基于物联网的食用油可追溯系统的设计

陈勇

摘要：为解决食用油生产加工、流通和销售过程产生的安全问题，采用基于物联网技术、RFID射频识别技术实现了食用油可追溯系统的设计。该系统实现追溯食用油生产加工、运输、销售、仓储、流通等各个环节的应用，提供面向公众的食用油信息查询平台等功能。

关键词：物联网；食用油；RFID；可追溯系统

中图分类号：TP309 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）31-0216-03

Design of Internet of Things Technology-based Edible Oils Traceability System

CHEN Yong

（School of Maths & Comp.Science， Shaanxi University of Technology， Hanzhong 723000， China）

Abstract：To solve the security problem of edible oil production， processing， distribution and sale of produce， based on networking technology， RFID radio frequency identification technology to achieve the oil traceability system design. The system implements various aspects of the retroactive edible oil production， processing， transportation， sales， warehousing， distribution and other applications， providing information for the public inquiry oil platforms and other functions.

Key words：Internet of Things； Edible Oils； RFID； Tracing System

近年来，我国在食品安全方面面临越来越多的挑战和威胁，从早期的三鹿奶粉、红心鸭蛋到后来的地沟油事件，无不严重影响民生民情，解决食品安全问题已迫在眉睫，利益与安全，孰轻孰重，各职能部门到底该如何采取措施有效遏制食品安全问题的频繁发生。与此，食品安全日益受到更多消费者和政府的关注之时，食用油作为人们生活的必需品，其质量安全问题关系着国计民生，但由于其附加值较低，目前尚无成型的供应链信息追溯系统在实际中得以应用。如果能够建立对食用油从生产加工、存储、运输、销售等环节和政府职能部门共同参与的安全管理系统，这将可以激活物联网技术在食用油方面的广泛应用，对于解决产品质量问题和监督生产流程起到至关重要的作用，同时也可以对从生产到销售整个过程实施追踪，并追究相关人员的责任，实行不合格产品的召回，与此同时还可以对原料进行二次召回再利用，适应于资源节约型社会，生产不忘国情，走可持续发展道路，及减少了企业成本，也适应了社会发展趋势，更重要的是为老百姓提供食品安全方面的重要保证这才是食用油追溯系统的意义所在。

1基于物联网的食用油可追溯系统

1.1 概念模型

基于物联网的食用油可追溯系统是依托物联网技术进行系统的设计与架构，通过这项技术来控制食用油的生产加工，物流配送和销售，实现对数据的实时监控和更新操作，并发挥物联网在识别追踪、查询信息等方面的作用，同时利用条形码识别技术获取商品信息，将RFID应用到这个生产销售环节，实现对食用油生产全过程的管理，并对关键信息进行采集处理，保障食用油安全性，对于出现质量问题的产品能够准确召回。 基于物联网的食用油供应链可追溯系统能够实现安全可靠性好，性价比良好，易操作管理，确保食用油安全。

1.2 基于物联网的食用油可追溯系统的重要性

本系统主要的开发价值在于可以维护一个良好的市场环境，特别是在食用油方面，让消费者有据可循，公开透明的呈现了各个环节的信息，有利于生产优质的食用油和评估合理的市场价，对市场运转起到了平衡作用。加强食用油在生产加工、物流环节的管理，让管理者能够对问题食用油进行质量溯源并追究责任，让食用油安全信息处于公开透明状态，消费者层面可以放心使用，实现从原材料生产到餐桌的安全控制和溯源。建立包含食用油的生产质检、加工数据采集、物流配送监管和销售的全方位溯源信息平台，起到了对食用油的有效监控，特别是在生产安全和物流环节方面，通过实时数据的分析和比对，柔和各个部门、各个地区、各个市场和生产消费之间的信息，并公开透明的发布监测信息，实现资源共享，以追溯平台监督为主，大众监督为辅公共保障食用油的安全可靠性。

1.3 基于物联网的食用油供应链职能信息

基于物联网的食用油供应链主要特色是“追本溯源”，也就意味着问题有根可循，将原材料供应商纳入到追溯范围，原因是现在的食用油安全问题大多跟原材料供应商有关，所以要将食用油供应商考虑进去。就形成了原材料供应商、加工厂商、物流配送商、消费者、政府部门和其他技术支持部门。各个职能部门之间都是相互依存，相互协调的，共同形成链路关系，一旦其中的环节出现问题，可采取上查下看的方式迅速锁定到问题，食用油原料供应商主要针对肥料和农药的使用，包括剧毒农药、各种作物添加剂和激素，还有一些转基因化肥的使用，由质量监督部门主要负责监督，并实时传递数据。加工厂商主要是对原料的加工生产，所负责的主要内容是核对食用油原料信息并进行标签化处理，同时对加工信息进行处理，传至中心数据库。接下来是物流配送环节，主要包括食用油的仓储过程和运输过程，物流企业要实时记录产品的存储、运输和销售信息，并实时更新位移信息。消费者主要是个人消费产品，通过数据的更新上传，消费者可以利用查询平台对产品信息进行查询，根据个人情况也可以进行信息反馈，反馈信息将作为政府监管的重要依据，同时也作为生产加工的指导信息来使用。 政府主管部门主要有：卫生部、农业行政部门、质检部、药监部、工商行政部。卫生行政部门负责制定食品安全标准，主要依据市场调研和产品特性，并会同其他部门共同监管食用油可能出现的质量问题，对出现质量问题的个人或企业进行责任追溯。其他技术部门主要提供物联网信息平台的建立和维护，保证系统的安全稳定运行。

