王南南

（河北經(jīng)貿(mào)大學(xué) 食品質(zhì)量與安全管理專業(yè)，河北 石家莊 050061）

基于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的豬肉制品溯源與預(yù)警系統(tǒng)

王南南

（河北經(jīng)貿(mào)大學(xué) 食品質(zhì)量與安全管理專業(yè)，河北 石家莊 050061）

簡要介紹了基于數(shù)據(jù)庫的溯源系統(tǒng)，利用RFID技術(shù)讀取和記錄動物生長過程中的信息，將這些信息上傳至后臺服務(wù)器。消費者可以通過掃描印制在動物食品上的二維碼訪問數(shù)據(jù)庫，了解動物的生產(chǎn)加工流程；當(dāng)某個產(chǎn)品出現(xiàn)問題可以直接追溯到養(yǎng)殖單位。通過數(shù)據(jù)庫資料的分析和監(jiān)控，可以監(jiān)測動物的生長過程，當(dāng)有疫情等不良征兆時，做到及時預(yù)報預(yù)警和處理。

數(shù)據(jù)庫；食品溯源系統(tǒng)；RFID技術(shù)

隨著人們生活水平的提高，食品安全問題逐漸成為人們關(guān)注的焦點，越來越多的人希望食品的生產(chǎn)和加工等過程更加透明化，尤其是對于動物性食品，因此便催生了食品溯源技術(shù)。我國的食品質(zhì)量安全追溯體系建設(shè)的速度正呈現(xiàn)加速走勢，借助信息化手段，建立完善與健全的食品追溯體系，不僅可以滿足消費者對產(chǎn)品信息的可追溯性需求，實現(xiàn)企業(yè)、消費者雙方受益，同時也將提高我國食品生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平。

1 溯源系統(tǒng)的構(gòu)建

數(shù)據(jù)庫是按照數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫。構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，首先需要對數(shù)據(jù)庫的功能進行需求分析，針對所需要的功能，進行特定的程序編寫。文章以豬肉熟食制品的溯源系統(tǒng)為例，構(gòu)建一個生豬飼養(yǎng)過程的監(jiān)測、記錄以及后期方便進行溯源的數(shù)據(jù)庫。

在豬生長的過程中需要監(jiān)測的項目有很多，文章對豬成長過程中的生長速率進行監(jiān)測：對于一般標(biāo)準(zhǔn)飼養(yǎng)的豬，其在每個時期生長速率是在一定范圍內(nèi)的，可以通過實驗，得出不同種類豬的生長曲線，得知其生長速率，然后對實際飼養(yǎng)過程進行監(jiān)測，定時測量豬的體重，將測量的結(jié)果錄入數(shù)據(jù)庫，同時生成即時的生產(chǎn)曲線，在出欄后形成完整的曲線，通過生長曲線系統(tǒng)形成對其生長過程的評估。溯源系統(tǒng)的建立，是以數(shù)據(jù)庫為中心的，而數(shù)據(jù)庫的建立，重點則是數(shù)據(jù)的獲取。在幼豬出生的時候，對其用RFID標(biāo)簽進行標(biāo)記，記錄產(chǎn)地、飼養(yǎng)單位和初始的檢疫結(jié)果，同時在飼養(yǎng)的過程定期中對每只豬的質(zhì)量、檢疫結(jié)果等進行記錄，將這些數(shù)據(jù)即時錄入數(shù)據(jù)庫，該標(biāo)簽直到宰殺時才被取下，同時在宰殺時，對于每一只標(biāo)簽，生成特定的二維碼，方便后期查詢。

2 數(shù)據(jù)采集與處理

數(shù)據(jù)采集是數(shù)據(jù)庫的重要環(huán)節(jié)，只有數(shù)據(jù)采集可靠，才能保證數(shù)據(jù)庫的可信度，因此需要對每一只豬進行特異性編碼，這就用到了RFID技術(shù)。RFID系統(tǒng)工作原理是：當(dāng)標(biāo)簽進入讀寫器天線的感應(yīng)區(qū)后，接收讀寫器發(fā)送的射頻信號，當(dāng)自身的能量被激活后，將存儲在芯片中的編碼信息通過自身內(nèi)置天線發(fā)送給讀寫器；閱讀器對接收的信號進行解調(diào)和解碼，然后通過RS232或RS485接口送至后臺信息系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。針對不同的應(yīng)用環(huán)境和不同的應(yīng)用物體，分別有不同頻段的閱讀器和不同種類的標(biāo)簽。

