易瑜

摘 要：研究利用RFID技術(shù)建立一個(gè)“廣益康”湘西黑豬肉跟蹤追溯系統(tǒng).在“廣益康”湘西黑豬肉供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)中，應(yīng)用RFID技術(shù)采集和記錄相關(guān)信息，并上傳到數(shù)據(jù)中心，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)“廣益康”湘西黑豬肉的跟蹤和追溯，確保“廣益康”湘西黑豬肉的質(zhì)量安全，讓消費(fèi)者吃到放心的“廣益康”湘西黑豬肉。

關(guān)鍵詞：RFID 跟蹤 追溯 數(shù)據(jù)中心

1.引言

“廣益康”黑豬由湖南廣益集團(tuán)獨(dú)家研發(fā)，國內(nèi)育種專家、享受國務(wù)院政府津貼的孫宗炎教授領(lǐng)銜攻關(guān)，它是湘西黑豬、沅陵黑豬、黔邵花豬和梅山土豬最新科研育種成果。廣益康黑豬因其肉質(zhì)細(xì)嫩滑爽、鮮美醇香、食品安全性好，黑豬肉一上市，立即驚爆市場，深受消費(fèi)者歡迎?！皬V益康”湘西黑豬肉在2010、2011、2012連續(xù)三年獲得中國（湖南）國際農(nóng)博會(huì)金獎(jiǎng)的基礎(chǔ)上，2012年9月份又榮獲第十屆中國國際農(nóng)產(chǎn)品交易會(huì)豬肉類產(chǎn)品的唯一金獎(jiǎng)，在中國中部國際農(nóng)博會(huì)上深得廣大消費(fèi)者和專家評(píng)審團(tuán)的好評(píng)，盡管市場均價(jià)每公斤達(dá)39.6元，但產(chǎn)品供不應(yīng)求，市民回頭率達(dá)90%以上。

本文將研究構(gòu)建基于RFID技術(shù)的“廣益康”湘西黑豬肉跟蹤追溯系統(tǒng)，全程監(jiān)控“廣益康”湘西黑豬生產(chǎn)過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)?！皬V益康”湘西黑豬從出生開始，就會(huì)佩戴一個(gè)含有芯片的電子耳標(biāo)，被賦予唯一的ID身份。芯片時(shí)刻記錄“廣益康”湘西黑豬從育種到生長、檢疫、加工再到銷售各個(gè)環(huán)節(jié)的安全信息.佩戴“身份證”后，不僅可以保護(hù)“廣益康”湘西黑豬品牌，還使其身價(jià)倍增。

2.RFID工作原理

通常來說，一個(gè)最基本的RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽、天線和讀寫器三部分組成.如圖1所示。標(biāo)簽（Tag）：由禍合元件與芯片組成，芯片中存有數(shù)據(jù)，附在物體上（或嵌入物體內(nèi)部）以標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象，用于和射頻天線間進(jìn)行通信；天線（Antenna）：發(fā)射射頻電波信號(hào)和接收標(biāo)簽傳遞回來的射頻信號(hào)；讀寫器（Reader）：通過天線來讀取或?qū)懭霕?biāo)簽信息的設(shè)備，與上層控制計(jì)算機(jī)通信.讀寫器有手持式和固定式的。RFID技術(shù)的基本工作原理為：讀寫器通過天線發(fā)送出射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入天線工作的磁場范圍時(shí)，就可以接收到讀寫器發(fā)出的射頻信號(hào)，內(nèi)置射頻耦合元件憑借電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，標(biāo)簽這時(shí)獲得能量被激活，并將存儲(chǔ)在芯片中的編碼信息通過內(nèi)置天線發(fā)送出去，或者由標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)；天線接收到來自標(biāo)簽的載波信號(hào)，經(jīng)系統(tǒng)天線調(diào)制器傳送給讀寫器，讀寫器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行讀取信息并解碼后，傳送給上層控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行有關(guān)的數(shù)據(jù)處理；控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)判斷標(biāo)簽的合法性后，將做出相應(yīng)的處理和控制。

圖1 RFID工作原理3.豬肉跟蹤追溯系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，為“廣益康”湘西黑豬肉供應(yīng)鏈上的各個(gè)環(huán)節(jié)提供統(tǒng)一的信息平臺(tái)。在豬肉供應(yīng)鏈中，采用RFID標(biāo)簽作為溯源信息的載體。個(gè)體豬在養(yǎng)殖過程中以RFID耳標(biāo)標(biāo)識(shí)，屠宰后在RFID標(biāo)簽上記載信息，在批發(fā)市場和銷售終端將豬肉流通信息寫入RFID標(biāo)簽。豬肉產(chǎn)品進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)后，供應(yīng)鏈的下游企業(yè)用RFID技術(shù)采集關(guān)鍵信息并上傳至信息平臺(tái)，信息平臺(tái)完成溯源信息的前后連接，并與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。根據(jù)所形成的完整的信息鏈，供應(yīng)鏈上的各個(gè)實(shí)體均可在供應(yīng)鏈的不同位置，在系統(tǒng)平臺(tái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行信息的跟蹤與追溯。

