物聯網技術在畜產品中的應用

摘要：介紹了物聯網體系結構和關鍵技術，以及物聯網技術在畜產品中的應用。以RFID電子標簽為主要載體，依托網絡技術、移動通信技術和數據庫技術，可以構建從畜產品養(yǎng)殖、屠宰加工到配送銷售的產業(yè)鏈全過程的信息追溯管理系統(tǒng)，可有效解決我國畜產品產業(yè)鏈物流中存在的各種問題，保障畜產品的質量安全。
關鍵詞：物聯網技術；RFID；畜產品；追溯

0 引言
物聯網(Internet of Things)是當前備受關注的新一代信息技術，被稱為繼計算機、互聯網與移動通信網之后的第三次世界信息產業(yè)浪潮。利用先進的信息采集、處理與交換(如產品電子代碼、無線射頻自動識別等)技術組建的物聯網，能夠以智能、快捷的方式實現人與物、物與物之間的信息交流與溝通，以快速的、動態(tài)的方式去管理社會生產和人類生活。
近年來，RFID技術已進入大規(guī)模實用階段，特別是隨著全世界各國政府對“瘋牛病”、“禽流感”等動物疾病的關注，對動物疫病控制和畜產品食用安全的溯源管理需求在急劇地上升。所以，物聯網在畜產品食用安全溯源管理等方面得到應用，已成為全球信息網絡化發(fā)展的重要趨勢。

1 物聯網概述
1．1 物聯網定義
物聯網的概念是美國麻省理工學院(MIT)的Kevin Ash-ton教授于1991年首次提出的。比爾·蓋茨于1995年在《未來之路》一書中也曾提及物聯網。美國麻省理工學院于1999年建立了“自動識別(Auto-ID)”系統(tǒng)，提出的“萬物皆可通過網絡互聯”思想闡明了物聯網的基本含義，明確指出了利用物聯網既可用米實現人與物之間的通信，也可用來實現物與物之間的通信聯系。當前，通用的物聯網的概念是指將自動識別、傳感網、短距離無線網絡和全球定位系統(tǒng)以及條形碼、二維碼等技術接入融合而成的一個巨大的信息網絡系統(tǒng)。
1．2 工作原理
在物聯網中要實現物與物、物與人之間的通信，首先需要對物品屬性進行標識。其中，物品的靜態(tài)屬性要直接存儲在標簽中；物品的動態(tài)屬性要先由傳感器實時探測，然后再存儲使用。其次需要利用識別設備完成對物品屬性的讀取和信息轉換。最后需要將物品的信息通過各種網絡傳輸到物聯網信息控制中心，由信息中心完成物品之間相互通信的相關計算，從而實現對物品的“透明”管理，實現處理和解決問題的能力。

2 物聯網技術
2．1 物聯網體系結構
目前，物聯網的體系結構被公認由三個層次組成，各層分別完成不同的功能，從下到上依次是感知層、網絡層和應用層。
感知層的功能是完成物與物之間相關信息的采集、轉換和收集。感知層由傳感器和短距離傳輸網絡兩部分組成。傳感器用來進行數據采集及實現控制；短距離傳輸網絡是將傳感器收集到的數據發(fā)送到網關或者將應用平臺控制指令發(fā)送到控制器。感知層的關鍵技術主要包括傳感器、RFID、GPS、短距離無線通信等技術。
網絡層的功能是完成信息的傳遞和處理。網絡層由接入網絡和核心網絡兩部分組成。接入網絡是連接感知層的網橋，用來匯聚從感知層獲得的數據，并將數據發(fā)送到核心網絡。接入網絡即現有的通信網絡，包括移動通信網、有線電話網、廣電網等。核心網絡是指通過多種方式組成的互聯互通網絡，包括當前的局域網、專用網、互聯網等。網絡層的關鍵技術主要包括移動通信技術、有線寬帶技術、公共交換電話網技術、通信技術、網絡終端技術等。
應用層的功能是完成與實際應用所需數據的處理和管理。應用層由物聯網中間件和物聯網應用兩部分組成。其中，物聯網中間件是一種獨立的軟件或程序，它位于操作系統(tǒng)和數據庫之上、應用軟件之下，它的作用是管理計算機資源和網絡通信，連接兩個獨立應用程序或獨立系統(tǒng)的軟件。物聯網應用是指物聯網中用戶直接使用的各種應用，例如家電智能控制、電力抄表和遠程醫(yī)療等。應用層的關鍵技術主要有軟件技術、云運算等各種數據處理技術。
2．2 物聯網關鍵技術
物聯網的關鍵技術有傳感器技術、傳感器網絡技術、傳感網絡相關的通信技術、通信網絡技術、物聯網平臺技術以及它們之間的結合技術。
傳感器負責物聯網信息的采集，是實現對現實世界感知的基礎，是物聯網服務和應用的基礎。由于各種傳感器存在的溫度、壓力、速度、濕度、高度、視頻、圖像、位置等的不同，傳感器所提供的信息接口存在巨大差異，是對物聯網終端規(guī)?；淖畲筇魬?zhàn)。
傳感器網絡可形成一套完整的物理層、鏈路層、網絡層規(guī)范。傳感網絡有藍牙、Wi-Fi、RFID、wirelessHART等相關通信技術。傳感器終端具有IP化，功耗低、體積小、信包雙向傳遞，免人工維護等智能化功能。
通信網絡技術為物聯網數據提供傳送通道，適應物聯網低數據率、低移動性等業(yè)務需求。
物聯網平臺技術主要是和物聯網終端之間，以及現有網絡、系統(tǒng)間進行配合，以提供物聯網能力給不同的物聯網應用。在網絡架構上，構建一個能適合多個行業(yè)應用的統(tǒng)一業(yè)務平臺，為跨行業(yè)的統(tǒng)一信息服務提供支撐。隨著物聯網的進一步發(fā)展，發(fā)展到協(xié)同感知，甚至泛在服務的階段后，必然需要考慮更為有效的物聯網架構、名址、路由和通信協(xié)議。