1.4 基于物联网的食用油可追溯系统模型

图1展示了食用油供应链的全过程，以追溯信息平台为核心，搭建了一个包括食用油的加工生产，物流配送，仓储和消费等环节，同时也涵盖了各个职能部门，依托这些职能部门进行有效的监督和管理，两部分信息之间进行有效的沟通整合，采用物联网技术进行追溯信息处理，政府部门作为监管主体，生产者和消费者之间交互，共同形成一个追溯网络结构。主要记录食用油供应过程中的基本信息，同时还包括生产商的基本信息，确保了追溯信息的完整性和安全性。在信息交互过程中有序分工每一个环节都相互依赖，一旦其中一个环节出现问题，根据此追溯链的特性，可以迅速的锁定到病原所在，主要依托追溯码进行信息的检索，确保这个系统可以高效运行。

图1 食用油可追溯系统架构图

2 食用油追溯系统研究内容

2.1食用油可追溯方法研究

2.1.1食用油批次标示方法

针对食用油的批次的特点，设计其电子代码（Electronic Product Code，EPC），利用编码的唯一性，通过不同的数字串组合成某种信息含义。利用数据操作语言，建立与批次信息对应的关系，当经过编码的数据传到计算机上时，由计算机上的应用程序从数据库中提取相应的信息对数据进行操作和处理。

2.1.2食用油的自动识别跟踪方法

基于无线射频识别（Radio Frequency Identification ，RFID）技术，设计实现在食用油从种植、加工、运输与仓储到最后消费领域的全过程自动跟踪，并实时获取各个环节的有关信息上传到数据库中，为一旦出现食用油安全事故提供决策支持和高效的安全事故应急流程。

2.1.3食用油标识控制方法

为了实现食用油可追溯系统的蔬菜批次标识的识别与跟踪，设计采用软硬结合的方式实现供应链上各个环节的数据交换。

2.2使用UML对食用油可追溯系统建模

利用统一的建模语言UML，主要从系统的需求、分析、构造和设计，包括系统测试描述整个软件系统，从而准确的确定系统功能、结构与行为，进而设计出可追溯系统总体的方案。

2.3食用油中心数据库的实现

利用SQL Server数据库技术，设计统一的食用油中心数据库，用于存储整个可追溯系统中各个环节的数据信息，使食用油供应链中的所有企业和物流商共用一个中心数据库，任何一个环节需要了食用油的信息，通过唯一的食用油EPC编码，即可以从中心数据库中得到，追溯速度快，透明度高。

2.4 可追溯系统的设计与实现

基于Windows开发平台，采用Visual Studio集成开发环境，采用C/S体系结构开发“食用油加工生产系统”、“食用油分销管理系统”、“食用油销售管理系统”，采用B/S体系结构开发“食用油安全基础信息服务系统”。

3.解决的关键的问题

3.1 RFID数据采集过滤方法设计

在实际的数据采集过程中，RFID采集的原始数据信息不仅种类繁杂，而且数据量非常大，很容易造成因数据过多而产生的混乱现象，在实际应用中，根据机器的具体配置情况，每台读写器每秒可以上报数个至数十个不等的电子标签数据，如重复多次扫描同一个电子标签，就会出现数据冗余现象，如果不提取部分有用的、非重复性的数据，不经过去冗等处理而直接上传，将会给整个RFID系统带来很大的负担，甚至造成系统崩溃。

3.2 数据采集过程中的网络连通性

在信息的采集过程中，可能由于某些不确定的因素，导致网络的不稳定，很难保证采集到的数据信息准确无误传输到中心数据库。

3.3 运输环节的无线跟踪

在整个食用油供应链中，食用油从加工生产到消费者手中，这个过程占据了较长的时间，很难讲所有的信息采集到，并有效的传输到中心数据库。

4 项目实施方案

食用油生产完成由加工厂出发，通过物流配送公司、运输分销商、零售，最终达到消费者手中。因此，相对应的信息追溯要涉及的环节如图2所示。

图2 系统溯源流程图

4.1食用油加工

食用油追溯的源头应该是食用油生产加工厂。在这里，食用油完成加工生产，并进行标签化，最终转换为商品进行流通、交易。这个过程决定了商品的质量状况，直接影响消费者的利益。因此生产者为食用油粘贴RFID标签，对每一个环节的内容都进行记录，包括生产商的信息，并最终成为可追溯的信息。

4.2食用油批发商

食用油类商品通常要经过批发商进行收集和分类处理，然后通过各种运输手段发往全国各地。在这里，食用油完成第一次商品交易，同时寻找到下游商家。在这一过程中，需要记录产品信息和交易与转移信息，同时商品的批发商的信息也要被记录，作为供应商评价的依据。

4.3销售环节

食用油通常是以零售的方式到达消费者手中，这也是最重要的消费方式，食用油在销售环节中的停留时间和对其进行的管理等环节，也会影响到产品质量，并且消费者对于产品质量的信任也主要取决于所购买的零售商，因此所有的这些信息都应该被记录处理，作为追溯的依据。消费者如果想快速了解所购买食用油的情况，则可以通过RFID标签上的编码到指定的查询网站查询。

4.4食用油召回与销毁阶段

当发现食用油有问题时，管理员可通过读取食用油上的RFID中的编码在中心数据库中查询并可获取有问题的批次食用油在加工、运输、存储和销售等环节的信息，推断出问题出现的环节，从而提供决策支持及高效的安全事故应急流程。

5 结论

应该加强食用油可追溯系统信息平台建设，保证各个环节——生产加工、运输分销、零售消费都有详细的记录。不仅生产商要落实责任生产，政府也应该加强检查监管，共同保证信息安全可靠，真正实现信息追溯功能和召回的价值。

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