物聯網技術在我國食品安全領域的應用及相關系統設計研究畢業論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 其產品的全程質量控制,實現了基于. NET構架的豬肉安全生產的追溯系統。史海霞等[ 24 ]通過構建網絡體系構架并運用RFID技術,實現了基于. NET框架下的肉用豬質量安全可追溯監測系統。該系統可以實現讓消費者購買豬肉食品后追溯到肉的生產全過程,保證了豬肉食品的質量安全。在果蔬產品中,孫旭東等[ 25 ]實現了柑橘質量安全可追溯信息系統,該系統運用了RFID技術、二維碼技術等融合數據庫技術和無線網絡技術多學科技術,解決了每個參與對象信息的可追溯監測性。一旦在市場上發現危害消費者健康的果品,通過查詢電子標簽上的信息就可以獲得果品的產地等相關信息。陸清等[ 26 ] 提出了RFID技術在供港蔬菜衛生安全監管中的應用,他們開發了RFID衛生安全電子信息系統,在供港蔬菜衛生安全溯源監管過程中進行關鍵點控制,建立生產種植、加工、包裝、運輸、檢驗檢疫監管、消費等環節的信息共享機制,實現了供港蔬菜“從農場到餐桌”的信息全程溯源,為我國食品安全檢測提供了經驗。四、物聯網技術在食品流通領域的應用及食品流通物聯網系統設計方案食品流通物聯網是一個先進的、綜合性的和復雜的系統，其最終目標是為單個產品建立全國的、開放的標識標準，并實現基于全國網絡連接的信息共享。筆者設想的食品流通物聯網構架可以設定為主要由六方面組成：EPC 編碼、EPC 標簽、識讀器、Savant (神經網絡軟件)、對象名解析服務（Object Naming Service：ONS）和實體標記語言（Physical Markup Language PML）。食品流通物聯網的具體建設方案可以分為如下幾個部分。（一）食品產品EPC 信息內容設計　對于食品流通物聯網而言，食品產品的EPC 中包含的信息，是貫穿食品流通物聯網運作的“線索”，食品產品EPC 中應該包含哪些信息是構建食品流通物聯網首先需要解決的問題。食品產品信息可分為固定信息和可變信息兩類。固定信息大部分是與食品產品交易項目相關聯的信息。相同的食品產品交易項目描述相同的信息，包括確定該食品產品交易項目的基本特征信息（如食品產品的名稱、劑型、規格、包裝規格等）和相關的管理信息（如食品產品的制造商名稱、價格、食品產品管理分類等）。可變信息是食品產品交易項目隨具體單元不同而變化的信息，如：食品產品的有效期、批號、包裝數量等。可變信息只與食品產品項目的具體單元有關。（二）食品信息采集子系統食品信息采集子系統主要由EPC 射頻識別系統和Savant系統組成。其中，EPC射頻識別系統負責收集EPC編碼數據，并將數據傳給Savant系統。Savant系統是利用分布式的結構，層次化地進行組織、管理數據流。Savant終端軟件需要安裝在食品生產企業、食品批發企業、食品零售企業等各個物流結點、甚至運輸設備、裝卸搬運設備上。每一層次上的Savant系統將收集、存儲和處理由EPC射頻識別系統識別的信息，并與其它層次的Savant 系統進行交流。每當識讀器掃描到一個EPC標簽所承載的單位食品信息時，收集到的數據將傳遞到整個Savant系統。食品信息采集子系統在各個環節收集的動態食品信息，為食品物流跟蹤系統提供數據來源，從而實現了物流作業的無紙化。（三）食品物流跟蹤子系統食品物流跟蹤系統以Savant 系統作支撐，主要包括對象名解析服務和實體標記語言。食品物流跟蹤子系統的跟蹤過程包括食品生產物流跟蹤、食品銷售物流跟蹤及食品回收物流跟蹤。１．食品生產物流跟蹤 食品生產企業在生產某種食品的同時，會設計包含對應EPC代碼的射頻識別標簽。在食品正式入庫前，質檢部門會對每批產品進行質量檢查。在入庫和儲存過程中發生裝卸搬運操作、貨位倉位變化等情況時，Savant 系統會將貨物實際變化情況與對應PML文件信息相匹配。