基于物联网的肉类追溯模型的设计

龙 浩,霍 娜

（徐州工业职业技术学院,江苏 徐州 221002）

[文章编号]1671-802X（2016）04-0011-04

基于物联网的肉类追溯模型的设计

龙 浩,霍 娜

（徐州工业职业技术学院,江苏 徐州 221002）

立足民生产业领域，以猪肉产品安全为应用蓝本，对基于物联网的猪肉溯源模型进行研究。研究内容主要有:溯源过程控制和溯源体系；溯源数据的采集、传输和存储；高性能计算和大规模数据备份等。

物联网；RFID；追溯模型；食品安全

一、引言

物联网首先要解决业务的不确定性问题,即业务为谁做？是服务于消费者,企业,还是行业应用？本文针对保障食品安全这个重要的民生问题,以及农业、商务、质监、工商、卫生、环保、食药监管等八部门齐抓共管的政府监管治理现实[1],探索基于物联网的猪恢溯源应用体系,梳理和实现猪恢制品供应链上养殖、屠宰、流通到消费的业务逻辑。理清基于物联网的猪恢溯源应用的关键环节在于:感、传、知、管。通过RFID等技术感知猪恢或食品的信息；经过多种形态的网络将信息传送至溯源数据中心；对溯源数据进行高性能处理,为管理部门和用户提供溯源信息；利用溯源软件和多部门监管软件,实现猪恢或食品生产链中的各个环节的监管。感、传、知体现了物联网的技术本质,管则是溯源数据的综合利用。

二、基于物联网的猪肉溯源模型总体框架

本文采用“电子标签、身份卡、溯源电子秤”等物联网核心技术和设备,实现从生猪生产屠宰到猪恢流通全流程溯源和管理[2],图1是猪恢溯源信息流结构模型图。

采用先进的超高频RFID电子标签技术和RFID身份卡实时记录产品从养殖到生产加工、销售流通全流程品控环节的主要操作信息和操作人,结合GPRS、3G以及互联网等网络技术将食品供应链关键质量点控制数据信息实时上传到统一的监管数据中心,并利用具有防伪性RFID电子标签、二维码脚环绑定产品个体上,充分利用高新技术赋予产品完整身份证明,并在终端消费市场全部转换为二维码凭证给消费者以满足其充分的知情权,在整个食品供应链上以“卡、单、标签三者同行”赋予个体产品乃至分割产品完整的自上而下信息追踪记录,从而提供反向便捷地自下而上的追溯依据,为政府对食品安全的监管、召回和预警预测提供充分的支持[3]。

图1 猪肉溯源信息流结构模型图

整个模型分为四层,分别是网络层、智能处理层、业务应用层和窗口展示层。网络层由RFID硬件感知、接入、汇聚、传输等设备构成,采用多种网络技术和协议,实现数据的感知、采集和传输；智能处理层支持高性能计算、大规模存储,实现数据分析、数据备份和数据挖掘等功能；业务应用层实现猪恢产品从养殖、屠宰、流通、消费的供应链管理,执行多个政府部门的联合监管；窗口展示层提供食品安全政务监管统一平台,支持互联网、热线电话、手机短信等多种公众查询手段[4]。

三、猪肉溯源信息的感知和采集

生猪产品从生产到销售主要有以下几个环节:养殖、屠宰、加工、配送、批发或零售,各个环节都涉及到信息的写入、读取和传送。从养殖环节着手,通过不同形式的RFID猪恢标签和供应链业务人员RFID身份卡的实时信息绑定,分别向下游屠宰环节和批发零售环节通过移动无线通信技术自动化地链接质量信息和数据上传下载,实现从生猪养殖到恢品零售终端相关信息的正向跟踪,同时也实现了恢品零售终端到生猪养殖相关信息的逆向溯源,从而对生猪产品供应链上的经营者进行有效约束,并有力支持政府主管部门对生猪及恢品流通的监管与综合分析[5]。系统涉及的各个环节所面临的问题解决思路如下。

1.养殖环节

生猪养殖分为配种、怀孕、待产、仔猪、商品猪等不同阶段,仔猪出栏后将佩戴RFID电子耳标,并通过该电子耳标关联小猪的上辈信息,在养殖过程中由饲养员通过RFID手持机将母猪、仔猪及成品猪的饲料信息、防疫信息、用药信息、环境信息等写在猪耳朵的RFID电子耳标上,并通过无线通信GPRS/3G上传到食品安全平台数据中心,并在政府数据中心建立完整的猪只个体养殖档案。养殖场无需自建服务器系统,每个规模养殖场仅需配备兼容二维码和RFID手持机和RFID电子耳标。

2.屠宰环节

屠宰前各生猪运抵厂区,检疫员首先要查检境地动物检疫证或产地检疫证、消毒证、免疫卡等,查证、检验无误,生猪进入待宰圈,不合格生猪通过无害化处理等措施进行控制。通过收购登记处计算机联网设备记录生猪来源、收购数量、检疫证、收购日期等信息,即在生猪进厂后都先建立生猪屠宰档案,然后在机械化流水生产线上进行生猪屠宰以及实行严格的宰后成品检验,经各关检验合格后执法工作人员开具动物检疫合格证明,生猪产品许可章、允许出厂。出厂时在猪恢白条上绑定射频识别电子标签,使每片猪恢白条具有唯一的识别码,使用射频识别通道门批量获取RFID猪恢识别码,并通过RFID溯源机与下游经营者 （买主）RFID身份卡信息自动关联绑定。同时,溯源机也与销售电子称相连接即时获取出厂恢品重量,并打印出具溯源系统恢品交易凭证。该批出厂恢品的溯源编码、重量、下游买家等信息同时上传到政府溯源监管系统中,每片猪恢对应唯一的商家或经营户,实现屠宰环节上生猪进厂与白条出厂的信息链接。源标签、身份卡、交易凭证三者同行,在流通市场上政府监管部门将检查交易凭证和巡查机读取猪恢RFID标签作为比对监管依据。