該信息平臺(tái)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，“廣益康”湘西黑豬產(chǎn)品供應(yīng)鏈上的各企業(yè)以及消費(fèi)者可以憑各自的權(quán)限登錄系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳和查詢?！皬V益康”湘西黑豬肉跟蹤與追溯系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 “廣益康”湘西黑豬肉跟蹤與

追溯系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)4.豬肉跟蹤追溯系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程的設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)全程的跟蹤和追溯，需要在“廣益康”湘西黑豬肉供應(yīng)鏈的各關(guān)鍵點(diǎn)（生豬養(yǎng)殖場、屠宰場、批發(fā)市場和零售商）設(shè)置控制點(diǎn)，使用RFID標(biāo)簽記錄跟蹤追溯所需的信息。

4.1生豬養(yǎng)殖環(huán)節(jié)

生豬的養(yǎng)殖是整個(gè)系統(tǒng)流程中的第一個(gè)環(huán)節(jié)，也是周期最長的一個(gè)環(huán)節(jié)，使用養(yǎng)殖信息采集系統(tǒng)記錄生豬從出生到出欄的所有信息，對(duì)“廣益康”湘西黑豬的追溯有著非常重要的意義。生豬養(yǎng)殖會(huì)經(jīng)歷配種、懷孕、待產(chǎn)、仔豬、商品豬等不同的階段，仔豬出欄后將給它佩戴具有唯一標(biāo)識(shí)碼的RFID電子耳標(biāo)，并通過這個(gè)電子耳標(biāo)把小豬的上輩信息關(guān)聯(lián)起來。在養(yǎng)殖過程中，養(yǎng)殖人員通過RFID手持讀寫器將母豬、仔豬和成品豬的飼料信息、防疫信息、用藥信息、檢疫信息等寫入掛在豬耳朵的RFID電子標(biāo)簽，并通過ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)傳送到養(yǎng)殖信息采集系統(tǒng)，信息采集系統(tǒng)收到后，自動(dòng)實(shí)時(shí)地上傳到豬肉跟蹤追溯系統(tǒng)中心數(shù)據(jù)庫。當(dāng)生豬出欄運(yùn)往屠宰場時(shí)，工作人員用讀寫器將肉豬的出欄批號(hào)和目的地等出欄信息寫進(jìn)RFID電子耳標(biāo)，并傳送到養(yǎng)殖信息采集系統(tǒng)和中心數(shù)據(jù)庫。 RFID技術(shù)和ZigBee技術(shù)在“廣益康”湘西黑豬養(yǎng)殖場的應(yīng)用，極大地提高了企業(yè)養(yǎng)殖管理的工作效率，也為“廣益康”湘西黑豬肉的溯源提供了重要的源頭信息。

4.2屠宰加工環(huán)節(jié)

屠宰加工環(huán)節(jié)是豬肉整個(gè)生產(chǎn)流程中最為復(fù)雜的一個(gè)環(huán)節(jié)。肉豬屠宰加工的時(shí)間比較短，但是環(huán)節(jié)卻很多。生豬運(yùn)到屠宰場后，首先由檢疫人員查檢產(chǎn)地檢疫證、消毒證、免疫卡等合法證件，查證、驗(yàn)證無誤后，生豬就可進(jìn)入待宰區(qū)，通過RFID讀寫器采集并記錄生豬來源、收購數(shù)量、檢疫證、收購日期等信息，接著傳送給屠宰加工信息采集系統(tǒng)，建立生豬屠宰加工電子檔案，并由采集系統(tǒng)自動(dòng)上傳至中心數(shù)據(jù)庫，而不合格的生豬將采取措施控制。如果遇到病豬，讀寫器立刻讀取RFID電子耳標(biāo)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行追溯，并上報(bào)檢疫單位，同時(shí)采取無害化處理等措施進(jìn)行控制。生豬進(jìn)入屠宰加工流水線后，屠宰完的豬肉肌體，將會(huì)綁定新的RFID電子標(biāo)簽。同時(shí)，讀寫器對(duì)原來電子耳標(biāo)的數(shù)據(jù)讀取，并寫入新的RFID電子標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)標(biāo)識(shí)的連續(xù)性和唯一性。接著向新標(biāo)簽寫入流水線上采集到的數(shù)據(jù)信息，如屠宰時(shí)間、屠宰場編號(hào)、屠宰批號(hào)、月同體重量、宰后檢疫信息以及冷卻信息等，并上傳信息采集系統(tǒng)和中心數(shù)據(jù)庫。為了建立起豬肉和生豬的關(guān)聯(lián)，達(dá)到屠宰加工環(huán)節(jié)信息跟蹤與追溯的目的，我們可以設(shè)置屠宰批號(hào)與養(yǎng)殖場提供的生豬出欄批號(hào)相對(duì)應(yīng)，這樣就可以根據(jù)屠宰批號(hào)追查出肉豬什么時(shí)候進(jìn)場，什么時(shí)候進(jìn)行屠宰，由哪里的養(yǎng)殖場飼養(yǎng)等信息，實(shí)現(xiàn)豬肉的跟蹤和追溯。

