基于RFID和二维码的猪肉制品质量安全追溯平台的构建

胡敏 刘波平 舒令花 杨运平 裘锋 王蕾 戴欢

摘要以生猪养殖、屠宰加工产业链为基础，记录生猪在养殖、屠宰、加工、包装、检验、运输、销售等各个环节的数据，运用RFID和二维码技术，搭建自下而上的猪肉制品生产活动数据库，以实现猪肉制品的全链条溯源。

关键词RFID；二维码；溯源

中图分类号S126文献标识码A文章编号0517-6611（2017）26-0191-03

Construction of Traceabiltiy Platform of Pork Product Quality Safety Based on RFID and Twodimension Code

HU Min1，2， LIU Boping1，2，SHU Linghua3 et al

（1.Jiangxi Institute of Computing Technology，Nanchang，Jiangxi 330003；2.Software Engineering and Technical Research Center of Jiangxi Province，Nanchang，Jiangxi 330003；3.Jiangxi Chest Hospital， Nanchang，Jiangxi 330003）

Abstract Based on the breeding and slaughter process of live pigs， we recorded the data during the processes of pork production including breeding，slaughter，process，package，testing，transport and sales. Using RFID and twodimension code， we established the database of pork production activities from bottom to top，in order to implement the integral traceablity of pork.

Key wordsRFID；Twodimension code；Traceability

我国是猪肉生产和消费的大国，生猪及猪肉制品的质量安全问题关系到人民群众的切身利益。

无线射频识别（Radio frequency identification，RFID）是一种适用于短距离识别的通信技术，通过无线电讯号来识别目标、读取和写入相关数据。RFID技术的应用需要采购专门的读写器和电子标签，将电子标签装载在可跟踪的目标物上，使用读写器可以重复地新增、修改、删除电子标签内储存的数据。相比于传统的条形码技术，RFID标签具有抗污能力强、可重复使用、数据容量大、扫描效率高等特点[1-2]，在生猪饲养过程中可作为生猪的唯一标识。利用电子标签可以随时对生猪的养殖档案信息进行跟踪和管理，实现具有现实意义的“物联网”。目前，适用于生猪养殖的RFID标签类型有耳标式、项圈式、脚标式。RFID标签的成本较高，但是相对于每头生猪的经济价值而言，每头生猪增加一个RFID标签的成本是可以接受的。

二维码（Twodimension code）又称Quick Response Code，简称QR码，是用某种特定的几何图形按一定规律在平面（二维方向上）分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的。随着“互联网+”的发展，二维码已经成为连接企业与用户的关键入口，未来每个商品都将可能拥有自己的身份二维码。二维条码具有储存量大、保密性高、成本便宜等特性[2]，非常适用于该平台下猪肉制品的扫码溯源。在平台内为每件猪肉制品生成对应的溯源路径（包含溯源网址和猪肉制品的身份ID）二维码，通过图片喷绘或者打印的方式粘贴在生猪屠宰、加工后产出的商品外包装上。消费者通过手机“扫一扫”功能即可查询到商品的养殖、屠宰、加工相关的全链条信息[3-4]，实现猪肉制品的质量安全溯源。笔者以生猪养殖、屠宰加工产业链为基础，综合运用信息化技术、物联网技术、数据库技术等科技手段，建立基于RFID和二维码技术的猪肉制品质量安全追溯平台，记录生猪在生产、屠宰、加工、包装、检验、运输、销售等各个环节的数据，提供基于PC端、手机端的溯源查询接口。

1需求分析

通过对生猪的养殖、屠宰加工产业链进行调查研究，在了解实际情况的前提下，分析和总结各类型用户对系统的实际需求。该平台涉及的用户类型有生豬养殖企业、屠宰加工企业、物流运输企业、消费者[4]，不同的用户类型要求平台需要实现的功能不同。

①生猪养殖企业。需要平台提供的功能主要包括对企业、人员、场地信息的管理，对养殖品种、投入品、养殖设备的管理，对生猪养殖批次的管理（每头生猪对应一个RFID标签），对生产活动记录（清扫、喂食、注射疫苗等）的管理，对生猪销售记录的管理，溯源查询。

②屠宰加工企业。需要平台提供的功能主要包括对企业、人员、场地信息的管理，对加工品种、投入品、加工设备的管理，对进货采购单（关联生猪养殖企业的销售记录）的管理，对生猪加工批次的管理，对加工活动记录的管理，对猪肉产品销售记录的管理及溯源查询。

