基于識(shí)別代碼物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的品牌糧食質(zhì)量追溯系統(tǒng)的探討

周 鵬

航天信息江蘇有限公司 (南京 210000)

探索建立包含從種植、收購、儲(chǔ)運(yùn)、運(yùn)輸?shù)郊庸ず弯N售的全流程溯源的基于識(shí)別代碼物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的品牌糧食質(zhì)量追溯系統(tǒng)，將傳感器采集、智能化識(shí)別、定位追蹤、監(jiān)控管理以及云計(jì)算等多種物聯(lián)網(wǎng)最新技術(shù)應(yīng)用于糧食溯源監(jiān)測中，建立貫穿稻谷種植、收割、倉儲(chǔ)、加工、運(yùn)輸、銷售和食用等整個(gè)糧食產(chǎn)業(yè)鏈流程的、較為完善的質(zhì)量安全溯源體系，從而保障了企業(yè)谷物食品安全，降低企業(yè)谷物食品安全風(fēng)險(xiǎn)，確保谷物食品的質(zhì)量，提高體系內(nèi)的信息追蹤、安全保障和可信可控能力，為相關(guān)管理部門執(zhí)行安全、快速、智能決策提供有效依據(jù)，使全產(chǎn)業(yè)鏈達(dá)到“生產(chǎn)有記錄、信息可查詢、流向可追蹤、責(zé)任可追究”，實(shí)現(xiàn)向廣大消費(fèi)者提供充足的“安全、營養(yǎng)、健康、綠色、無公害、無污染”的優(yōu)質(zhì)大米，讓老百姓“買得放心、吃得安全”。

1 系統(tǒng)整體思路

物聯(lián)網(wǎng)識(shí)別技術(shù)適用于糧食及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源信息可視化系統(tǒng)建設(shè)，建設(shè)范圍主要包括：可視化視頻遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)、糧食生長環(huán)境溯源信息監(jiān)測系統(tǒng)以及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源管理系統(tǒng)等。整個(gè)系統(tǒng)通過前端設(shè)備將生產(chǎn)信息(視頻、圖片、溫度、濕度、光照、風(fēng)速、風(fēng)向等)上傳至服務(wù)器，通過Web端以及手機(jī)微信的方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的管理以及應(yīng)用展示，最終實(shí)現(xiàn)信息可視化系統(tǒng)的建設(shè)。

2 系統(tǒng)整體框架

2.1 各子系統(tǒng)的功能說明

(1)糧食種植環(huán)境監(jiān)測平臺(tái)系統(tǒng)

通過采集田間外置傳感器的環(huán)境物理量的信息參數(shù)，包含空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強(qiáng)度、風(fēng)向、風(fēng)速等，并將實(shí)時(shí)采集到的各項(xiàng)物理量數(shù)據(jù)參數(shù)通過GPRS、有線網(wǎng)絡(luò)、WIFI、數(shù)傳電臺(tái)等方式上傳數(shù)據(jù)信息至遠(yuǎn)端平臺(tái)系統(tǒng)。平臺(tái)系統(tǒng)軟件結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)及現(xiàn)場視頻圖像等信息進(jìn)行分析種植信息，提供預(yù)警、專家分析、歷史數(shù)據(jù)分析等功能，從而突破傳統(tǒng)方法從作物生長信息獲取中需要田間采樣、室內(nèi)分析等繁瑣問題，通過大數(shù)據(jù)分析來指導(dǎo)技術(shù)人員精確施肥。

(2)各環(huán)節(jié)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

收儲(chǔ)環(huán)節(jié)的智能倉儲(chǔ)保管系統(tǒng)，用于監(jiān)管糧倉內(nèi)糧食存儲(chǔ)情況、倉內(nèi)溫濕度、氣體及檢化驗(yàn)環(huán)節(jié)中蟲害、水分等信息；糧食加工環(huán)節(jié)中用于監(jiān)測烘干及加工生產(chǎn)車間內(nèi)的溫濕度、粉塵、氧氣等數(shù)據(jù)信息；物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)中用于監(jiān)管糧食運(yùn)輸過程中的物流、溫濕度、水分等信息。從而解決了傳統(tǒng)物流“貨物一發(fā)出，什么都不知”的情況。

(3)各環(huán)節(jié)視頻監(jiān)控可視化系統(tǒng)

