基于物聯(lián)網(wǎng)的畜產(chǎn)品溯源系統(tǒng)關鍵技術研究
引言
物聯(lián)網(wǎng)作為一種全新的信息技術,已經(jīng)受到廣泛關注。人們可以讓盡可能多的物品與網(wǎng)絡實現(xiàn)時間、空間和地點的相連,從而對物體進行識別、定位、追蹤、監(jiān)控、感知,進而形成智能化的解決方案,這就是物聯(lián)網(wǎng)技術。物聯(lián)網(wǎng)體系結構一般由感知層、網(wǎng)絡層、應用層等三層組成。
感知層由智能傳感節(jié)點和接入網(wǎng)關組成,由智能節(jié)點感知信息(溫度、濕度、圖像等),并自行組網(wǎng)傳遞到上層網(wǎng)關接入點,再由網(wǎng)關將收集到的感應信息通過網(wǎng)絡層提交并處理。
網(wǎng)絡層一般建立在現(xiàn)有的通訊網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎上,物聯(lián)網(wǎng)通過各種接入設備與移動通訊網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相連,包括信息存儲、查詢、管理等。網(wǎng)絡層中的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術是實現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術。感知數(shù)據(jù)管理與處理技術包括傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數(shù)據(jù)決策和行為的理論和技術。
應用層可利用經(jīng)過分析和處理的感知數(shù)據(jù),為用戶提供豐富的特定服務。如:監(jiān)控,智能查詢,智能控制,智能管理等。
物聯(lián)網(wǎng)的三維概念模型如圖1所示。
圖1 物聯(lián)網(wǎng)的三維概念模型
1 溯源的關鍵技術研究
在畜產(chǎn)品溯源中,物聯(lián)網(wǎng)技術起著關鍵的作用。在養(yǎng)殖環(huán)節(jié),首先要對家畜進行標識。標識類型包括靜態(tài)和動態(tài)兩種屬性:靜態(tài)屬性可以直接存儲在標簽中。動態(tài)屬性需要先由傳感器實時探測,用識別設備完成對家畜屬性的讀取,并將信息轉換為適合網(wǎng)絡傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式;家畜的信息通過網(wǎng)絡傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模ㄌ幚碇行目赡苁欠植际降?,如家里的電腦或者手機,也可能是集中式的,如中移動的IDC),再由處理中心完成畜產(chǎn)品通信的相關計算。
1.1家畜個體標識和產(chǎn)品標識
在養(yǎng)殖環(huán)節(jié),考慮到種畜禽具有生命周期長、解決價值高以及精細飼養(yǎng)管理水平的特點,筆者認為不宜采用農(nóng)業(yè)部現(xiàn)行的商品畜禽的標識技術,本項目將結合高頻(13.56MHz)、雙頻RFID芯片(125kHz和6.8MHz)或低頻RFID(125kHz~135Hz)的技術規(guī)格,篩選提出適合主要種畜禽個體或小群體的標識技術,然后逐步推廣應用RFID電子標簽。
而在屠宰環(huán)節(jié),則根據(jù)屠宰特點,選用900MHz超高頻RFID溯源標簽。
1.2研制開發(fā)標識和識別產(chǎn)品套件
識別產(chǎn)品套件的研制開發(fā)除芯片以外,還包括全線動物識別RFID標簽產(chǎn)品,同時開發(fā)適用于種畜禽RFID標識的標簽、二維碼、條形碼、閱讀器及局域網(wǎng)天線系統(tǒng)等。
另外,還要定制開發(fā)不同家畜佩戴的RFID或二維碼標簽,制訂相關產(chǎn)品的技術標準和技術規(guī)范;研究制訂信息采集標準、數(shù)據(jù)接口標準、數(shù)據(jù)交換協(xié)議等;研究開發(fā)適合養(yǎng)殖場、道口、獸醫(yī)檢疫、免疫、擠奶站和屠宰場的手持機系統(tǒng)。
1.3編碼、賦碼、位數(shù)與代碼轉換