③物流运输企业。需要平台提供的功能主要包括对企业、人员、车辆信息的管理，对运输订单的管理及溯源查询。

④消费者。需要平台提供的功能主要是对市场上销售的猪肉产品进行全链条溯源查询，溯源结果应该展示对應的生猪养殖信息、屠宰加工信息、销售信息、物流运输信息等。

2系统架构分析

基于RFID和二维码技术的猪肉制品质量安全追溯平台架构如图1所示。采用SQL SERVER搭建该追溯平台的数据库，在此基础上开发适用于生猪饲养、生猪屠宰加工、物流运输企业的生产管理系统。

生猪饲养阶段，给每头生猪佩戴一个RFID电子标签，作为生猪的唯一标识。开发一款养殖助手APP，安装在已整合RFID读写功能的安卓手机上。通过RFID手机读取生猪的电子标签，关联生猪养殖系统内的养殖记录，并编辑生产活动数据。

生猪屠宰加工阶段，采用预先安装屠宰加工APP的RFID手机读取生猪的电子标签，并记录对应的屠宰加工信息。生猪加工完毕后，生成二维码标签并打印或者粘贴在商品包装上。

物流运输阶段，生成关联猪肉制品唯一标识的物流订单，在运输车辆上安装GPS监控终端，通过GPS监控与调度中心可以查看车辆的位置、运行轨迹等。

这3个系统紧

密关联，构建了自下而上的猪肉制品生产数据链，为PC端、

手机端的质量追溯系统的查询提供接口。

3系统设计与实现

3.1系统功能模块

该追溯平台的权限体系以企业管理方为主，平台管理方为辅的方式组织，即平台管理方管理平台基础内容和服务性内容，为平台内企业用户提供企业管理员账户，而企业的生产管理权限均由企业自行控制。该追溯平台需要实现的功能分为4大模块：平台管理系统、生猪养殖系统、生猪屠宰加工系统、物流运输系统[5]（图2）。

3.1.1平台管理系统。该系统主要实现对整个平台的管理，包括系统管理（如版本管理、日志管理等）、企业管理（对企业信息进行维护，如企业名称、企业地址、企业类型等）、用户管理（为加入本平台的企业分配企业账号密码等）和知识库管理（如病虫害的管理、生产模型的管理、知识百科的管理等）。

3.1.2生猪养殖系统。该系统主要实现生猪养殖企业对养殖生产的信息化管理，包括组织机构管理（对企业信息、人员信息等的管理）、养殖场地管理（對企业下属的养殖基地进行管理，如基地名称、基地位置、基地面积、基地负责人等）、品种管理（对养殖的生猪品种进行管理，如品种名称、品种习性等）、投入品管理（对养殖过程中需要的兽药、疫苗、饲料等投入品进行管理）、养殖批次管理（对养殖批次，如养殖时间、养殖基地、养殖品种、养殖数量、批次编号等的管理，每个批次均关联到对应的生猪唯一标识列表）、养殖活动管理（以单头生猪或者单个批次的生猪为基础，根据实际的情况添加养殖生产活动记录，如生产活动名称、操作时间、操作人员等）、销售管理（对生猪销售记录的管理，如销售客户、养殖批次、对应的生猪个体标识列表等）、养殖手机助手（实现对生猪佩戴的RFID电子标签的讀取功能，为企业养殖人员提供对养殖生产活动的实时记录功能，通过手持端设备就可以及时地与生猪养殖系统相互衔接）。

3.1.3生猪屠宰加工系统。该系统主要实现生猪屠宰加工企业对生猪屠宰加工过程的信息化管理，包括组织机构管理（对企业信息、人员信息等的管理）、进货管理（对生猪的订购进货单进行管理，如进货单编号、供应商、采购数量、采购日期、关联的生猪个体标识列表等）、加工场地管理（对企业下属的加工基地进行管理，如基地名称、基地位置、基地面积、基地负责人等）、产品管理（对生猪加工产出的猪肉产品进行管理，如产品名称、产品说明等）、投入品管理（对加工过程中需要的添加剂等投入品进行管理）、屠宰加工批次管理（对加工批次，如加工时间、加工基地、加工产品、加工数量、批次编号等的管理，每个批次均关联到对应的生猪唯一标识列表，生成包含加工批次等信息的二维码标签）、生产活动管理（对每个加工批次记录根据实际情况添加生产活动记录，如生产活动名称、操作时间、操作人员等）、销售管理（对猪肉制品的销售记录进行管理，如销售客户、加工批次等）、屠宰加工手机助手（实现对生猪佩戴的RFID电子标签的读取功能将加工批次与生猪的唯一标识关联起来，为企业车间人员提供对加工生产活动的实时记录功能，通过手持端设备即可及时地与生猪屠宰加工系统相互衔接）。