常見的RFID系統(tǒng)的設(shè)備有：標(biāo)簽（耳標(biāo)）、手持式讀寫器、固定式讀寫器和圓極化天線，都工作在超高頻的頻率范圍，用于動物養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的監(jiān)控管理。通過RFID標(biāo)簽記錄養(yǎng)殖基本信息，RFID讀寫器與圓極化天線連接用來讀取標(biāo)簽記錄的信息并上傳到后臺系統(tǒng)，同步到信息數(shù)據(jù)庫中，從而實時監(jiān)控動物的養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的全過程。

利用RFID系統(tǒng)，在幼豬出生或者入欄進行飼養(yǎng)時，對其進行標(biāo)記，在其生長過程中，每過一定時間，采集一次它的重量數(shù)據(jù)W，將采集時間和數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫。通過采集到的豬生長過程中的質(zhì)量，通過編程，可實現(xiàn)即時的生長曲線擬合，以判斷豬的生長階段和反映它的健康狀況。文章試著對上述生長過程中質(zhì)量的記錄表擬合了生長曲線，如圖1所示。

圖1 生長曲線擬合

3 溯源與預(yù)警

溯源并不是簡單地找到源頭以便追責(zé)，溯源系統(tǒng)可以理解為每一份肉制品的源頭，包括產(chǎn)地、飼養(yǎng)單位、飼養(yǎng)方式。溯源系統(tǒng)可以為消費者或者研究人員提供更多的信息，如前文所分析的每頭豬的生長曲線，使消費者在購買豬肉制品的時候，能夠更清晰的了解自己所購買的食品是否健康，做到更加放心的使用。

當(dāng)成年豬出欄以后，需要進行宰殺、加工制成豬肉制品，此時就不能再使用RFID標(biāo)簽進行識別，此時需要用到QR Code二維碼記錄產(chǎn)品的追溯信息。

QR Code（快速響應(yīng)矩陣碼）是一種矩陣式二維碼。QR Code碼通過深色模塊表示二進制“1”，淺色模塊表示二進制“0”的方式表示數(shù)據(jù)。QR碼具有較強的糾錯能力，糾錯等級分為L級（糾錯7%）、M級（糾錯15%）、Q級（糾錯25%）、H級（糾錯 30%）。除此之外，QR碼還具有以下特點：①全方位快速識讀：在QR碼的識讀過程中，QR碼的三個角上的探測圖形可用來確定方向、位置和尺寸，識讀設(shè)備可對其進行全方位的識讀，并且QR碼識讀速度較快，每秒可識讀30個含有100個字符的QR碼符號；②有效的表示漢字：QR碼利用特定的數(shù)據(jù)壓縮模式來表示漢字。③存儲信息量大：與一維條碼相比，QR碼不僅能夠存儲多種類型信息，如數(shù)字型數(shù)據(jù)、字母數(shù)字型數(shù)據(jù)以及中國漢字等，而且存儲的信息量也大，其中可以存儲中國漢字1817個字符。

在宰殺和加工過程中，將豬身上的耳標(biāo)取下，針對每個標(biāo)簽，生成一條特異的二維碼，將每頭豬所生產(chǎn)出的肉制品區(qū)分開，并且在包裝上印制這條二維碼，此二維碼鏈接至數(shù)據(jù)庫的消費者顯示端。通過互聯(lián)網(wǎng)，消費者可以查詢自己所購買的肉制品的出處、宰殺時間以及它在養(yǎng)豬場時的生長狀態(tài)和生長速率是否合理。同時在產(chǎn)生食品安全問題的時候，可以通過此二維碼的掃描迅速得知飼養(yǎng)單位，以便追責(zé)，同時研究分析人員也可以根據(jù)數(shù)據(jù)庫中記錄的豬生長過程、加工過程的詳細信息探究產(chǎn)生問題的原因。

