和材料的问题，对于网络信号产生一定的屏蔽效果，因此在终端无法即时连接网络，无法在采集信息时在兽药生产车间实时上传。

(3)、系统采集终端只通过用户名与密码的方式进行登录主要是在系统开发时主要是考虑到登录的便捷性以及系统终端在安全的情况下使用，没有进行更加安全的加密手段。

2.2 信息采集处理终端的改进 为了保证系统的安全性、追溯码的唯一性，达到物物相连的要求，实现信息采集处理的自动化，需要对信息采集处理终端进行相应的改进。

2.2.1 终端身份验证 兽药信息在采集之后直接上传服务器需要操作人员的身份验证，为了保证身份的正确性和可靠性必须采用严格的身份验证方式，由于终端设备与PC设备的差异，无法使用UKEY等硬件插入的验证方式，因此需采用既安全又适合终端设备的身份验证方式。

根据终端设备的实际情况可以采用双口令的身份验证方式，既“令牌+短信”的验证方式，每个兽药生产和经营企业都会发送属于各自的密码令牌，在身份验证时会产生随机的针对该企业的提示，企业通过身份令牌和提示，输入正确的密码，保证了用户身份唯一性;在用户输入正确的密码后，系统会通过已绑定的该企业系统负责人的手机发送验证码，用户再次输入验证码后方可登录。这样能够确保终端登录用户的正确性和安全性。

2.2.2 二维码注销 在兽药流通到最后的使用环节后，二维码标签已经失去其所具有的在系统中的追溯作用，为了保证该二维码不被假冒产品所盗用，将该二维码注销，即冻结该二维码的使用，使得其他的盗用该二维码的假冒兽药在系统中无法使用。

要实现二维码注销的功能，需要在二维码生成时，产生一个与该二维码相对应的且唯一的验证码，该验证码的作用不仅仅是消费者在使用兽药产品时验证兽药产品的真假，并且在验证真伪后注销该二维码，使得二维码冻结。

在二维码产生时，随机的产生一个与该二维码匹配的验证码，即验证码与二维码一一对应。在二维码印刷时，在二维码标签附近印刷验证码，印刷的验证码需要封闭覆盖，只有在消费者使用兽药产品时刮开覆盖物，即可看见验证码。消费者通过终端或者系统验证产品真假时输入验证码，从而验证兽药的真伪，同时，注销与之对应的二维码，冻结该二维码。具体流程如下图所示:

图2 二维码注销流程

2.2.3 自动化设备采集二维码信息 在兽药产品信息的采集过程中，即二维码信息采集，采取通过自动化终端设备对二维码信息进行自动化采集。在兽药生产线上的产品标签粘贴或者打印处增加自动化的终端采集设备，即时完成二维码信息的采集。由于自动化设备也可能产生误读或者不识别二维码情况的存在，因此，系统需要对不识别的产品进行剔除，计算传送时间，在未识别兽药产品到达传送带固定位置时，通过自动操作进行剔除操作，保证所有产品都采集完成。

利用自动化设备对二维码标签进行信息采集并自动上传是“M2M”的真正体现。

2.2.4 采集数据直接上传服务器 终端设备在进行兽药产品出厂、出入库等信息采集之后，用户在经过身份验证之后，在终端设备可进行网络连接的地点，通过数据上传功能把数据上传到服务器中而不通过数据通过存储设备上传PC之后再上传服务器。

终端生成出厂、出入库数据之后，通过网络已数据流的形式发送到服务器后台，后台进行数据流的解析，解析成规定的数据格式，自动把数据导入数据库中。

终端与服务器的数据传输主要通过建立socket管道，socket管道传输适合数据量大、格式简单且实时性要求高的传输，具有传输速度快的优点。虽然其传输容量小，但是在国家兽药追溯系统中足以容纳上传数据的传输。具体传输方式如下图所示:

图3 终端数据上传方式

2.2.5 信息采集流程 国家兽药追溯系统的终端信息采集为了确保系统的安全性、高效性以及自动化，需要对信息采集终端进行用户身份验证、自动化采集二维码信息以及数据直接上传服务器的改进工作，改进后的信息采集工作流程如图4所示:

3 小结

图4 信息采集自动化处理流程

目前，国家兽药追溯系统通过二维码的信息采集方式基本体现了物联网的特点，但是由于系统操作流程中仍存在人工操作，没有实现全面自动化的目的。因此，自动化的数据采集处理将是弥补国家兽药产品追溯系统自动化的重要部分，自动化的二维码信息采集、信息传输处理将会大大提高系统的效率。

安全的身份验证模式是保证国家兽药追溯系统安全性的重要保证，避免因为安全问题而引起的系统混乱，从而导致追溯功能的丧失。二维码注销功能能够有效保障二维码的唯一性和不可重用性，将有力打击通过伪造二维码而流通的假冒兽药产品。

［1］孟 猛.基于B/S结构的农产品质量安全追溯系统研究［J］.热带农业工程，2010，34(3):21-24.

［2］王保云.物联网技术研究综述［J］.电子测量与仪器学报，2009，23(12):1-7

［3］林赛君.物联网革命［J］.现代商业，2009，31:64-66.

［4］European Research Projects on the Internet of Things(CERPIoT)Strategic Research Agenda(SRA).Internet of things-strategic research roadmap［EB/OL］(2009-09-15)［2010-05-12］.http://ec.europa.eu/information_society/policy/rfid/documents/in_cerp.pdf.

［5］刘业兵，郝毫刚，徐肖君，等.国家兽药产品追溯信息系统建设与思考［J］.中国兽药杂志，2013，47(1):39-44.