對糧食種植、倉儲(chǔ)、加工、運(yùn)輸、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)各環(huán)節(jié)監(jiān)控部位的統(tǒng)一管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)備份、轉(zhuǎn)發(fā)和監(jiān)控，對需要采集視頻數(shù)據(jù)的各端口軟件進(jìn)行采集。

(4)各環(huán)節(jié)糧食溯源信息上傳系統(tǒng)

通過電腦、手機(jī)APP、微信端等多種互聯(lián)網(wǎng)形式實(shí)現(xiàn)對各個(gè)環(huán)節(jié)的溯源監(jiān)管信息進(jìn)行上報(bào)，包括業(yè)務(wù)作業(yè)信息、檢化驗(yàn)信息、人員信息等。

(5)糧食溯源信息監(jiān)管系統(tǒng)

系統(tǒng)擁有完整的質(zhì)量溯源管理體系和標(biāo)準(zhǔn)。利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的安全溯源監(jiān)管，涵蓋了種植、收割、倉儲(chǔ)、加工、包裝、運(yùn)輸、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)，最終有助于提高糧食品質(zhì)，對環(huán)境不僅沒有任何的負(fù)面的影響，還在生產(chǎn)加工中實(shí)時(shí)的對糧食所處環(huán)境進(jìn)行檢測，有利于提高生產(chǎn)和加工等場所的環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)。

(6)糧食溯源信息公眾服務(wù)平臺(tái)

面向公眾查詢的糧食溯源服務(wù)平臺(tái)。

2.2 各子系統(tǒng)解決方案

2.2.1種植環(huán)節(jié)環(huán)境信息自動(dòng)采集系統(tǒng)

田間種植環(huán)節(jié)的管理直接關(guān)系到整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量，整個(gè)種植環(huán)節(jié)的監(jiān)控管理主要包含以下部分。

(1)綜合監(jiān)測空氣溫濕度、大氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、土壤溫濕度、土壤PH值、視頻等參數(shù)，并將采集到的信息參數(shù)物理量通過數(shù)據(jù)傳輸方式等上傳至環(huán)境監(jiān)測平臺(tái)。

(2)支持?jǐn)U展對于特有的針對水稻小麥的在線生長檢測，以及診斷種植土壤的氮、磷、鉀等含量監(jiān)測，可以檢測作物葉層氮積累量、葉干重、葉層氮含量、葉面積指數(shù)等生長指標(biāo)，從而克服了傳統(tǒng)作物生長信息獲取中需要田間采樣、室內(nèi)分析等繁瑣過程，根據(jù)指標(biāo)指導(dǎo)精確施肥。

2.2.2種植環(huán)節(jié)視頻可視化系統(tǒng)

采用室外高桿安裝百萬級(jí)高清可調(diào)焦寬動(dòng)態(tài)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)整個(gè)種植農(nóng)田24 h視頻監(jiān)控的“高清晰、全覆蓋”。監(jiān)控點(diǎn)位分布在每塊種植田的中間地帶，以便獲取田間種植的實(shí)時(shí)全部的作業(yè)狀況。

2.2.3物流環(huán)節(jié)溯源信息采集系統(tǒng)

通過手機(jī)端(微信或小程序)上報(bào)運(yùn)輸車輛信息，建立起與運(yùn)輸糧食的關(guān)聯(lián)信息，后期可以拓展車載環(huán)境信息自動(dòng)采集設(shè)備，采集溫濕度、GPS、圖片等信息。

2.2.4倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)溯源信息上報(bào)系統(tǒng)

原糧收購出入庫信息溯源：原糧通過第三方物流車輛進(jìn)駐米業(yè)倉儲(chǔ)庫存，需記錄每輛運(yùn)輸車輛車牌照、收購時(shí)間、重量及原糧來源、水分、雜質(zhì)、不完善率、存放庫位等信息，系統(tǒng)可隨時(shí)錄入、查詢、修改原糧收購基本信息，對每批次的進(jìn)場原糧進(jìn)行初始的理化檢測及重金屬檢測，對不符合檢測指標(biāo)的情況進(jìn)行相應(yīng)處理。

原糧倉儲(chǔ)信息溯源上報(bào)：糧食儲(chǔ)藏過程中對糧情變化的實(shí)時(shí)檢測，對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與預(yù)測、對異常糧情提出處理建議和予以控制等，結(jié)合糧情監(jiān)測系統(tǒng)記錄三溫檢查、糧堆氣體檢查、害蟲檢查、鼠雀的防治、儲(chǔ)存品質(zhì)檢驗(yàn)、質(zhì)量檢驗(yàn)。

