基于物聯網的禽畜業(yè)追溯系統設計與研究

董雅棉

（廈門安防科技職業(yè)學院，福建 廈門 361102）

近年來，疫情的不斷反復，食品的追溯已經成為整個大環(huán)境下不可或缺的一部分。肉制品作為日常生活必需品，需求量日益增加的同時伴隨而來的是食品安全問題。如何快速了解食品的產地、責任人、途徑地區(qū)成為十分重要的課題研究之一。為了滿足消費者飯桌上的安全，健全的監(jiān)督管理模式，以及消費者肉眼可見的肉制品從加工到銷售整個完整流程的查詢。隨著物聯網的不斷發(fā)展，RFID技術及二維碼技術也日益成熟，將RFID技術、二維碼技術及WSN技術與禽畜業(yè)食品追溯系統結合起來能夠將禽畜業(yè)食品質量、產地、途徑地更清晰地展現給消費者，對禽畜產品起到了更有效的安全監(jiān)督作用。

1 物聯網技術及追溯系統

1.1 物聯網技術

“物聯網”這一概念于1999年提出，源于麻省理工學院的網絡無線射頻識別系統[1]。具體來說是由傳感器及傳感網絡技術來實現人與物之間的聯系，從而能夠掌握更多的物品信息。當下的物聯網在食品當中應用非常廣泛，它利用互聯網及各個應用平臺實現食品從源頭到消費的追溯，使食品安全更加有保障，同時能夠讓消費者更方便掌握自己手中的食品信息。目前，物聯網技術在食品上的應用最廣泛的有RFID技術、二維碼技術及WSN技術。RFID用于采集食品信息，并在相關食品上添加標簽，每個標簽代表不同的食品信息，為食品追溯提供更詳細的信息，從而提高食品的品質及工作人員的管理效率。二維碼能夠使消費者更加直觀方便地利用手機掃碼獲取相關信息。

1.2 追溯系統

追溯在禽畜食品安全上就是采用物聯網技術的信息化手段采集禽畜食品生產及傳輸信息，經過數據整合形成完整的數據鏈，從而實現禽畜食品在生產、喂養(yǎng)、加工、運輸、存儲過程中透明化和責任固化，達到禽畜食品來源、去向、責任均可溯。消費者方面，能夠讓手中的產品“說話”，能夠掌握自己手中的食品信息。企業(yè)方面，方便企業(yè)對自身產品進行管理，使生產鏈更加規(guī)范。政府方面，更加便于政府對食品的監(jiān)督，確保食品安全，確保責任可溯[2]。

2 總體設計規(guī)劃

整個系統所涉及的技術有RFID技術、二維碼技術、WSN技術、GPS技術等。通過EPC系統為禽畜食品建立可追溯的RFID電子標簽。使用電子標簽給食品置入唯一的識別信息，管理人員通過RFID讀寫設備讀寫信息，對于管理者而言在信息的記錄管控上有很大的優(yōu)勢和便利。二維碼技術稱為“一物一碼”，消費者能夠利用二維碼獲取所購買食品詳細信息，辨別該食品是否是假冒偽劣產品。

2.1 系統架構

本研究所設計的禽畜業(yè)追溯系統從3個角度出發(fā)，分別為應用層、數據庫層[3]、采集層，具體框架如圖1所示。

圖1 系統架構

應用層：該層是企業(yè)、監(jiān)管部門、消費者通過各個應用平臺對禽畜產品進行管理、監(jiān)控及查詢[4]。

數據庫層：采集信息存儲于該層上，管理人員能夠進行增查改刪，消費者能夠查詢相關產品信息，監(jiān)控人員能夠對數據進行分析。

采集層：該系統中采集層通過RFID閱讀器及二維碼掃碼槍，將產品信息存儲于數據庫服務器中。

首先利用RFID閱讀器或者二維碼在食品加工生產和運輸工作過程中進行錄入，進而完成數據的采集及編碼任務，這一步驟在采集層完成。其次，系統把采集獲得的數據通過網絡傳輸發(fā)送到數據庫中，方便相關工作人員隨時獲取需要的信息，這一步驟工作在數據庫層完成。最后，通過互聯網中各個應用平臺為相關工作人員及消費者提供相應的數據信息，從而使工作人員對產品進行管理監(jiān)督，讓消費者能夠獲取該產品的相關信息，該步驟工作在應用層上完成。

