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。

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