基于物联网的食品电子溯源应用

蔡立新

利用物联网技术进行物品全生命周期电子溯源，最早的大规模应用是2011年开始实施的国家物联网技术研发及产业化专项-----国家科技支撑计划（863）“农业物联网与食品安全控制体系的研究”项目。我国已经在物联网的国际标准制定、理论研究以及领域应用面走在了世界前列。

物联网（英语：Internet of Things，缩写IOT）、是互联网传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络。物联网将现实世界数字化，应用范围十分广泛。

“电子溯源”技术包含二个层面的含义-----支撑技术与领域应用技术。

电子溯源的支撑技术是互联网技术的扩展-----物联网技术。

利用物联网技术对物品进行统一标识。物联网的实现需要给每个物体分配唯一的标识或地址。最早的可定址性想法是基于RFID标签和电子产品唯一编码来实现的。目前，广泛使用的二维码就是一种最普遍的标识形式。

作为国家物联网标识管理公共服务平台的应用推广商，我们在基于物联网的食品电子溯源方面做了一些积极的探索：

一、有一个稳妥的技术架构：

（1）国家物联网标识管理公共服务平台为技术支撑平台;

（2）用户企业的信息采集、电子溯源标识管理、应用管理、信息服务、数据库等构成的应用平台所构成。

其中，技术支撑平台为电子溯源用户提供访问企业物联网信息资源的统一入口，包括两种交互方式：基于浏览器的交互方式和基于统一API接口的交互方式。

应用平台以：

（1）企业物联网信息资源数据库为核心;

（2）通过企业内部信息接入层从企业ERP等采集供应链各个环节的产品信息、并为国家平台对接实现电子溯源标识管理;

（3）通过门户物联网网站接受用户访问并向用户提供信息服务;

（4）通过平台的各类应用模块实施电子溯源信息处理、商业增值服务。

技术支撑平台、应用平台及用户之间的信息逻辑关系如图：

2.2技术支撑平台服务架构

2.2.1物联网标识的注册服务

技术支撑平台提供物联网标识注册与解析两类服务。类似于互联网域名的注册解析管理方式，国家平台对申请加入国家物联网标识管理服务体系的各种物联网用户（节点资源），分配予以统一的企业物联网标识（UIR形式）。 在这个企业物联网标识之下，企业可根据业务需求，进一步自主注册描述物品的生产地点、物品品类以及物品静态、动态属性的各类从属物联网标识。

注册服务的具体内容有：

企业物联网标识的注册

业务点物联网标识的注册

品类物联网标识的注册

物品物联网标识的注册

（详细内容参见技术平台应用基础）

对于流通企业.只需要注册企业物联网标识并选注业务点物联网标识， 不需要注册品类及物品物联网标识。

2.2.2物联网标识的解析服务

类似于互联网的域名解析服务过程，物联网用户提交的（URI形式的物联网物品标识所对应的）访问要求，需要指向到复数个提供物品信息的资源位置（企业平台IP ）。以一个有效注册了的物品物联网标识为例，平台的解析服务商提供如图所示的物联网标识解析服务：

2.2.3用户对物联网的访问

国家平台为物联网用户提供两种访问物联网资源的统一入口：基于浏览器等的交互方式和基于统一API接口的交互方式。其中，

（1 ）在基于浏览器等的交互方式下，物品信息的用户可以直接通过普通的浏览器以及微信平台等访问本平台下的各种物联网资源;

（2）在基于统一API接口的交互方式下，国家平台支持企业开发基于统一信息表达方式的各类物联网应用客户端，同时任意物联网用户可以参与物联网的业务应用创新，通过统一API开发应用程序，利用物联网中各种资源，为各类用户提供丰富多样的应用。

2.3技术平台应用基础

技术平台使用前需要了解以下基础知识：

企业物联网标识

企业物联网标识是赋予给物品信息宿主的，用以在物联网上得到其信息的统一资源位置和访问方法的标识符。按照国家物联网标识管理公共服务平台的命名規范，物品信息宿主物联网标识由物联网根域名、信息宿主名称构成。例如：

niuniu.cniotroot.cn

其中：cniotroot. cn是国家物联网标识管理公共服务平台管理的物联网根域名、niuniu是信息宿主名称。

业务点物联网标识

业务点物联网标识是赋予给具备了生产、流通业务点的，用以在物联网上得到其各类信息的事件位置和访问方法的标识符。业务点物联网标识由物联网根域名、信息宿主名称、业务点编码三个部分构成。例如：

loc.niuniu.cniotroot.cn

其中：cniotroot.cn是国家物联网标识管理公共服务平台管理的物联网根域名，niuniu是信息宿主名称， loc是业务点编码：

（当企业不需要标识业务点时，本标识可以省略）

品类物联网标识

品类物联网标识是赋予给具备了物品编码的一类物品的，用以在物联网上得到其分类信息的统一资源位置和访问方法的标识符。品类物联网标识由物联网根域名、信息宿主名称、品类编码三个部分构成例如：

jiu.niuniu.cniotroot.cn

其中：cniotroot.cn是国家物联网标识管理公共服务平台管理的物联网根域名、niuniu是信息宿主名称、jiu是品类编码.

