基于物聯(lián)網(wǎng)的豬肉食品安全信息采集平臺

廖祎瑋++陳炫慧++鄒伊凡++張志敏

摘要： 為了融合多種信息技術(shù)，追溯食品信息，建立食品溯源系統(tǒng)，本文提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的食品安全信息采集平臺應(yīng)用模型。該模型有利于實(shí)現(xiàn)對食品信息的獲取，全程對食品質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)管。在保障食品質(zhì)量，防范和處理問題食品方面給出了突破口和新思路。本文首先對食品信息采集平臺系統(tǒng)進(jìn)行概述，并對基于RFID的豬肉追蹤溯源系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)、后臺編程進(jìn)行了構(gòu)建設(shè)計(jì)，最后詳細(xì)闡述了射頻識別生成信息的功能和識別信息，并將信息顯示在后臺軟件之中。

關(guān)鍵詞： RFID； 食品追溯； 采集控制； 物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：TP399

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：2095-2163（2017）04-0073-04

1研究背景

食品安全問題一直是人民百姓和社會各界人士所關(guān)注的熱點(diǎn)問題[1]，近年以來，為了重點(diǎn)加強(qiáng)食品安全監(jiān)控力度，研究提出亟待建設(shè)開發(fā)完善的食品安全信息采集平臺，從而科學(xué)高效處理食品安全問題[2-5]。

[JP2]完成食品安全信息采集，以豬肉為例，在養(yǎng)殖、生產(chǎn)、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)均可能出現(xiàn)問題，而生產(chǎn)規(guī)劃流程不明確，則使得對問題豬肉進(jìn)行食品安全追溯已然突顯其現(xiàn)實(shí)迫切重要性[6]?；谖锫?lián)網(wǎng)的豬肉食品安全信息采集平臺主要利用無線射頻識別通信技術(shù)、無線數(shù)據(jù)同步技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)，使消費(fèi)者快速了解所需食品的安全信息，從而實(shí)現(xiàn)對食品安全信息的共享和追蹤溯源[7-10]。以豬肉為首的各種食品安全問題已經(jīng)成為消費(fèi)者關(guān)注的話題之一。當(dāng)下，食品安全不僅僅關(guān)系到人們的身體健康，同樣也關(guān)系到整個(gè)社會的和諧穩(wěn)定健康發(fā)展，因此，做好食品安全的監(jiān)督管理，即已成為民生領(lǐng)域的頭等大事。本文即針對這一項(xiàng)目內(nèi)容展開如下設(shè)計(jì)論述。[JP]

2信息采集模型

信息系統(tǒng)的采集模型，利用通信技術(shù)，將生豬在養(yǎng)殖、屠宰、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息寫入卡中，并通過刷卡識別其信息，實(shí)現(xiàn)追蹤和溯源。

2.1生豬養(yǎng)殖場信息采集模型

從豬的養(yǎng)殖場開始，讀取目標(biāo)豬的信息，包括該目標(biāo)豬的編號、養(yǎng)殖場的編號、目標(biāo)豬的種類、目標(biāo)豬食用飼料的種類、目標(biāo)豬的年紀(jì)和目標(biāo)豬的唯一識別卡序列號等。將唯一代表身份的序列號分配給目標(biāo)豬和原始養(yǎng)殖場，確定目標(biāo)豬和養(yǎng)殖場之間的關(guān)系。并將目標(biāo)豬的參數(shù)綁定在目標(biāo)豬的唯一序列卡號上，進(jìn)而達(dá)到全網(wǎng)定位的預(yù)期目標(biāo)。生豬養(yǎng)殖場信息采集原理模型設(shè)計(jì)如圖1所示。

2.2生豬屠宰場信息采集模型

在屠宰過程中，分配給屠宰場一個(gè)唯一身份識別的序列卡號，將屠宰場的身份識別序列卡號和宰殺目標(biāo)豬建立關(guān)聯(lián)，并制成豬肉初級產(chǎn)品的工作人員的身份卡序列號綁定在該豬的唯一身份識別序列卡中，隨著豬肉產(chǎn)品的流向市場而定位中間操作環(huán)節(jié)的細(xì)節(jié)，做到實(shí)時(shí)監(jiān)控，有專人負(fù)責(zé)，有效溯源。生豬送進(jìn)屠宰場時(shí)，對生豬健康狀況提供一次調(diào)查，將符合屠宰要求的生豬再作屠宰處理，不符合屠宰要求的生豬送回養(yǎng)殖場。在生豬屠宰分割之后，不同體位的豬肉部分采取不同的標(biāo)記方式，并將各部位的身份識別碼輸入到原生豬的身份識別序列卡號中，作為確定肉質(zhì)來源的辨識基礎(chǔ)。同時(shí)將屠宰場和屠宰工作人員的編號一同輸送到原生豬的身份識別序列卡號中。作為日后問題豬肉責(zé)任溯源的根據(jù)。生豬屠宰場信息采集原理模型設(shè)計(jì)則如圖2所示。

