基于物联网的畜产品溯源系统关键技术研究

摘要：阐述了物联网的技术特点，结合畜产品养殖、生产、加工的特殊环境和条件，研究开发了以物联网为特征的养殖、疫病防控、牲畜交易、屠宰加工，奶业收购、运输和产品销售等环节所采用的标识技术和识读产品，以及畜产品可追溯的信息代码转换数据库和软件系统；研究制订了相关标识产品和识读产品的技术标准和技术规范，为政府的“放心肉”、“安全奶”工程提供了一整套食品安全溯源监管解决方案和相应的信息化平台产品套件。
关键词：标识技术；物联网；畜产品；溯源；追溯

0 引言
物联网作为一种全新的信息技术，已经受到广泛关注。人们可以让尽可能多的物品与网络实现时间、空间和地点的相连，从而对物体进行识别、定位、追踪、监控、感知，进而形成智能化的解决方案，这就是物联网技术。物联网体系结构一般由感知层、网络层、应用层等三层组成。
感知层由智能传感节点和接入网关组成，由智能节点感知信息(温度、湿度、图像等)，并自行组网传递到上层网关接入点，再由网关将收集到的感应信息通过网络层提交并处理。
网络层一般建立在现有的通讯网和互联网基础上，物联网通过各种接入设备与移动通讯网和互联网相连，包括信息存储、查询、管理等。网络层中的感知数据管理与处理技术是实现以数据为中心的物联网的核心技术。感知数据管理与处理技术包括传感网数据的存储、查询、分析、挖掘、理解以及基于感知数据决策和行为的理论和技术。
应用层可利用经过分析和处理的感知数据，为用户提供丰富的特定服务。如：监控，智能查询，智能控制，智能管理等。
物联网的三维概念模型如图1所示。

1 溯源的关键技术研究
在畜产品溯源中，物联网技术起着关键的作用。在养殖环节，首先要对家畜进行标识。标识类型包括静态和动态两种属性：静态属性可以直接存储在标签中。动态属性需要先由传感器实时探测，用识别设备完成对家畜属性的读取，并将信息转换为适合网络传输的数据格式：家畜的信息通过网络传输到信息处理中心(处理中心可能是分布式的，如家里的电脑或者手机，也可能是集中式的，如中移动的IDC)，再由处理中心完成畜产品通信的相关计算。
1．1 家畜个体标识和产品标识
在养殖环节，考虑到种畜禽具有生命周期长、解决价值高以及精细饲养管理水平的特点，笔者认为不宜采用农业部现行的商品畜禽的标识技术，本项目将结合高频(13．56 MHz)、双频RFID 芯片(125 kHz和6．8 MHz)或低频RFID(125 kHz～135 Hz)的技术规格，筛选提出适合主要种畜禽个体或小群体的标识技术，然后逐步推广应用RFID电子标签。
而在屠宰环节，则根据屠宰特点，选用900 MHz超高频RFID溯源标签。
1．2 研制开发标识和识别产品套件
识别产品套件的研制开发除芯片以外，还包括全线动物识别RFID标签产品，同时开发适用于种畜禽RFID标识的标签、二维码、条形码、阅读器及局域网天线系统等。
另外，还要定制开发不同家畜佩戴的RFID或二维码标签，制订相关产品的技术标准和技术规范；研究制订信息采集标准、数据接口标准、数据交换协议等；研究开发适合养殖场、道口、兽医检疫、免疫、挤奶站和屠宰场的手持机系统。
1．3 编码、赋码、位数与代码转换
本项目在养殖环节按衣业部现行标准15位进行编码。而在屠宰环节，当动物进场时，首先登记动物信息(耳标、检疫证等，注意这时候可能有一证多头的情况)，形成场内动物信息标识自编号(10位，其中6位年月日+4位流水，如1012050095，可写入到RFID的内部循环标签中)。
宰前检疫：主要是记录单品的检疫结果信息(耳标、RFID场内编号)。
准宰通知：开具准宰通知(产生准宰通知编号，记录耳标、RFID场内编号)。
宰后检疫：主要是记录单品的检疫结果信息(耳标、RFID场内编号)，如果肉品异常，该环节除了记录检验结果外，还需记录结果处理信息。
耳标条码转换：主要是扫描耳标号，记录分割数量，生成肉品条码(13位．其中6位年月日+4位流水+2位产品号+1位效验位，如101205009 5017，一头动物产生的肉品条码可以相同)，系统同时记录加工时间、操作人、生产厂商信息。
其编号规则遵从中国物品编码中心商品编码规范EAN-13编码标准。