預(yù)警系統(tǒng)，是針對豬在飼養(yǎng)過程中，通過數(shù)據(jù)的采集和錄入，經(jīng)過數(shù)據(jù)庫的即時分析和處理后，得出豬的健康狀態(tài)。若分析結(jié)果為異常，則需要進行排查原因，直至問題查清為止。

預(yù)警示例：在測量出隨時間變化豬的質(zhì)量變化后，可計算出ADG，平均日增重量，如前文所述，首先通過實驗，得出豬在生長中每個時期標(biāo)準(zhǔn)的日增重量范圍，當(dāng)超過這一范圍或者低于此范圍時，表示此豬有可能出現(xiàn)異常狀況，生病或者誤食激素類飼料，此時數(shù)據(jù)庫的處理結(jié)果會顯示警報，提醒飼養(yǎng)人員需要進行原因排查，直到它的生長曲線恢復(fù)正常。

不僅如此，通過生長曲線，我們還可以指導(dǎo)飼養(yǎng)過程中的其他問題。比如圖1中顯示，豬的成長過程呈現(xiàn)S型曲線：初期成長呈緩慢趨勢，由于幼豬剛剛飼養(yǎng)需要一個適應(yīng)期，中期為快速增重，后期又趨于平穩(wěn)，此時證明豬以成年，可以出欄。因此，通過即時的生長曲線，在飼養(yǎng)過程中，處于初期適應(yīng)階段的幼豬可加強營養(yǎng)的供給，中期需要加大飼料的供給量，當(dāng)曲線出現(xiàn)平緩時，成年豬便可及時出欄，以保證飼養(yǎng)的效率。

4 結(jié)論與展望

文章基于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用的豬肉制品溯源與預(yù)警系統(tǒng)，通過RFID技術(shù)對豬在生長、宰殺和加工成品過程實時監(jiān)測，完整記錄該過程的相關(guān)參數(shù)，并錄入到數(shù)據(jù)庫中，經(jīng)過程序?qū)?shù)據(jù)分析和處理，得出評價結(jié)果，通過QR Code二維碼技術(shù)對成品豬肉制品進行編碼，是消費者在購買到豬肉制品時能夠通過掃描二維碼得知豬肉的來源、飼養(yǎng)過程和豬的成長狀況，在出現(xiàn)安全問題時也能夠快速準(zhǔn)確的進行追溯，查到問題的源頭。同時在飼養(yǎng)過程中，通過數(shù)據(jù)庫的即時分析，可以對豬的異常狀態(tài)進行預(yù)警，以及時發(fā)現(xiàn)，盡快解決。

數(shù)據(jù)庫應(yīng)用到食品行業(yè)目前屬于比較新的課題，在數(shù)據(jù)庫的編程和構(gòu)建上，文章僅提供了一個思路，在后續(xù)的研究中，需要將數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容更加細化和豐富，以便能夠構(gòu)建可用性更好的溯源系統(tǒng)。

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Pork Products Resource and Early Warning System based on Database Application

WANG Nan-nan

（Food Quality and Safety Management，Hebei University of Economy and Trade，Shijiazhuang，Hebei 050061，China）

This paper briefly introduces the traceability system based on the database,using the RFID technology to read and record the information in the process of the growth of animals，and upload the information to the backend server.Consumers can scan the two-dimensional code printed on animal food to access the database，to understand the production and processing of animals，when a product can be traced directly back to the problem of breeding units.Through the analysis of database data and monitoring，can monitor the growth process of animals，when there are bad signs such as the epidemic,so that timely warning and processing.

database；food traceability system；RFID technology

TS251.7

A

2095-980X（2017）01-0073-02

2016-12-26

王南南（1992-），女，河北吳橋人，碩士，主要研究方向：食品質(zhì)量保障體系構(gòu)建。