3.1.4物流运输系统。该系统主要实现物流企业对货物运输的信息化管理，包括组织机构管理（对企业信息、人员信息等的管理）、车辆管理（对车辆信息，如车牌号码、对应的GPS设备编码等信息进行管理）、运输委托单管理（对运输委托单进行管理，运输委托单可以是物流企业根据客户需求在该系统内生成的委托单，也可以是该追溯平台下的其他养殖企业、加工企业在各自系统下生成的委托单）、运输订单管理（承接运输委托单后生成运输订单，配置运送车辆、运送时间等）、物流管理（对物流车辆的位置、运送轨迹进行管理）。

3.2系统实现

该平台的实现包括企业生产管理系统、RFID手机端APP、质量追溯系统3个部分。

①企业生产管理系统软件实现采用SQL Server搭建数据库，使用Eclipse工具运用J2EE框架进行开发，发布在Tomcat服务器之上。同时，生产管理系统提供WEB SERVICE接口，用于和手机端APP的交互。其中，物流运输系统可利用车载GPS定位设备和百度电子地图实现对车辆的实际位置的定位和跟踪。②RFID手机端APP则是开发一款基于安卓系统的APP，使用Eclipse工具在ADT（Andriod Development Tools）环境下开发，采用SQLite在手机端搭建轻量级数据库，通过Ksoap2（Andriod平台下调用WEB SERVICE的API）实现和服务器端WEB SERVICE接口的调用。并将此APP安装在具有RFID读写功能的手机上。为实现手机读取RFID标签的功能，需要在手机上扩展NFC（Near Field Communication，近距离通信）模块。NFC近场通信技术是由非接触式射频识别（RFID）及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。随着智能手机的发展，NFC技术逐渐广泛的应用到智能手机中，支持NFC功能的智能手机也越来越多[6]，如小米、华为、HTC、OPPO、VIVO、索尼等，如同以前的蓝牙、USB、GPS等配置，NFC日后也将成为手机的一个重要标配。通过RFID手机端APP的应用，养殖、

加工企业的操作员可以现场读取生猪佩戴的RFID标签，及时地录入每头生猪的个性化生产活动（每个批次饲养生猪的统一生产活动可以在养殖批次记录上批量地录入数据，某头生猪单独的生产活动如喂药等则需要读取其RFID标签对应的录入生产数据）。

③质量追溯系统在企业生产管理系统基础上开发，基于生猪养殖、屠宰加工、物流运输的数据库，提供开放于消费者的溯源查询界面，为实现生猪从养殖到猪肉制品的全链路溯源，开发过程中应把握一些关键控制点及关联规则。猪肉制品质量安全追溯平台关键节点的流转模式如图3所示。

4结语

笔者运用RFID电子标签对每头生猪进行唯一性标识，在生猪养殖系统、生猪屠宰加工系统、物流运输系统内对猪肉制品从养殖、屠宰、加工、销售、运输的各个环节进行数据采集，同时利用RFID手机端养殖、加工APP作为数据采集的辅助手段，最后运用二维码技术为每一件猪肉制品生成溯源链接[7]，從而实现猪肉制品的全链条质量追溯体系。该平台的建立，有利于塑造企业品牌，提升企业的社会认同感，有利于提高政府部门的监管效能，有利于保障消费者的身体健康。

参考文献

[1] 任佳玥.RFID技术在酒类质量安全追溯系统中的应用[D].北京：北京交通大学，2016.

[2] 焦玉聪，张立新，黄庆林，等.基于RFID及二维码的肉制品质量安全溯源系统[J].江苏农业科学，2017，45（5）：215-218.

[3] 胡振，罗通彪，楊华，等.农产品质量安全追溯系统的混合模式研究[J].湖北农业科学，2016，55（18）：4814-4818.

[4] 郑业鲁，刘晓珂，郭洛先，等.基于供应链的蔬菜安全溯源系统的设计与实现[J].广东农业科学，2016，43（1）：145-150.

[5] 贾浩.基于RFID技术的生猪全产业链溯源系统关键技术研究[D].长沙：湖南农业大学，2016.

[6] 樊敏.基于RFID的酒产品防伪溯源系统Andriod客户端的设计与实现[D].合肥：安徽大学，2016.

[7] 凌康杰，岳学军，刘永鑫，等.基于移动互联的农产品二维码溯源系统设计[J].华南农业大学学报，2017，38（3）：118-124.