2.3生豬銷售信息采集模塊

生豬送往零售點(diǎn)之后，對于豬肉的不同部位的售出情況需要引入信息采集。將豬肉分為豬左前腿、豬右前腿、豬左后腿、豬右后腿四個(gè)部位來展開討論，將不同部位的豬肉用唯一的編碼進(jìn)行表示，以生成研究中的特征區(qū)分。將售賣的柜臺和售貨員信息同期錄入到系統(tǒng)之中，這樣，每只豬的唯一的身份識別標(biāo)簽序列卡在生豬的整個(gè)養(yǎng)殖、屠宰、銷售的過程中即已結(jié)束了全部信息采集過程。生豬肉銷售信息采集原理模型設(shè)計(jì)可如圖3所示。

3食品安全追溯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1物聯(lián)網(wǎng)硬件實(shí)現(xiàn)

作為食品信息采集的核心支持內(nèi)容，物聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)用研發(fā)就是在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用RFID技術(shù)、無線數(shù)據(jù)通訊技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)對食品從生產(chǎn)到銷售全過程的共享與追溯。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將生豬從養(yǎng)殖場開始，即為其配備一張唯一定制的身份識別卡，把生豬從養(yǎng)殖場開始的數(shù)據(jù)記錄寫入到生豬的身份識別卡中，從養(yǎng)殖場到屠宰場再到銷售點(diǎn)，所需要描述目標(biāo)豬的數(shù)據(jù)均將順次寫入，確定生豬信息，并可隨時(shí)對生豬從養(yǎng)殖到加工過程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽檢、分析。本文提出的食品安全信息追溯系統(tǒng)使用底層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)將如圖4所示。消費(fèi)者在購買豬肉時(shí)，只要掃描其身份信息識別卡，提取其中內(nèi)容，便可獲知該食品在養(yǎng)殖、屠宰、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)的一切數(shù)據(jù)。

3.2系統(tǒng)平臺實(shí)現(xiàn)

3.2.1數(shù)據(jù)管理模塊

生豬送往屠宰場進(jìn)行屠宰，再將生豬肉實(shí)施分類包裝，同時(shí)，在開啟從運(yùn)輸整合到銷售商點(diǎn)的進(jìn)程之前還需要在屠宰場將屠宰信息做好歸類操作。生豬屠宰場的數(shù)據(jù)源主要分為屠宰場編號、宰殺時(shí)間、宰殺人員編號以及卡號等多個(gè)方面的信息錄入。

屠宰場編號是確定生豬在養(yǎng)殖和銷售過程中的中間節(jié)點(diǎn)，也是重要的節(jié)點(diǎn)所在。對豬肉的高溫滅菌處理、冷藏處理以及對豬肉的脂肪含量監(jiān)測都是在屠宰環(huán)節(jié)完成的。因此，在屠宰中，對屠宰場編號的信息定位便顯得尤為重要。在屠宰場的屠宰時(shí)間和宰殺人員的編號，是在后期食品溯源的過程中，對相關(guān)問題產(chǎn)品實(shí)行對相關(guān)責(zé)任人智能追查監(jiān)測始末的事件時(shí)，用于提供有效判斷根據(jù)。除此之外，對于屠宰時(shí)間的高標(biāo)準(zhǔn)要求也是為了保證食品的安全和衛(wèi)生。生豬屠宰后的一段時(shí)間內(nèi)，肉質(zhì)會產(chǎn)生乳酸，影響豬肉的口感，因此需要以屠宰時(shí)間為依照，將最好口感的豬肉流入市場。

在豬肉的銷售點(diǎn)售賣的信息采集中，設(shè)計(jì)焦點(diǎn)將主要投放在針對于一頭豬的研究上。將一頭豬的編號固定，在其末尾加入A～Z作為限定，例如：將豬的左前腿限定為A，右前腿限定為B，左后腿限定為C，右后腿限定為D，在分割銷售的過程中，將不同的字母與數(shù)字排列組合以確定在目標(biāo)生豬的某個(gè)部位，再根據(jù)生豬的身份識別卡序列號進(jìn)行分割后生豬的鑒定。同時(shí)將導(dǎo)購員和售賣櫥柜也一并拓展加入同步登記，縮小數(shù)據(jù)的流入范圍，更好地對目標(biāo)生豬的市場流向給出結(jié)果鑒定。系統(tǒng)平臺生豬肉在市場銷售點(diǎn)的信息采集軟件頁面則如圖5所示。endprint