2.2 網絡拓撲結構

該研究所設計的系統采用的是集中式數據存儲，因此需要兩個服務器，一個數據庫用于數據存儲，另一個Web服務器用于禽畜業(yè)管理以及消費者二維碼查詢產品信息的Web系統[5]。整個系統中產品各個流程都能夠通過兩個服務器進行管理、監(jiān)控、查詢，實現責任可追溯。禽畜業(yè)追溯系統拓撲結構如圖2所示。

圖2 禽畜業(yè)追溯系統拓撲結構

3 EPC編碼及二維碼

3.1 EPC編碼

本系統中利用EPC編碼進行電子標簽制作，EPC編碼是國際條碼組織推出的新一代產品編碼體系，賦予每個產品一個全球唯一的編碼[6]。管理者通過EPC電子標簽進行信息的讀寫，并貼于產品包裝上，便于工作人員對食品的管理。針對禽畜產品進出口的追溯，利用EPC編碼能夠起到很好的管控作用，在當下疫情反復的情況下，EPC編碼對產品的追溯更高效、便利。EPC電子標簽通過統一標準降低商家成本，為商家獲取更高的利潤。

3.2 二維碼

EPC電子標簽雖然對于其他標簽來說成本較低，但是需要專門的RFID閱讀器，不利于消費者查詢產品信息，二維碼同樣能夠起到追溯作用，消費者只需要用手機掃碼識別，就可以對相關的禽畜產品進行了解，在保障禽畜產品安全的同時又能夠降低成本。

管理者使用二維碼時要先在二維碼后臺對禽畜產品進行信息的錄入，再通過掃碼槍將制作完成的二維碼掃入系統中。利用二維碼加密技術給產品做標識。最后將二維碼印刷于產品包裝上[7]。消費者只需要通過手機掃描二維碼即可獲得禽畜產品信息及驗證產品真?zhèn)巍?/p>

4 禽畜產品信息采集流程

禽畜產品的信息采集是整個系統的重中之重，本系統要想實現禽畜產品的有效管控，就需要及時獲取禽畜產品加工、運輸等關鍵環(huán)節(jié)相關的信息，并及時整合管控。管控部門及相關管理人員通過數據對產品進行分析，針對存在安全隱患的產品進行預警處理及追溯，一旦出現安全問題，能夠迅速地找到源頭，明確出現問題的原因及環(huán)節(jié)，及時召回或下架產品，減少對消費者的不良影響。同批禽畜產品信息采集流程如下。

4.1 加工部分

單個禽畜體加工前利用RFID閱讀器將其養(yǎng)殖信息進行讀取，并將信息利用二維碼技術表示。每次加工時都要將加工過程以及操作人員信息記錄到數據庫中，直至所有禽畜成品的二維碼將其全部信息都包括進去，達到加工規(guī)范化，降低企業(yè)風險，提高企業(yè)信譽。

4.2 存儲部分

管理人員對禽畜產品成品進行存儲后還需將其存儲過程及接觸人員信息記錄到數據庫中生成二維碼，保證存儲過程可追溯。

4.3 運輸部分

產品在物流運輸過程中必須使用GPS定位實時追蹤產品位置，并將其接觸人員及相關信息采集登記。

4.4 銷售部分

疫情反復的情況下不少小程序等電商平臺都推出了線上交易，禽畜產品通過線上平臺進行銷售，在交易平臺上，商家可以發(fā)布更詳細的禽畜產品信息以及完成消費者在線交易，記錄每個禽畜產品銷售去向，一旦發(fā)生產品安全問題能夠及時召回。

4.5 管控部分

管理人員可以針對銷售數據和消費者評價的分析對其產品進行適當調整及優(yōu)化，監(jiān)控部門對產品數據進行有效分析，對禽畜產品安全問題跟質量保障進行監(jiān)督與管理。

4.6 消費者方面

消費者應用手機等移動設備掃描產品包裝上的二維碼，獲取產品詳細信息，并能夠在網上平臺對產品進行評價，增加產品口碑，為后面消費者的購買提供建議。

5 結束語

禽畜業(yè)追溯系統能夠滿足當今社會對產品信息追溯的需求，實現了禽畜產品“從加工到餐桌”透明化管理，解決了食品實時把控難題，提高食品管理、監(jiān)控效率，使消費者能夠對食品信息有更加深入的了解。