當食品以大包裝的形式出庫時，射頻識讀器將它收集到的該種食品的EPC 傳遞給本地服務器中的Savant軟件。隨后Savant進入工作狀態，將射頻識讀器識別到的食品信息記錄到本地EPC信息服務器，EPC 信息服務器將收集到的信息與研發、設計、生產階段存儲在數據庫里具有相同序列號的食品信息相匹配，隨后按照PML規格重新寫入交易、出庫記錄，形成新的PML 文件并存入PML 服務器。在將食品交易、出庫信息記錄到本地PML服務器的同時，將該食品EPC編碼和PML服務器IP一塊注冊到對象名解析服務器（ONS 服務器）使其在ONS 基礎構架中產生對應關系。通過Internet 保障全國各地的Savant系統可以隨時發出詢問并讀取該食品的相關信息。2．食品銷售物流跟蹤 當這批食品運送到食品批發企業時，射頻識讀器會根據到貨檢驗、裝卸搬運、入庫等物流作業快速讀取EPC 標簽中的代碼，并將數據傳遞給本地Savant系統。本地Savant系統將識讀到的食品EPC 編碼傳送給本地對象名解析服務器。本地對象名解析服務器將該食品EPC 編碼轉換成EPC 域名，并把EPC 域名傳遞給ONS 基礎構架，請求與EPC 域名相匹配的PML 服務器IP。ONS 基礎構架中的Savant 系統負責將這一請求與食品生產企業的PML 服務器相匹配，并連接通訊。本地服務器通過Internet 與遠程PML 服務器通訊，請求服務器中食品相關信息。食品生產企業的PML 服務器返回食品的質量管理文件及相關交易記錄、物流紀錄。本地服務器將遠程PML 服務器返回的食品信息（食品品名、類型、規格、批準文號、有效期）與入庫質檢識讀器收集到的生產廠商、購進數量、購貨日期等項內容，生成驗收記錄，存入后臺的PML服務器。同時本地Savant 系統將記錄食品生產企業PML 服務器的IP 地址。在食品經過各級批發到達銷售終端 食品零售企業和超市時，伴隨入庫、存儲、出庫產生的食品流通物聯網工作流程是相類似的。在食品銷售的整個過程中，食品流通物聯網的每個節點一直在通過自己的識讀器識別、確認食品貨物的相關信息，并通過Savant系統與PML服務器和對象名解析服務器（ONS 服務器）建立連接，不斷生成每個環節的食品跟蹤PML文件。在食品銷售物流流程的每個環節上，只要通過射頻識讀器就可檢驗貨物，而不需要開包驗收，這樣，就能提高物流作業效率，還能夠保證各環節準時地了解到食品倉位的詳細情況。３．食品回收物流跟蹤 超市和食品零售企業面對的是最終消費者，當超市里的消費者或售貨員取走貨架上的食品并最終付款時，貨架上的射頻識讀器會通過食品包裝上的EPC，辨認出食品的信息。然后，通過超市的Savant 系統更新本地的庫存信息并在食品流通物聯網中的EPC 信息服務器(EPC IS)和對象名解析服務器（ONS）更新信息，如將信息數據庫中對應的產品信息加入“處于消費階段”一項。直到消費者消費完畢，原本裝盛食品的食品包裝容器進入回收領域時，回收中心的識讀器和Savant 系統再次認出包裝上的食品生產企業名稱、地址等有用信息，通過EPC 網絡反映到食品生產企業的本地EPC 信息服務器(Local EPC IS)中，然后食品生產企業會注銷已經消費掉的食品的信息，并通過回收中心提供的信息進行食品包裝容器的回收。食品批發企業的情況相類似，不過對于批發商而言，消費周期可能更短，食品包裝容器可以更快的進入回收環節。（四）食品物流信息傳輸子系統食品物流信息傳輸子系統的功能是將食品信息采集子系統收集的數據通過無線或有線的通信方式傳到Savant 系統。目前常用的無線通信方式有GSM、CDMA、GPRS、CDPD（蜂窩數字分組數據通信規程）以及Blue Tooth（藍牙技術）等，有線通信方式有DDN（數字數據網絡技術）、PSTN（電話網絡）、ISDN（綜合數字業務網絡技術）、LAN（局域網）及寬帶網等。（五）食品