任娟娟 仝丹娜 朱鑫彥

(陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 陜西咸陽 712000)

我國是世界上人口最多的國家，而在我國國民日常飲食結(jié)構(gòu)中，肉產(chǎn)品占有較大的比例，因此我國擁有著十分巨大的肉產(chǎn)品消費(fèi)市場[1]。伴隨著我國經(jīng)濟(jì)近年來不斷發(fā)展騰飛，人民生活水平日益提高，對食品安全的要求也與日俱增[2]。對于肉產(chǎn)品質(zhì)量安全管理工作而言，由于從肉產(chǎn)品生產(chǎn)到消費(fèi)購買的過程中需要經(jīng)歷生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸以及銷售等諸多環(huán)節(jié)，涉及農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、質(zhì)監(jiān)等多個政府行政管理部門，因此具有較大的難度[3]。在此背景下，研究一種能夠?qū)θ猱a(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸以及銷售等整個過程進(jìn)行有效監(jiān)管的系統(tǒng)，無疑能夠保障肉產(chǎn)品的質(zhì)量安全，具有可觀的社會與經(jīng)濟(jì)價值。對于肉產(chǎn)品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的設(shè)計工作而言，其難點在于如何對肉產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸以及銷售等各環(huán)節(jié)相關(guān)信息進(jìn)行有效采集、傳輸以及管理[4]。針對這一問題，筆者提出一種基于RFID技術(shù)的肉產(chǎn)品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)設(shè)計方案。

1 RFID技術(shù)概述

RFID即射頻識別，是一種興起于20世紀(jì)末的非接觸式自動識別技術(shù)，不需人工操作就能夠在各種環(huán)境下實現(xiàn)識別工作[5]。

RFID技術(shù)的原理是將數(shù)據(jù)信息以編碼方案的形式寫入電子標(biāo)簽內(nèi)，讀寫器利用電磁耦合或者感應(yīng)耦合原理自動識別標(biāo)識對象的電子標(biāo)簽，并讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息[6]。RFID系統(tǒng)的基本組成如圖1。

圖1 RFID系統(tǒng)的基本組成

如圖1所示，RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫器以及應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成。讀寫器通過天線發(fā)出射頻信號；當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入識別范圍后，向讀寫器傳輸自身存儲的數(shù)據(jù)信息；讀寫器接收到數(shù)據(jù)信息后對其進(jìn)行解碼處理，然后將經(jīng)過解碼的數(shù)據(jù)信息傳輸至應(yīng)用系統(tǒng)；應(yīng)用系統(tǒng)對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理[7]。

2 系統(tǒng)需求分析(可增加各個環(huán)節(jié)對系統(tǒng)的功能需求)

肉產(chǎn)品質(zhì)量安全管理工作需要對肉產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售的整個供應(yīng)鏈進(jìn)行有效監(jiān)管，因此必須對該供應(yīng)鏈的各主要環(huán)節(jié)及參與者進(jìn)行研究分析。就目前來看，我國的肉產(chǎn)品供應(yīng)鏈一般如圖2所示。

圖2 肉產(chǎn)品供應(yīng)鏈

從圖2可以發(fā)現(xiàn)，目前我國肉產(chǎn)品供應(yīng)鏈可劃分為畜禽飼養(yǎng)、屠宰加工、物流配送以及肉產(chǎn)品銷售等主要環(huán)節(jié)，各環(huán)節(jié)參與者分別為畜禽養(yǎng)殖場、屠宰加工廠、物流運(yùn)輸企業(yè)以及肉產(chǎn)品銷售終端[8]。

據(jù)上述分析，可以確定本文所設(shè)計的肉產(chǎn)品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的用戶范圍。具體包括畜禽養(yǎng)殖場、屠宰場等各環(huán)節(jié)參與者；農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、質(zhì)監(jiān)等相關(guān)政府監(jiān)管部門[9]。

3 基于RFID的肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)應(yīng)用框架設(shè)計

基于RFID技術(shù)進(jìn)行肉產(chǎn)品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的具體設(shè)計，其應(yīng)用框架設(shè)計采用4層結(jié)構(gòu)，具體如圖3所示。

圖3 肉產(chǎn)品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)應(yīng)用框架

根據(jù)圖3所示的系統(tǒng)應(yīng)用框架可以看到，在本安全管理系統(tǒng)中，包括了物理環(huán)境層、數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)集成層及應(yīng)用層[10]。

(1)物理環(huán)境層。該層包括了肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的全部硬件設(shè)備，如計算機(jī)、服務(wù)器、傳感器、讀寫器等[11]。

(2)數(shù)據(jù)采集層。該層主要負(fù)責(zé)利用RFID技術(shù)對整個肉制品供應(yīng)鏈的所有相關(guān)信息進(jìn)行采集，并將采集到的信息數(shù)據(jù)寫入電子標(biāo)簽[12]。