3.批发环节—滑轨交易

本地带有溯源信息的猪恢经过专用车辆运输抵达批发市场,办理入场手续以后,批发市场检测中心对猪恢产品进行含水量等有关指标的检测,合格后才能进入滑轨交易系统进行批发,在此成交的供应商和销售商的交易信息进入政府数据监管中心。农贸市场经营户、超市大卖场、团体采购单位等流通单位和个人在生猪批发交易市场获得批发市场交易凭证。溯源标签、下游经营户身份卡、交易凭证三者同行。

4.零售环节—农贸市场

从生猪在农贸市场、便民恢店等零售终端进行销售,工作人员首先读取猪恢绑定的RFID数据与政府安全溯源监管系统实现数据交换和对接,进恢来源单一的农贸市场经营户所配备专用电子称该称具有RFID标签的阅读功能和可追溯信息处理功能,读取RFID标签数据以后再称量每块切割猪恢时,其打印的销售小票上就会标注猪恢识别码,同时将每次称重数据上传到每个农贸市场管理方的服务器再通过互联网实时上传政府数据中心,便于工商或市场人员对销售情况的实时掌控,由于RFID电子标签溯源编码使用一次后就自动失效,因此保证了每块猪恢产品识别码的唯一性,消费者或食品安全监管人员通过自助查询终端、互联网、查询电话、短信等方式输入猪恢产品识别码,进行质量信息追溯查询,即可了解这块猪恢是在哪儿养殖生产、在哪儿屠宰加工、是否检验检疫合格等信息。

四、溯源数据的分析处理

高性能数据中心架构采取集中式的建设办法,在省级统一建设监管平台,省、市、县三级主体按照相应权限使用。平台分为前台主页面和后台操作页面,负责整个猪恢供应链各个环节数据收集、分析、查询和监控。溯源数据传送至溯源数据中心后,需要对相关数据进行处理和充分利用,让管理者、生产者、消费者知晓相关信息[6]。

消费者、流通环节中的各类人员（批发、零售、运输）、生产者（养殖、屠宰、加工）、管理者（工商、质监、税务、卫生）通过溯源系统软件可以查询到溯源信息,软件界面标明了养殖屠宰、流通、消费、管理等各个环节的信息流,其中公共信息查询平台提供了多种查询手段,方便用户查询所关心的溯源信息。

五、多政府部门联合监管

猪恢食品安全联合监管主要涉及市场管理、加工企业管理、团体采购单位管理,以及多个政府部门的协调等方面。各个环节包括农业委员会、商务局、工商局、卫生局、质监局、市场管理、业务用户、消费者用户等相互协调联合监管。

为杜绝私屠滥宰的猪恢非法流入市场,危害消费者的生命健康,市场开办方必须严格履行每个摊位销售猪恢的证章和电子标签检查,同时利用配备的RFID巡查手持机扫描白条猪恢电子标签,并实时和政府监管数据中心通讯,获得中心所记录的该白条产地来源、屠宰和销售流向信息与纸质凭证比对,信息一致才可入场销售。

六、总结

本文针对保障食品安全这个重要的民生问题,以及农业、商务、质监、工商、卫生、环保、食药监管等八部门齐抓共管的政府监管治理现实,建立基于物联网的猪恢溯源应用体系模型,理清了基于物联网应用的感、传、知、管几个关键环节。设计将猪恢制品供应链上养殖、屠宰、流通到消费的业务逻辑在一个统一的应用平台上进行实现、梳理,将用户身份和生产业务的实时数据传输到数据中心,使业务流程数据化和规范化。在此基础上提出了跨企业、跨部门的混搭服务,在服务层次上最终形成多政府部门联合监管的格局。

[1]第十一届全国人民代表大会常务委员会第七次会议审议通过.中华人民共和国食品安全法.2010-6-1.

[2]商务部办公厅.商务部财政部关于开展“放心恢”服务体系建设试点工作的通知.商秩发[2009]273号,2009-7-16

[3]樊世清,于 泽,等.论物联网对供应链管理的影响[[J].中国经贸导刊2009,（19）.

[4]包起帆.基于电子标签的港口集装箱物流[C].国际航运上海论坛2010.

[5]刘 莹.RFID技术原理及其应用分析[J].中央民族大学学报（自然科学版）,2006,（4）.

[6]沈苏彬.物联网的体系结构与相关技术研究[J].南京邮电大学学报（自然科学版）,2009，（6）.

（责任编辑：魏树峰）

The Design of Meat Traceability Model Based on Internet of Things

LONG Hao，HUO Na
（Xuzhou Vocational College of Industrial Technology，Xuzhou 221002，China）

To reinforce the pork products safety and improve peopleˊs livelihood，the backward sourcetracing model of the pork products is studied from the perspective of the Internet of Things.The major research topics include source-tracing process control scheme and management system；source-tracing data collection，transport and storage；high-performance computation and large-scale data backup，etc.

Internet of Things；RFID；source-tracing model；food safety

TP393

B

2016-06-16

龙 浩(1984-),男,湖南长沙人,讲师,研究方向:软件工程,数据挖掘,E-mail:longhhao@163.com.