基于RFID的生豬溯源系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
1 生豬溯源系統(tǒng)
1.1 生豬肉品質(zhì)量信息溯源系統(tǒng)
生豬肉品質(zhì)量信息溯源系統(tǒng)是面對管理轄區(qū)內(nèi)的生豬養(yǎng)殖場、定點屠宰場、冷鏈運輸環(huán)節(jié)、肉品批發(fā)市場、農(nóng)貿(mào)市場的肉品攤位、大型超市和大賣場、餐飲企業(yè)和定點單位的生豬及肉制品的質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)。系統(tǒng)利用綁定在生豬以及豬肉上的RFID電子標簽與供應(yīng)鏈上各業(yè)務(wù)用戶不同IC身份卡信息相關(guān)聯(lián),通過無線傳輸技術(shù)實時上傳供應(yīng)鏈上豬肉的流向變化到中心數(shù)據(jù)庫,各業(yè)務(wù)用戶按權(quán)限登錄平臺系統(tǒng)可以隨時獲取自身在政府數(shù)據(jù)中心存儲的每日業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。
基于RFID物聯(lián)網(wǎng)的生豬溯源系統(tǒng),是以信息共享為最終目的,面向企業(yè)、消費者和政府監(jiān)管部門的服務(wù)平臺,通過應(yīng)用RFID物聯(lián)網(wǎng),對豬肉產(chǎn)品在供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)的信息進行跟蹤,為豬肉產(chǎn)品的可追溯提供強大的數(shù)據(jù)支持。
1.2 豬肉溯源監(jiān)管系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
(1)成都市豬肉質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)
該豬肉質(zhì)量安全溯源監(jiān)管系統(tǒng)是第一個基于成都云計算平臺成功部署的電子政務(wù)應(yīng)用[1],系統(tǒng)可對豬肉制品整個供應(yīng)鏈提供信息服務(wù),對包括養(yǎng)殖、加工、流通和銷售在內(nèi)的各個環(huán)節(jié),實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)跟蹤和實時的監(jiān)管決策,自2009年8月正式上線以來,已經(jīng)穩(wěn)定運行了2 000多個小時;目前所有進入成都市中心城區(qū)的白條豬基本都綁定了溯源芯片、進入系統(tǒng)監(jiān)管范圍,可以實時追溯其產(chǎn)地、來源、渠道以及檢疫流程。
(2)國外研究
從20世紀90年代開始,沿生產(chǎn)鏈追溯肉類食品的安全可靠性,引起了世界范圍內(nèi)不同經(jīng)濟體的關(guān)注。如歐盟在2000~2002年立項資助了24家包括進口商、加工商、出口商和研究院(所)代表參加的“水產(chǎn)品溯源”項目[2]。其目標是為生產(chǎn)鏈的可追溯性確認信息的需求,并為溯源數(shù)據(jù)的電子收集與發(fā)布形成自愿的工業(yè)標準。這些資源的標準成為歐盟2005年強制的追溯要求的依據(jù)。FREDENKSON T L[3]等為丹麥的鮮水產(chǎn)品供應(yīng)鏈利用條形碼技術(shù)和列貨運包裝箱代碼(SSCC)開發(fā)了水產(chǎn)品溯源系統(tǒng),該系統(tǒng)可確認每一貨源單元和跟蹤每個派送產(chǎn)品,成功地顯示了溯源的內(nèi)涵。
2 系統(tǒng)總體架構(gòu)
2.1 系統(tǒng)設(shè)計
針對生豬肉品安全監(jiān)管特點,本系統(tǒng)分手持RFID讀寫器、數(shù)據(jù)處理軟件和網(wǎng)站3個部分。前端連接RFID讀寫器掃描豬肉耳標,掃描所得的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)處理軟件中存儲和處理,并將數(shù)據(jù)通過溯源網(wǎng)站開放,供用戶查詢溯源信息。生豬溯源管理系統(tǒng)用例圖如圖1所示。
2.2 體系結(jié)構(gòu)