3 物聯網技術在畜產品跟蹤和追溯模型中的應用
3．1 畜產品生產
在畜產品生產的源頭，不管是畜類飼養(yǎng)過程中的飼料信息，還是飼喂過程中的預混料信息，均可以通過電子標簽記錄到食品安全數據庫中，作為將來質量追溯的原始數據。
3．2 畜產品加工和包裝
生產者記錄的所有畜產品的相關信息，都必須提供給供應鏈的下一個參與方。在這個環(huán)節(jié)將根據畜產品的質量、尺寸、色彩進行分級，并包裝成物流單元。根據供應鏈中前一個環(huán)節(jié)參與方提供的數據，可以生成所需信息的產品標簽。
3．3 畜產品運輸
畜產品運輸環(huán)節(jié)的應用主要體現為對畜產品的監(jiān)控、跟蹤及道口檢查。RFID可以為物流公司提供實時監(jiān)控和跟蹤服務，對于業(yè)主也可以通過計算機網絡方便地查看自己貨物的位置等情況。同時，也可以準確地記錄畜產品在運輸途中變質的時間和原因，并且因此確定是供應鏈中的哪個環(huán)節(jié)應該負責。
3．4 畜產品銷售
物聯網技術在零售環(huán)節(jié)的應用體現為對畜產品統(tǒng)計、畜產品防盜、畜產品有效期監(jiān)控等。物聯網技術的應用實現了畜產品源頭及畜產品供應鏈的完全透明度，因為物聯網系統(tǒng)提供了一串詳盡而具有獨特視角的供應鏈信息。對于畜產品冷凍問題，畜產品一旦變質，RFID讀寫器終端也會實時顯示過期信息，提示消費者不要食用，零售商應盡決將其撤下貨架。
3．5 畜產品危機應急方案
一旦發(fā)生緊急情況，物流商、經銷商或消費者不僅可以根據畜產品安全追溯系統(tǒng)找到每件畜產品的最終消費者，還可以找到流通或生產加工過程出現問題的環(huán)節(jié)，形成一個高效管理和運作的鏈條。
要確保肉畜產品質量，源頭是關鍵。保障了源頭的質量，接下來整個畜產品鏈的安全保障就有了很好的基礎和起點。
3．6 RFID的應用
很多飼養(yǎng)場都已經運用RFID標簽來全程監(jiān)測禽畜動物的基本情況，如生長、健康、飼料以及流通等情況，從而保證向市場提供放心的肉類食品。
現以生豬食品供應鏈追溯模型為例進行說明?；赗FID技術的生豬食品產銷管理系統(tǒng)以RFID技術為核心，把現代網絡技術、移動通信技術、數據庫技術與生豬產業(yè)現狀相結合，構建從生豬繁育養(yǎng)殖、屠宰加工到配送銷售的產業(yè)鏈全過程的信息追溯管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可為種豬養(yǎng)殖繁育和商品豬飼養(yǎng)、屠宰、銷售提供最有效的信息管理，同時可以為政府等有關部門政策的制定和執(zhí)行提供基礎數據，為金融保險機構向養(yǎng)殖企業(yè)、農戶投保提供依據，為消費者提供真實準確的產品信息，以保證消費者吃上真正的“放心肉”。

4 結語
通過物聯網技術在畜產品供應的環(huán)節(jié)中的應用，可以加速畜牧業(yè)的發(fā)展?，F代物流的發(fā)展強調信息技術的應用，而物聯網技術在畜產品產業(yè)鏈物流的應用正好符合這一發(fā)展趨勢，可有效地解決我國畜產品產業(yè)鏈物流中存在的各種問題，大大提高畜產品的供應水平，保障畜產品的質量安全。