（当企业不需要标识物品品类时，本标识可以省略）

物品物联网标识

物品物联网标识是赋予给具备了物品编码（GSI、Ecode、Handle、OID等）的物品的，用以在物联网上得到其各类信息的统一资源位置和访问方法的标识符。一个完整的物品物联网标识由物联网根域名、信息宿主名称、业务点信息、品类编码、物品编码五个部分构成。

例如：一个具备了 GS1物品编码GTIN1，品类编码是jiu，业务点编码是loc、，物品信息宿主为niuniu的物品物联网标识为：

GTIN1.jiu.loc.niuniu.cniotroot.cn

注意：当不需要物品品类及业务点信息时，物品物联网标识可简化为：

GTIN1.niuniu.cniotroot.cn

作为典型应用之一，在国家食品安全电子溯源应用标准中，物品编码与其在物品物联网标识中表现方式参见“附件3 ：食品安全电子溯源标识信息数据结构规范内容标准”提供的相关标准。

完成上述物联网标识注册之后，企业还需要获得国家平台授权服务商提供的物联网解析服务

3.1应用平台简介

在国家平台提供的物联网技术支撑下，企业可以根据自身需求开发不同的商业应用。本手册介绍的企业物品电子溯源平台就是捷玛信息开发的这样这个企业物品电子溯源平台的功能逻辑关系如图所示：

平台的底层为“接入层”。它提供的服务内容为物品信息的采集与物联网标识的管理。根据相关的国家、地方、行业标准以及通常的企业需求，本平台提供了需要接入平台的基本物品信息列表。需要采集并接入平台的物品事件信息主要有：

物品生产事件信息

物品流通事件信息（仓储、入库出库、运输、采购批发、销售等）

物品消费信息

国家物联网标识管理公共服务平台接口作为典型应用之一，在国家食品安全电子溯源应用标准中，具体需要接入平台主数据可参见"附件 4 ：食品安全电子溯源数据元规范”提供的相关标准。当企业有个别的需求时需要进行客制化开发。

信息采集方式有两大类：第一类为手工录入以及通过与企业的ERP等其他信息系统接口采集;第二类是通过各类传感设备自动采集。

与国家平台有关的物联网标识管理内容主要有：

企业主数据

产品主数据

物品业务点主数据

物品包装主数据

具体需要接入平台的主数据可参见“附件3： 食品安全电子溯源标识信息数据结构规范”提供的相关标准。

当企业有个别的需求时需要进行客制化开发。

平台的中间层为数据层。该层面由数据库，数据库I/O，数据运行支撑管理模块构成。该层面为平台的核心层，通常不需要进行客制化开发。

平台的顶层为应用层。平台的用户可以是产品的生产企业、消费者、商品流通业者、政府监管部门等。根据不同的用户需求，平台层面有着丰富多彩的应用模块。如：

产品溯源应用模块

产品防伪应用模块

电商应用模块

用户点评应用模块

用户举报应用模块等等

3.3.2应用平台的特点

基于物联网的电子溯源平台具备八个主要特征。

（1）独立性

企业是否需要利用物联网发布企业、商品倍息，是否需要利用物联网实现电子溯源等商业目的是由信息所有者根据市场规律，自行判断决定，而非强制要求加入国家平台。在整个物联网体系中体现的业务内容信息由提供者（企业）负主体责任，国家平台对其提供的信息的原型完整性做出技术背书。

（2）开放性

平台上的信息除了商业机密信息需要有权限查询以外，物品基本信息对用户开放。可以进行企业及商品介绍、供应链管理、客户服务以及电子商务等信息增值服务。

（3）完整性

物品的源头信息必须由物品生产者或总经销者提供。在无严格防伪要求的场合，流通环节的节点信息允许缺失。流通环节的节点企业将会在监管部门的指导以及商业利益的驱动下逐步加入电子溯源体系，使得物品信息链趋于完整。

（4）不可篡改性

企业通过平台向使用者发布的物品基本信息等由发布者提供信息的诚信保证，平台监督該信息不能被篡改。当物品基本信息被篡改时，平台会及时向用户提供物品基本信息被篡改的警示。

对于有防伪要求的物品，平台通过物品流通业务逻辑为用户提供防伪、防窜货保障。例如：当用户扫描到伪造标签时，平台会及时向用户提供瞥示。

（5 ）统一性

国家物联网标识管理体系保证物品标识的唯一性，统一性。用户可以随时在世界上任何地点通过互联网、移动互联网以及各类终端设备对物品进行溯源。

（6）安全性

由国家互联网网络信息安全保障体系以及物联网专用网络信息安全保障体系保证电子溯源网络体系运行服务的安全

（7）可扩展性

电子溯源平台下的企业用户（物联网网络节点）数量可无限扩展，物品标识数量可无限扩展。用户不受应用平台（如：PC、IOS、Android等）限制.，不受应用领域限制。

（8）经济性

与互联网的设计使用思想一样，物联网是面向万物、面向大众设计使用的。早期的设计 示范使用对象是个体农户及农产品，经使用证明，任何人都可以用得起物联网。另外，随着 物联网应用的商业应用发展，各类物联网增值服务为物联网的加入者提供了新的丰厚的利润源。

基于物联网的物品电子溯源体系，从整体架构上保证了电子溯源体系实用性以及经济价值。与迄今为止的互联网商业应用发展历史过程一样，随着各行各业物联网商业应用的出现，物联网将为人类社会带来一场新的革命。