軟件體系結(jié)構(gòu)是描述某一特定應(yīng)用領(lǐng)域中系統(tǒng)組織方式的慣用模式。目前流行的數(shù)據(jù)庫軟件開發(fā)模式中,軟件體系結(jié)構(gòu)有C/S結(jié)構(gòu)、B/S結(jié)構(gòu)和C/S與B/S混合結(jié)構(gòu)3種[4]。軟件體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計和選擇,直接影響到最終系統(tǒng)軟件的使用和維護工作。豬肉食品安全溯源管理系統(tǒng)采用B/S和C/S混合模式的軟件體系結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,在RFID讀寫器和數(shù)據(jù)處理軟件端采用C/S架構(gòu),使數(shù)據(jù)處理更加快捷方便;在溯源網(wǎng)站端采用B/S架構(gòu)。軟件體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
3 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)
3.1 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計
溯源管理系統(tǒng)模塊分為豬只飼養(yǎng)管理、豬只檢疫、豬只屠宰3個子模塊,外加一個溯源網(wǎng)站模塊。飼養(yǎng)管理模塊首先對進入豬場的仔豬信息進行登記,在飼養(yǎng)過程中要及時提交并記錄喂養(yǎng)飼料信息、疾病及其防治信息;豬只檢疫模塊提交豬只檢疫所使用的疫苗信息;豬只屠宰模塊提供豬只屠宰場信息以及負責將豬只養(yǎng)殖、檢疫、屠宰信息與豬肉標牌關(guān)聯(lián)。系統(tǒng)的功能模塊如圖3所示。
(1)豬只飼養(yǎng)模塊:豬只飼養(yǎng)模塊主要利用RFID讀寫器在豬只耳標中寫入豬只從出生到出欄整個過程中飼養(yǎng)情況信息。需要采集的信息包括母豬品種、出生日期、飼料名稱、飼料量、飼養(yǎng)農(nóng)場信息,并將這些信息上傳到中心數(shù)據(jù)庫。
(2)豬只檢疫模塊:檢疫人員能通過豬只檢疫模塊讀取豬只相關(guān)信息,并根據(jù)讀取的信息對豬只進行檢疫。需要采集的信息包括檢疫人員姓名、疫苗名稱、檢疫日期,采集的信息寫入豬只耳標RFID,并且上傳到中心數(shù)據(jù)庫,與豬只飼養(yǎng)信息關(guān)聯(lián)。
(3)豬只屠宰管理:主要是為了采集屠宰場內(nèi)豬只信息,包括屠宰場名稱、屠宰日期,采集的信息上傳到中心數(shù)據(jù)庫,并且與豬只耳標內(nèi)的飼養(yǎng)信息、檢疫信息關(guān)聯(lián),一起寫入豬肉標牌,供以后溯源查詢使用。
(4)溯源查詢網(wǎng)站:經(jīng)過飼養(yǎng)模塊、檢疫模塊、屠宰模塊處理之后的信息存儲在中心數(shù)據(jù)庫和豬肉標牌內(nèi),用戶購買到肉制品之后,通過豬肉標牌上的ID號查詢溯源網(wǎng)站,可以查詢到記錄的飼養(yǎng)、檢疫、屠宰信息。
3.2 系統(tǒng)詳細設(shè)計
(1)數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)
?、亠曫B(yǎng)信息如表1所示。飼養(yǎng)信息記錄生豬飼養(yǎng)場地和畜種等信息,供溯源查詢時確定生豬起源使用。
②檢疫信息如表2所示。檢疫信息表記錄生豬檢疫疫苗情況及檢疫時間,供溯源查詢時確定檢疫信息使用。
③屠宰信息如表3所示。屠宰信息表記錄豬只屠宰場、屠宰時間和豬肉標牌信息,供溯源查詢時確定屠宰信息使用。
(2)流程
豬只飼養(yǎng)、檢疫、屠宰流程如圖4~圖6所示,這些流程是為了以后的溯源查詢提供數(shù)據(jù)源。溯源查詢流程圖如圖7所示,描述豬肉顧客溯源查詢過程。
4 生豬溯源管理系統(tǒng)應(yīng)用
生豬溯源管理系統(tǒng)部署在養(yǎng)殖場、屠宰場、豬肉超市等地[5]。養(yǎng)殖場豬出生之后必須佩帶RFID耳標,標示豬只養(yǎng)殖信息和檢疫信息;屠宰場將耳標信息轉(zhuǎn)移到豬肉標牌上;超市顧客可以通過豬肉標牌上的豬肉ID查詢溯源網(wǎng)站,查到豬只的詳細信息。