基于物聯網的畜產品溯源系統關鍵技術研究

摘要：闡述了物聯網的技術特點，結合畜產品養殖、生產、加工的特殊環境和條件，研究開發了以物聯網為特征的養殖、疫病防控、牲畜交易、屠宰加工，奶業收購、運輸和產品銷售等環節所采用的標識技術和識讀產品，以及畜產品可追溯的信息代碼轉換數據庫和軟件系統；研究制訂了相關標識產品和識讀產品的技術標準和技術規范，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管解決方案和相應的信息化平臺產品套件。
關鍵詞：標識技術；物聯網；畜產品；溯源；追溯

0 引言
物聯網作為一種全新的信息技術，已經受到廣泛關注。人們可以讓盡可能多的物品與網絡實現時間、空間和地點的相連，從而對物體進行識別、定位、追蹤、監控、感知，進而形成智能化的解決方案，這就是物聯網技術。物聯網體系結構一般由感知層、網絡層、應用層等三層組成。
感知層由智能傳感節點和接入網關組成，由智能節點感知信息(溫度、濕度、圖像等)，并自行組網傳遞到上層網關接入點，再由網關將收集到的感應信息通過網絡層提交并處理。
網絡層一般建立在現有的通訊網和互聯網基礎上，物聯網通過各種接入設備與移動通訊網和互聯網相連，包括信息存儲、查詢、管理等。網絡層中的感知數據管理與處理技術是實現以數據為中心的物聯網的核心技術。感知數據管理與處理技術包括傳感網數據的存儲、查詢、分析、挖掘、理解以及基于感知數據決策和行為的理論和技術。
應用層可利用經過分析和處理的感知數據，為用戶提供豐富的特定服務。如：監控，智能查詢，智能控制，智能管理等。
物聯網的三維概念模型如圖1所示。

1 溯源的關鍵技術研究
在畜產品溯源中，物聯網技術起著關鍵的作用。在養殖環節，首先要對家畜進行標識。標識類型包括靜態和動態兩種屬性：靜態屬性可以直接存儲在標簽中。動態屬性需要先由傳感器實時探測，用識別設備完成對家畜屬性的讀取，并將信息轉換為適合網絡傳輸的數據格式：家畜的信息通過網絡傳輸到信息處理中心(處理中心可能是分布式的，如家里的電腦或者手機，也可能是集中式的，如中移動的IDC)，再由處理中心完成畜產品通信的相關計算。
1．1 家畜個體標識和產品標識
在養殖環節，考慮到種畜禽具有生命周期長、解決價值高以及精細飼養管理水平的特點，筆者認為不宜采用農業部現行的商品畜禽的標識技術，本項目將結合高頻(13．56 MHz)、雙頻RFID 芯片(125 kHz和6．8 MHz)或低頻RFID(125 kHz～135 Hz)的技術規格，篩選提出適合主要種畜禽個體或小群體的標識技術，然后逐步推廣應用RFID電子標簽。
而在屠宰環節，則根據屠宰特點，選用900 MHz超高頻RFID溯源標簽。
1．2 研制開發標識和識別產品套件
識別產品套件的研制開發除芯片以外，還包括全線動物識別RFID標簽產品，同時開發適用于種畜禽RFID標識的標簽、二維碼、條形碼、閱讀器及局域網天線系統等。
另外，還要定制開發不同家畜佩戴的RFID或二維碼標簽，制訂相關產品的技術標準和技術規范；研究制訂信息采集標準、數據接口標準、數據交換協議等；研究開發適合養殖場、道口、獸醫檢疫、免疫、擠奶站和屠宰場的手持機系統。
1．3 編碼、賦碼、位數與代碼轉換
本項目在養殖環節按衣業部現行標準15位進行編碼。而在屠宰環節，當動物進場時，首先登記動物信息(耳標、檢疫證等，注意這時候可能有一證多頭的情況)，形成場內動物信息標識自編號(10位，其中6位年月日+4位流水，如1012050095，可寫入到RFID的內部循環標簽中)。
宰前檢疫：主要是記錄單品的檢疫結果信息(耳標、RFID場內編號)。
準宰通知：開具準宰通知(產生準宰通知編號，記錄耳標、RFID場內編號)。
宰后檢疫：主要是記錄單品的檢疫結果信息(耳標、RFID場內編號)，如果肉品異常，該環節除了記錄檢驗結果外，還需記錄結果處理信息。
耳標條碼轉換：主要是掃描耳標號，記錄分割數量，生成肉品條碼(13位．其中6位年月日+4位流水+2位產品號+1位效驗位，如101205009 5017，一頭動物產生的肉品條碼可以相同)，系統同時記錄加工時間、操作人、生產廠商信息。
其編號規則遵從中國物品編碼中心商品編碼規范EAN-13編碼標準。