4.3批發(fā)環(huán)節(jié)

豬肉到達(dá)批發(fā)市場后，批發(fā)市場檢測中心對(duì)豬肉產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的檢測，不合格的產(chǎn)品立刻追溯并采取措施進(jìn)行處理，合格產(chǎn)品就可進(jìn)行批發(fā)。批發(fā)商將用批發(fā)市場專用RFID電子標(biāo)簽替換來自屠宰場的電子標(biāo)簽，然后使用讀寫器讀取來自屠宰場的電子標(biāo)簽信息，并寫入批發(fā)市場專用RFID電子標(biāo)簽。批發(fā)交易后，將交易的相關(guān)信息寫入電子標(biāo)簽，同時(shí)把所采集的數(shù)據(jù)信息上傳信息采集系統(tǒng)和中心數(shù)據(jù)庫。

4.4銷售環(huán)節(jié)

在銷售環(huán)節(jié)，對(duì)銷售場所和豬肉產(chǎn)品檢測與監(jiān)控，對(duì)RFID電子標(biāo)簽寫入商品豬肉的庫存量和銷售記錄，將銷售過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息寫入并上傳到銷售信息采集系統(tǒng)和中心數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者對(duì)豬肉全過程的信息查詢。在農(nóng)貿(mào)市場、超市、便民肉店等零售終端，配備具有RFID標(biāo)簽的閱讀功能和信息處理功能的專用電子稱，讀取電子標(biāo)簽信息后且稱量每塊切割的豬肉時(shí)，自動(dòng)打印銷售憑證，并在上面標(biāo)注豬肉識(shí)別碼，同時(shí)將每次稱重?cái)?shù)據(jù)上傳信息采集系統(tǒng)，再通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳到中心數(shù)據(jù)庫。配置自助終端查詢機(jī)，消費(fèi)者只要通過電子標(biāo)簽的識(shí)別碼進(jìn)行查詢，或者通過工Internet、短信的方式輸入豬肉產(chǎn)品識(shí)別碼，就可以查詢所購買豬肉的質(zhì)量信息，即可以知道所買豬肉在哪里養(yǎng)殖、在哪里屠宰加工、檢驗(yàn)檢疫是否合格等信息。

5.終端查詢系統(tǒng)設(shè)計(jì)

5.1設(shè)計(jì)流程

終端查詢?nèi)繎?yīng)用程序采用Microsoft Visual Stu-dio.NET2008面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)以及C#語言開發(fā)，服務(wù)采用Windows IIS服務(wù)器和ASPNET語言搭建。對(duì)數(shù)據(jù)庫更新采用了web Service ，XML文件包、Excel文件包等多種手段，以適應(yīng)不同網(wǎng)絡(luò)情況，達(dá)到方便、快捷和最優(yōu)化使用。終端系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)流程如圖3所示。

5.2頁面設(shè)計(jì)

前臺(tái)提供查詢，布局為左右結(jié)構(gòu)，點(diǎn)擊左邊的主題，在右邊輸入相應(yīng)的查詢關(guān)鍵字，查詢結(jié)果顯示在右邊部分頁面。后臺(tái)管理，也設(shè)置為左右結(jié)構(gòu)，左邊包括了所有的管理模塊。點(diǎn)擊左邊的模塊，右邊進(jìn)入相應(yīng)的管理頁而。由于左邊的管理模塊內(nèi)容多，設(shè)計(jì)為可以展開和收縮的類型。

圖3 設(shè)計(jì)流程圖 6.結(jié)束語

本文所研究的“廣益康”湘西黑豬肉跟蹤追溯系統(tǒng)，通過RFID記錄整條供應(yīng)鏈上的所有信息，并展示給消費(fèi)者，讓消費(fèi)者能買到純正、優(yōu)質(zhì)、安全的廣益康湘西黑豬，真正吃到放心的“廣益康”湘西黑豬肉。而全程的追蹤和溯源可提高“廣益康”湘西黑豬自身價(jià)值和品牌效應(yīng)，帶來非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

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基金項(xiàng)目：本文為2013年湖南省教育廳科研課題（編號(hào)： 13C788）；2012年婁底市科技計(jì)劃項(xiàng)目“基于RFID技術(shù)生豬質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”、 2013年婁底市科技計(jì)劃項(xiàng)目“ 礦山安全智能監(jiān)測無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究”的研究成果；婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院重點(diǎn)項(xiàng)目（2013ZK013、LZJY13ZZC32）的研究成果。