本項目在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)按農(nóng)業(yè)部現(xiàn)行標準15位進行編碼。而在屠宰環(huán)節(jié),當動物進場時,首先登記動物信息(耳標、檢疫證等,注意這時候可能有一證多頭的情況),形成場內動物信息標識自編號(10位,其中6位年月日+4位流水,如1012050095,可寫入到RFID的內部循環(huán)標簽中)。
宰前檢疫:主要是記錄單品的檢疫結果信息(耳標、RFID場內編號)。
準宰通知:開具準宰通知(產(chǎn)生準宰通知編號,記錄耳標、RFID場內編號)。
宰后檢疫:主要是記錄單品的檢疫結果信息(耳標、RFID場內編號),如果肉品異常,該環(huán)節(jié)除了記錄檢驗結果外,還需記錄結果處理信息。
耳標條碼轉換:主要是掃描耳標號,記錄分割數(shù)量,生成肉品條碼(13位,其中6位年月日+4位流水+2位產(chǎn)品號+1位效驗位,如1012050095017,一頭動物產(chǎn)生的肉品條碼可以相同),系統(tǒng)同時記錄加工時間、操作人、生產(chǎn)廠商信息。其編號規(guī)則遵從中國物品編碼中心商品編碼規(guī)范EAN-13編碼標準。
分割環(huán)節(jié):根據(jù)屠宰分割體的不同,生成對應不同分割部位的分割標簽。在分割之前掃描動物標簽,根據(jù)標簽生成對應的分割標簽,然后順序將標簽貼在分割體上。
產(chǎn)品流向登記:登記產(chǎn)品流向,同時記錄產(chǎn)品銷售的接收貨主。
打印產(chǎn)品檢疫證:按照同一接收貨主、同一單品來源打印產(chǎn)品檢疫證,本項目可提供批量打印功能。
產(chǎn)品溯源:使用肉品條碼或產(chǎn)品檢疫證號,可以反向溯源產(chǎn)品流向、屠宰加工、運輸、養(yǎng)殖免疫等信息。
1.4制訂溯源體系技術標準、技術規(guī)范
以主要家畜(牛、羊)入手,研究制訂溯源各環(huán)節(jié)的技術標準和規(guī)范,就是制訂從出生、飼養(yǎng)、檢疫、交易、屠宰、加工、產(chǎn)品銷售等各環(huán)節(jié)的信息采集數(shù)據(jù)表、數(shù)據(jù)格式標準、信息采集標準等;
同時制訂產(chǎn)品的標識標準、讀取標準、數(shù)據(jù)傳送協(xié)議、數(shù)據(jù)轉換標準等;
制訂相關產(chǎn)品(RFID產(chǎn)品、二維碼產(chǎn)品、識讀器、傳感器等)的產(chǎn)品標準、技術標準、操作規(guī)范。
溯源系統(tǒng)管理規(guī)范,就是確定系統(tǒng)用戶的登錄權限、系統(tǒng)用戶權限劃分、應用和操作技術標準等。
2相關過程管理
2.1動物的生產(chǎn)管理過程
養(yǎng)殖檔案管理:可與農(nóng)業(yè)部追溯體系中央數(shù)據(jù)庫相互融合,查詢統(tǒng)計轄區(qū)內的動物養(yǎng)殖檔案資料。
防疫監(jiān)督管理:也可與農(nóng)業(yè)部追溯體系中央數(shù)據(jù)庫相互融合,查詢和統(tǒng)計轄區(qū)內動物防疫登記、產(chǎn)地檢疫、運輸監(jiān)督、產(chǎn)品檢疫等信息。
公路檢查管理:公路運輸監(jiān)督員利用智能識讀器對本地和外埠進入本地的動物及產(chǎn)品開展產(chǎn)地檢疫和流通檢查,本系統(tǒng)可查詢和統(tǒng)計公路檢查站點通過檢查的日期、動物種類、畜主、動物標識等詳細信息。
獸藥器材管理:可實現(xiàn)對各轄區(qū)的獸藥器械的申請、發(fā)放、領用記錄的登記與統(tǒng)計查詢管理。
獸醫(yī)機構及人員管理:實現(xiàn)官方獸醫(yī)、執(zhí)業(yè)獸醫(yī)、村級防疫員的人事檔案、績效考核等信息化管理。
行政執(zhí)法管理:針對行政執(zhí)法業(yè)務的一般程序、簡易程序進行規(guī)范化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化管理。
風險控制管理:從系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中提取相關計算因子,自動統(tǒng)計預警分析。
2.2良種繁育管理
育種員管理:以育種員證書編號為唯一索引,在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中建立育種員檔案。育種員通過計算機終端填報并上傳日常工作信息,系統(tǒng)自動匯總并計算相關績效參數(shù),為自治區(qū)星級評比獎勵工作提供基礎數(shù)據(jù)源。
