一种基于物联网技术的金昌肉羊可溯源系统
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作者:田建荣
摘 要：本文通过对金昌市肉羊生产现状及实际需求的实地考察和对国家农业生产管理和质量追溯政策态度的基础上，基于物联网等高新信息技术，对肉产品生产、加工、流通和消费进行全过程监管，可以实现肉产品“从养殖到餐桌”的全称透明化，开发了一种基于物联网RFID和二维码技术的甘肃金昌肉羊可溯源系统，系统包括肉羊标记养殖模块、肉羊检疫屠宰模块、肉羊冷冻运输模块、肉羊分解销售及终端查询模块。该溯源系统不仅可以大大提高畜牧业科技水平，带动经济增长，改善农民生活水平，还可以提高消费者对肉食品安全消费的信心，同时将带动物联网在畜牧业等领域应用的潜在市场。
关键词：肉羊;溯源系统;溯源模块
甘肃省金昌市地处西北，自然条件比较严酷，但地理过渡性较强，生态和气候类型多样，生物资源丰富，在特色畜牧业发展方面优势明显。近年来，金昌市以转变畜牧业发展方式为主线，全力推进现代畜牧业建设，金昌肉羊、永昌白山羊产业结构持续优化，已成为甘肃省重要羊肉生产基地。但近年来，各种重大畜禽产品安全事件频繁发生，口蹄疫、猪流感、禽流等各种食品安全事故和隐患呈迅速扩展和蔓延之势，[1]牲畜肉类安全问题成为民众关注的热点问题，引起了社会各界的高度重视，[3-4]而基于物联网无线射频技术和二维码识别技术的肉羊溯源系统的成功运用，为羊肉食品安全追溯提供了可靠的技术保障。[5]
1 RFID技术及二维码技术
1.1 RFID技术
RFID 标签（RFID tag 或 tag）包括一个具有一定计算能力和存储能力的芯片和一个耦合部件（如天线），[5]该标签可长距离或者短距离识别物体（生物或非生物），其原理就是利用非接觸微波射频信号。[4-5]RFID 标签在食品安全追溯方面起到关键作用。
1.2 二维码技术
二维条码（2-dimensional bar code）是在一维条码的技术之上发展而来的，[6]随着喷码技术、手机和其他移动电子设备技术的高速发展，二维码可存储丰富信息，且识别精度高，识别速度快，保密性强，加之其成本的低廉，对本项目的研究的推广起重要作用。
2 肉羊可追溯系统及具体实施方式
通过实地考察甘肃省金昌市肉羊生产现状及实际需求，调研国家对农业生产管理和质量追溯政策态度，研究了先进的物联网技术，又参与论证了本研究的商业可行性。继而，在此基础上参与了系统的结构设计，确定了本溯源系统涉及的技术领域，包括：短距离无线通讯、物联网网络技术、无线传感器网络、RFID技术、条形码和二维码技术。本研究的追溯系统是针对金昌市肉羊的出生达标、养殖、检疫、屠宰、加工、分割、销售、信息查询等各环节产品的全过程追溯系统。
2.1 牲肉羊养殖检疫信息系统模块
该模块的主要作用在于记录肉羊从出生到屠宰前的信息，包括：肉羊ID标识，检疫信息，饲养信息等。羊羔产生后技术员编制ID，采取喷码技术和RFID耳标为羊羔进行身份注册，并将数据上传至服务器。羊羔饲养过程中利用利用温湿度、继电器等物联网设备进行生长环境检测控制，该模块采用3D肉羊养殖模型、沙盘开发，模拟金昌肉羊的养殖环境，其各项三维模型同物联网设备进行链接，达到检测、监控、控制的作用，相关联数据在操作过程中自动上传服务器数据库中，并同ID进行信息匹配。模块还设计Pad数据采集系统，检疫人员可连接无线网络后可上传数据，养殖场摄像头采集检疫人员现场工作视频，留作质量管理的有力证据。
2.2 牲畜屠宰检疫模块
该模块主要作用在于采集、记录肉羊屠宰、检疫过程中真实可靠的数据，为达到该目的，综合摄像头监控技术、ZigBee无线组网技术和RFID标签识别技术。屠宰开始时利用肉羊的耳标与该模块建立联系，利用摄像头监控技术可全程监视肉羊屠宰、检疫、过秤、封装等各环节，保证其真实性，并将信息上传到服务器数据库。
2.3 牲畜养殖冷链运输环节模块
该模块主要作用在与监控运输车辆车厢中的温度和湿度，运输定位，同时保证运输交换过程中信息的无缝连接，模块中有温湿度监测、控制、摄像头监视控制、Gps定位等选项，监测数据通过无线移动设备实时上传相关数据至服务器。在车辆交换过程中通过摄像头进行监测，避免发生以次充好的事件。
2.4 肉羊消费信息管理系统模块
该模块主要作用在于销售时肉羊分解和子信息链接，同时让消费者及时的查询购买到的羊肉溯源信息。该模块中采用模拟3D货架设计，一只肉羊分解包装，然后利用智能溯源电子台秤添加子信息至该肉羊的信息库，其后采用喷码技术将包含信息喷至包装袋，其过程全程监控，结束后将信息上传至服务器，模块综合数据后显示在3D货架上。该模块制作相关手机APP，以方便消费者扫描肉品质量安全信息追溯码，即可查询出所购肉品的来源信息，最终保障肉类产品的质量安全。
3 结论
本文通过对金昌市肉羊生产现状及实际需求的实地考察的基础上，针对金昌市肉羊发展与管理现状，基于物联网等高新信息技术，通过RFID、二维码等信息感知传感器，开发研制基于物联网的甘肃省金昌市肉羊可追溯系统，实现对肉产品生产、加工、流通和消费进行全过程监管，可以实现肉产品“从养殖到餐桌”的全称透明化管理。同时，项目采用成熟易于推广的硬件设备，大大降低产品的成本，提高金昌肉羊养殖的科技水平，带动金昌地区经济增长，并促进物联网技术在肉羊生产中的应用与推广。
参考文献：
[1]任守纲，徐焕良，黎安，周光宏.基于RFID/GIS物联网的肉品跟踪及追溯系统设计与实现[J].农业工程学报，2015，26（10）：229-235.
[2]李春树.基于RFID和二维码技术的“盐池滩羊”可追溯系统[J].物联网技术，2015，5（02）：26-28.
[3]郑娜，金花.基于物联网的畜产品可追溯系统探析[J].黑龙江畜牧兽医，2017（02）：66-68+287.
[4]周世杰，张文清，罗嘉庆.射频识别（RFID）隐私保护技术综述.软件学报，2015，26（4）：960-976.
[5]李擎，郑德玲，唐勇，等.一种新的模糊遗传算法[J].北京科技大学学报，2014，23（1）：85-89.
[6]刘尧高峰，徐幸莲，等.基于 RFID/EPC 物联网的猪肉跟踪追溯系统开发[J].食品工业科技，2012，33（16）：49-52.
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