基于物聯(lián)網(wǎng)的畜產(chǎn)品溯源系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

摘要：闡述了物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特點(diǎn)，結(jié)合畜產(chǎn)品養(yǎng)殖、生產(chǎn)、加工的特殊環(huán)境和條件，研究開(kāi)發(fā)了以物聯(lián)網(wǎng)為特征的養(yǎng)殖、疫病防控、牲畜交易、屠宰加工，奶業(yè)收購(gòu)、運(yùn)輸和產(chǎn)品銷售等環(huán)節(jié)所采用的標(biāo)識(shí)技術(shù)和識(shí)讀產(chǎn)品，以及畜產(chǎn)品可追溯的信息代碼轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件系統(tǒng)；研究制訂了相關(guān)標(biāo)識(shí)產(chǎn)品和識(shí)讀產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，為政府的“放心肉”、“安全奶”工程提供了一整套食品安全溯源監(jiān)管解決方案和相應(yīng)的信息化平臺(tái)產(chǎn)品套件。
關(guān)鍵詞：標(biāo)識(shí)技術(shù)；物聯(lián)網(wǎng)；畜產(chǎn)品；溯源；追溯

0 引言
物聯(lián)網(wǎng)作為一種全新的信息技術(shù)，已經(jīng)受到廣泛關(guān)注。人們可以讓盡可能多的物品與網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)時(shí)間、空間和地點(diǎn)的相連，從而對(duì)物體進(jìn)行識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控、感知，進(jìn)而形成智能化的解決方案，這就是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)一般由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層等三層組成。
感知層由智能傳感節(jié)點(diǎn)和接入網(wǎng)關(guān)組成，由智能節(jié)點(diǎn)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(guān)接入點(diǎn)，再由網(wǎng)關(guān)將收集到的感應(yīng)信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層提交并處理。
網(wǎng)絡(luò)層一般建立在現(xiàn)有的通訊網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)各種接入設(shè)備與移動(dòng)通訊網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)相連，包括信息存儲(chǔ)、查詢、管理等。網(wǎng)絡(luò)層中的感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)是實(shí)現(xiàn)以數(shù)據(jù)為中心的物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。感知數(shù)據(jù)管理與處理技術(shù)包括傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、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(shù)。
應(yīng)用層可利用經(jīng)過(guò)分析和處理的感知數(shù)據(jù)，為用戶提供豐富的特定服務(wù)。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。

1 溯源的關(guān)鍵技術(shù)研究
在畜產(chǎn)品溯源中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)起著關(guān)鍵的作用。在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，首先要對(duì)家畜進(jìn)行標(biāo)識(shí)。標(biāo)識(shí)類型包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種屬性：靜態(tài)屬性可以直接存儲(chǔ)在標(biāo)簽中。動(dòng)態(tài)屬性需要先由傳感器實(shí)時(shí)探測(cè)，用識(shí)別設(shè)備完成對(duì)家畜屬性的讀取，并將信息轉(zhuǎn)換為適合網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式：家畜的信息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行?處理中心可能是分布式的，如家里的電腦或者手機(jī)，也可能是集中式的，如中移動(dòng)的IDC)，再由處理中心完成畜產(chǎn)品通信的相關(guān)計(jì)算。
1．1 家畜個(gè)體標(biāo)識(shí)和產(chǎn)品標(biāo)識(shí)
在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，考慮到種畜禽具有生命周期長(zhǎng)、解決價(jià)值高以及精細(xì)飼養(yǎng)管理水平的特點(diǎn)，筆者認(rèn)為不宜采用農(nóng)業(yè)部現(xiàn)行的商品畜禽的標(biāo)識(shí)技術(shù)，本項(xiàng)目將結(jié)合高頻(13．56 MHz)、雙頻RFID 芯片(125 kHz和6．8 MHz)或低頻RFID(125 kHz～135 Hz)的技術(shù)規(guī)格，篩選提出適合主要種畜禽個(gè)體或小群體的標(biāo)識(shí)技術(shù)，然后逐步推廣應(yīng)用RFID電子標(biāo)簽。
而在屠宰環(huán)節(jié)，則根據(jù)屠宰特點(diǎn)，選用900 MHz超高頻RFID溯源標(biāo)簽。
1．2 研制開(kāi)發(fā)標(biāo)識(shí)和識(shí)別產(chǎn)品套件
識(shí)別產(chǎn)品套件的研制開(kāi)發(fā)除芯片以外，還包括全線動(dòng)物識(shí)別RFID標(biāo)簽產(chǎn)品，同時(shí)開(kāi)發(fā)適用于種畜禽RFID標(biāo)識(shí)的標(biāo)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(kāi)發(fā)不同家畜佩戴的RFID或二維碼標(biāo)簽，制訂相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范；研究制訂信息采集標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)交換協(xié)議等；研究開(kāi)發(fā)適合養(yǎng)殖場(chǎng)、道口、獸醫(yī)檢疫、免疫、擠奶站和屠宰場(chǎng)的手持機(jī)系統(tǒng)。
1．3 編碼、賦碼、位數(shù)與代碼轉(zhuǎn)換
本項(xiàng)目在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)按衣業(yè)部現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)15位進(jìn)行編碼。而在屠宰環(huán)節(jié)，當(dāng)動(dòng)物進(jìn)場(chǎng)時(shí)，首先登記動(dòng)物信息(耳標(biāo)、檢疫證等，注意這時(shí)候可能有一證多頭的情況)，形成場(chǎng)內(nèi)動(dòng)物信息標(biāo)識(shí)自編號(hào)(10位，其中6位年月日+4位流水，如1012050095，可寫(xiě)入到RFID的內(nèi)部循環(huán)標(biāo)簽中)。
宰前檢疫：主要是記錄單品的檢疫結(jié)果信息(耳標(biāo)、RFID場(chǎng)內(nèi)編號(hào))。
準(zhǔn)宰通知：開(kāi)具準(zhǔn)宰通知(產(chǎn)生準(zhǔn)宰通知編號(hào)，記錄耳標(biāo)、RFID場(chǎng)內(nèi)編號(hào))。
宰后檢疫：主要是記錄單品的檢疫結(jié)果信息(耳標(biāo)、RFID場(chǎng)內(nèi)編號(hào))，如果肉品異常，該環(huán)節(jié)除了記錄檢驗(yàn)結(jié)果外，還需記錄結(jié)果處理信息。
耳標(biāo)條碼轉(zhuǎn)換：主要是掃描耳標(biāo)號(hào)，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(hào)+1位效驗(yàn)位，如101205009 5017，一頭動(dòng)物產(chǎn)生的肉品條碼可以相同)，系統(tǒng)同時(shí)記錄加工時(shí)間、操作人、生產(chǎn)廠商信息。
其編號(hào)規(guī)則遵從中國(guó)物品編碼中心商品編碼規(guī)范EAN-13編碼標(biāo)準(zhǔn)。