知識庫管理:主要是對配種、育種、繁殖等技術知識、專家經(jīng)驗的錄入、審核、發(fā)布等實現(xiàn)信息化管理。
資產(chǎn)管理:對配種器材、育種器材、冷鏈設備、凍精銷售等資產(chǎn)實現(xiàn)信息化管理。
基因庫管理:對遺傳基因檔案數(shù)據(jù)的采集、存儲、檢索等實現(xiàn)信息化管理。
2.3獸藥飼料管理
生產(chǎn)管理:對獸醫(yī)飼料生產(chǎn)企業(yè)進行生產(chǎn)制度和業(yè)務的管理,包括產(chǎn)品質量制度管理、產(chǎn)品質量合格證管理、生產(chǎn)記錄管理、產(chǎn)品標簽管理、產(chǎn)品留樣觀察管理等五大模塊。
檢驗管理:從事飼料、飼料添加劑質量檢驗機構對檢驗工作的記錄管理,主要包括飼料采樣管理、檢測記錄管理、檢驗報告管理、檢驗檔案管理等四大模塊。
銷售管理:銷售管理是指銷售單位在銷售過程中對產(chǎn)品入庫、產(chǎn)品出庫以及產(chǎn)品去向進行的登記管理。
質量管理:飼料管理部門根據(jù)飼料、飼料添加劑質量監(jiān)督抽查工作規(guī)劃,可以組織對飼料、飼料添加劑進行飼料抽查,并會同同級產(chǎn)品質量監(jiān)督管理部門公布抽查結果。
2.4屠宰加工管理
屠宰檢疫管理:包括進場報檢、入場審核、入場登記、待宰巡視等信息的采集和上傳。
無害化管理:包括無害化處理記錄表的填報和上傳。
證單管理:包括產(chǎn)地證、運輸消毒證、耳標的管理和合格證打印,以及產(chǎn)品流向表錄入等。
2.5產(chǎn)品檢測管理
產(chǎn)品檢測管理的重點是對畜產(chǎn)品檢測過程和檢測結果進行管理。
檢測申報:畜產(chǎn)品經(jīng)銷商或購買者將需要檢測的畜產(chǎn)品送達檢測站(中心),并填寫產(chǎn)品來源、名稱、規(guī)格等,具體功能包括檢測樣品編號、填寫檢測申請單。
產(chǎn)品檢測:檢測機構根據(jù)檢測申請單和送達的樣品進行實物檢測,并填寫檢測過程和結論,具體功能是填寫檢測報告。
公告結果:檢測機構將檢測完成的申請單與檢測報告進行再次核實,如無意見,即可發(fā)布檢測報告,以供網(wǎng)絡用戶查詢,具體功能包括審核報告、發(fā)布報告。
綜合查詢:按檢測類別、檢測單號、檢測日期等查詢檢測報告,具體功能是檢測報告查詢。
2.6奶業(yè)收購管理
奶業(yè)收購管理的重點是對奶品收購業(yè)務流程進行管理。其中:
奶源基地信息管理就是對系統(tǒng)維護奶源基地的規(guī)模、下轄奶牛養(yǎng)殖場、相關負責人聯(lián)系方式等信息的管理。
鮮奶收購管理主要是收購登記(奶站登記收購的鮮奶信息)、電子封識管理(檢查電子封識是否完整,且信息是否正確)、遠程視頻監(jiān)控、農(nóng)戶身份證管理(通過驗證發(fā)給農(nóng)戶的RFID身份證,用于對奶源進行檢驗,確保奶源符合要求)。
行政監(jiān)督管理實現(xiàn)對生鮮乳收購許可證管理、生鮮乳準運證管理、生鮮乳購銷合同的注冊與發(fā)放管理。
數(shù)據(jù)統(tǒng)計管理包括收購量統(tǒng)計、運輸記錄查詢、生鮮乳收購許可證查詢、生鮮乳購銷合同查詢、生鮮乳收購站情況統(tǒng)計等。
事實上,通過對奶品奶源乳牛加戴耳標,可實現(xiàn)奶業(yè)源頭的數(shù)字化管理。在奶罐加裝RFID標簽,可確保奶罐標識的唯一性,實現(xiàn)奶品收購過程中奶品質量的跟蹤和可追溯。而在奶罐運輸車輛車門加裝RFID電子封識,可以保障奶罐運輸途中安全無調換。在奶罐運輸車輛加裝GPS定位和運行軌跡跟蹤,可以保障運輸車輛的在途安全。奶品包裝采用條型碼標記,可以實現(xiàn)銷售流通環(huán)節(jié)的產(chǎn)品跟蹤以及后續(xù)產(chǎn)品的可追溯。
3結語
本畜產(chǎn)品溯源系統(tǒng)目前仍處于開發(fā)試點階段,其實現(xiàn)過程中仍然存在諸多問題。隨著技術、標準和行業(yè)體制的不斷健全和完善,仍需要努力攻克核心技術,盡快制定行業(yè)一系列相應的配套法律規(guī)范,不斷地將其完善,使示范區(qū)整體溯源系統(tǒng)規(guī)范化運行后向全疆推廣。
20210911_613c6b841321c__基于物聯(lián)網(wǎng)的畜產(chǎn)品溯源系統(tǒng)關鍵技術研究