2.2.5加工環(huán)節(jié)溯源信息上報(bào)系統(tǒng)

(1)大米加工信息管理：客戶訂單對應(yīng)了原糧品種、原糧倉儲(chǔ)，根據(jù)相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，加工流程進(jìn)行大米加工。

(2)大米加工：根據(jù)稻谷清理、去石、谷糙分離、碾米、分級(jí)、磁選、色洗、拋光、檢驗(yàn)包裝過程中設(shè)立閾值和監(jiān)控監(jiān)測方法，設(shè)置質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警機(jī)制和糾偏措施。

(3)大小麥加工接口：系統(tǒng)預(yù)留大小麥加工的模型接口，方便后期拓展加工業(yè)務(wù)。

(4)成品庫(倉)管理：主要包含出入庫作業(yè)管理、庫存管理。

2.2.6系統(tǒng)拓展

在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)上，利用新技術(shù)、新方法，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)溯源信息的自動(dòng)化采集，減少各個(gè)環(huán)節(jié)的人工干預(yù)，具體如下。

(1)種植環(huán)節(jié)：實(shí)現(xiàn)田間環(huán)境監(jiān)測站與溯源系統(tǒng)的有效對接，開發(fā)田間管理APP軟件，實(shí)現(xiàn)溯源信息的簡單、快速、準(zhǔn)確的上報(bào)。

(2)運(yùn)輸環(huán)節(jié)：增加自動(dòng)化運(yùn)輸信息采集設(shè)備，可以實(shí)時(shí)自動(dòng)采集運(yùn)輸位置、糧食溫濕度、運(yùn)輸過程照片等信息，結(jié)合圖像分析處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)糧過程中糧食的安全、信息的真實(shí)。

(3)倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)：增加智能云盒網(wǎng)關(guān)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對不同廠家的糧情系統(tǒng)、出入庫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、上傳到云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)與溯源系統(tǒng)的無縫對接，極大的減少人工干預(yù)。

(4)加工環(huán)節(jié)：增加加工環(huán)節(jié)自動(dòng)化信息采集設(shè)備，將加工環(huán)境信息、現(xiàn)場圖片信息、設(shè)備運(yùn)行信息等自動(dòng)上傳上報(bào)。

(5)防偽溯源：探索通過一物一碼、大數(shù)據(jù)采集抓取銷售信息、物理防偽數(shù)字水印等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)防偽溯源，解決區(qū)域竄貨、假冒偽劣產(chǎn)品現(xiàn)象。

(6)公眾服務(wù)平臺(tái)：開發(fā)打造溯源公眾服務(wù)平臺(tái)，用于發(fā)布政策信息、標(biāo)準(zhǔn)、溯源標(biāo)準(zhǔn)、達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)企業(yè)的展示發(fā)布、已上溯源系統(tǒng)企業(yè)的展示發(fā)布。

3 結(jié)束語

隨著我國經(jīng)濟(jì)市場化的進(jìn)一步增強(qiáng)，農(nóng)業(yè)發(fā)展也步入了一個(gè)新的階段，糧食產(chǎn)品市場供應(yīng)趨向飽和，在激烈的競爭環(huán)境下，企業(yè)生產(chǎn)必須考慮消費(fèi)者的需求。通過建立質(zhì)量溯源系統(tǒng)，滿足生產(chǎn)全過程數(shù)據(jù)采集、上傳、分析、管理、查詢等功能的需要，為政府、企業(yè)、消費(fèi)者了解糧食產(chǎn)品質(zhì)量信息提供支持，為解決糧食產(chǎn)品的質(zhì)量糾紛提供了依據(jù)，成為消費(fèi)者了解產(chǎn)品的橋梁。同時(shí)實(shí)現(xiàn)對糧食質(zhì)量的全程溯源與監(jiān)控，有助于提高糧食品質(zhì)，對環(huán)境不僅沒有任何的負(fù)面的影響，還在生產(chǎn)加工中實(shí)時(shí)的對糧食所處環(huán)境進(jìn)行檢測，有利于提高生產(chǎn)和加工等場所的環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)綠色經(jīng)濟(jì)。