3.2.2讀、寫數(shù)據(jù)的操作

生豬的數(shù)據(jù)在從養(yǎng)殖、屠宰、銷售的3個(gè)階段的信息在信息管理系統(tǒng)中被有效地管理起來。利用閱讀器和RFID標(biāo)簽，對已經(jīng)錄入的生豬的信息進(jìn)行讀取查詢操作，并將信息寫入到標(biāo)簽中，后續(xù)可用標(biāo)簽來顯示獲取相對應(yīng)的生豬的信息。使目標(biāo)豬的身份識別序列卡號、編碼號、養(yǎng)殖場編號、養(yǎng)殖人員、主要飼料成分、屠宰人員編號，以及在銷售點(diǎn)的豬肉不同部分的編號等，都能夠通過刷卡的形式讀取出來。讓企業(yè)管理者和消費(fèi)者均能清晰明了地審視查驗(yàn)生豬從養(yǎng)殖到成為豬肉產(chǎn)品的完整過程。這有利于企業(yè)對于自身的業(yè)務(wù)能力的調(diào)整，以及對市場變化及時(shí)推出應(yīng)對策略。

至此，研究得到系統(tǒng)平臺中豬肉采集的信息可如圖6、圖7所示。

4結(jié)束語

[JP2]在人民生活質(zhì)量日益提高的今天，人們對有機(jī)食品、綠色食品、安全食品開始投入了更多的關(guān)注重視。因此，現(xiàn)行的食品安全政策無論是從制度上，還是科技創(chuàng)新上，都需要呈現(xiàn)更多的關(guān)于解決現(xiàn)實(shí)具體問題的新思路、新設(shè)計(jì)。對此本文提出了一套完整的基于物聯(lián)網(wǎng)的食品安全信息采集平臺，從底層物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用出發(fā)，到頂層軟件平臺的最終創(chuàng)建實(shí)現(xiàn)。而且，還通過研究生豬養(yǎng)殖、生豬屠宰和豬肉銷售的設(shè)計(jì)實(shí)例，則進(jìn)一步驗(yàn)證了本文提出的系統(tǒng)平臺的有效性。在生豬養(yǎng)殖場和生豬屠宰場中對生豬進(jìn)行質(zhì)量定位，并整合采集生豬的身份識別信息序列卡號，加以養(yǎng)殖場的信息、生豬的編號等作為有益輔助，從而可以完善精準(zhǔn)定位任一目標(biāo)豬的身份信息。在銷售點(diǎn)則對豬肉的具體部位添加編號，確認(rèn)豬肉在市場中的流向。使之能夠做到追蹤、定位、溯源尋找問題點(diǎn)和相應(yīng)的責(zé)任承擔(dān)。此外，食品安全追溯平臺還可擴(kuò)展至除豬肉之外的其它領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

[1] MA Yingjuan. Independence， cooperation and accountability——Tracing and exploring China's reformation of food safety regulatory system[J]. Journal of Hebei University， 2015，40（1）：38-45.

[2] 李金峰. 流通環(huán)節(jié)食品安全追溯體系的構(gòu)建研究[J]. 企業(yè)導(dǎo)報(bào)， 2015（23）：132-133.

[3] 劉勝達(dá)， 王知強(qiáng)， 徐淑新，等. 智慧城市食品安全追溯系統(tǒng)研究[J]. 智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用， 2014， 4（1）：85-87.

[4] 王愛晶. 基于供給側(cè)的食品安全追溯體系源頭風(fēng)險(xiǎn)防控對策分析[J]. 物流技術(shù)， 2016， 35（8）：56-58，133.

[5] 鄭火國. 劉世洪， 胡海燕. 食品安全追溯鏈構(gòu)建研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報(bào)， 2016， 18（1）：81-86.

[6] MIEWALD C， HODGSON S， OSTRY A. Tracing the unintended consequences of food safety regulations for community food security and sustainability： Small-scale meat processing in British Columbia[J]. Local Environment， 2015， 20（2）：237-255.

[7] 張興華. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品安全溯源系統(tǒng)開發(fā)[J]. 北方經(jīng)貿(mào)， 2015（9）：71.

[8] 黃全高. 基于RFID技術(shù)的蔬菜食品安全溯源系統(tǒng)研究[J]. 科學(xué)中國人， 2015（11Z）：6-7.

[9] 方華峰. 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食品安全追溯管理中的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 電子技術(shù)與軟件工程， 2014（7）：35-36.

[10]DONG X， JIE X， PIN W. Logistics tracings in food safety emergencies based on the RFID technology[J]. Advance Journal of Food Science & Technology， 2015， 7（2）：94-98.endprint