(3)數(shù)據(jù)集成層。該層由RFID中間件、集成平臺以及信息系統(tǒng)等構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)通過讀寫器讀取肉產(chǎn)品電子標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)信息，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，并且將經(jīng)過處理的數(shù)據(jù)信息傳輸至應(yīng)用層[13]。

(4)應(yīng)用層。該層為面向用戶的系統(tǒng)操作界面，以此實現(xiàn)用戶對肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)各項功能的操作[14]。

3.2 具體監(jiān)控流程設(shè)計

肉制品供應(yīng)鏈包含多個環(huán)節(jié)，為保障各環(huán)節(jié)相關(guān)信息的透明、公開，肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)必須及時地采集相關(guān)信息[15]?；谏鲜鲆?，本文對肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的業(yè)務(wù)監(jiān)控流程進(jìn)行設(shè)計，如圖4所示。

畜禽生產(chǎn)飼養(yǎng)環(huán)節(jié)需要為每一只活體畜禽配置耳標(biāo)、腳環(huán)等標(biāo)簽，采集畜禽活體成長信息以及飼料、藥品等相關(guān)信息并建立檔案，同時將信息數(shù)據(jù)上傳至肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中；屠宰加工環(huán)節(jié)需要采集畜禽屠宰加工信息、屠宰許可證以及肉制品的檢疫結(jié)果，并且將信息數(shù)據(jù)上傳至肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中；物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)需要采集肉制品批次、配送運(yùn)輸時間、始發(fā)地與目的地、運(yùn)輸環(huán)境及要求等相關(guān)信息數(shù)據(jù)，并上傳至肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中；終端銷售環(huán)節(jié)需要集成整合所有環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，為肉制品配置全球統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的編碼，同時將信息數(shù)據(jù)上傳至肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中；檢驗檢疫部門需要及時接收并監(jiān)督核查上述各環(huán)節(jié)所采集上傳的數(shù)據(jù)信息，在完成肉制品質(zhì)量安全檢驗后發(fā)送相應(yīng)的檢驗信息，并將信息上傳至到肉產(chǎn)品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中。

圖4 系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程

3.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

在上述系統(tǒng)流程設(shè)計的基礎(chǔ)上，本文對肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)各主要功能模塊進(jìn)行設(shè)計(圖5)。

圖5 肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)功能模塊

如圖5所示，本文所設(shè)計的肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)由應(yīng)用服務(wù)平臺、公共信息服務(wù)平臺以及數(shù)據(jù)庫等3個子系統(tǒng)構(gòu)成，各子系統(tǒng)中又分別包含了相應(yīng)的功能模塊。

3.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

本文所設(shè)計的基于RFID技術(shù)的肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)，采用Mysql開源數(shù)據(jù)庫，并設(shè)計了畜禽活體信息數(shù)據(jù)表、飼料信息數(shù)據(jù)表、疫苗信息數(shù)據(jù)表、藥品信息數(shù)據(jù)表、肉制品信息數(shù)據(jù)表、物流信息數(shù)據(jù)表、工作人員信息數(shù)據(jù)表。各主要數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)基本類似，這里以飼料信息數(shù)據(jù)表為例(表1)。

表1 飼料信息數(shù)據(jù)

3.5 標(biāo)識設(shè)計

本文所設(shè)計的肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)是通過RFID技術(shù)對肉制品供應(yīng)鏈全程進(jìn)行安全監(jiān)管，具體實現(xiàn)方法是對其配置唯一性標(biāo)識，以此對應(yīng)該肉制品的真實可靠的信息數(shù)據(jù)。根據(jù)肉制品供應(yīng)鏈中的主要環(huán)節(jié)，本文設(shè)計了如下3種標(biāo)識。

（1）畜禽活體標(biāo)識。由畜禽養(yǎng)殖場為每個畜禽活體配置唯一性標(biāo)簽，通過該標(biāo)簽記錄存儲畜禽的自身信息、飼料信息、藥物信息、疫苗信息等[16]。

（2）胴體標(biāo)識。畜禽活體經(jīng)屠宰場屠宰、加工后，由屠宰場對胴體配置標(biāo)簽，其中記錄存儲了類別信息、加工日期信息、保質(zhì)期信息等。

（3）肉產(chǎn)品包裝標(biāo)識。肉產(chǎn)品包裝標(biāo)識是將肉產(chǎn)品的電子標(biāo)簽以特定規(guī)則轉(zhuǎn)換而來的條形碼，其中記錄存儲了以上2種標(biāo)簽中的所有信息。

3.6 標(biāo)識編碼寫入

在本文所設(shè)計的肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)中，上述各種RFID標(biāo)簽均以EPC編碼規(guī)則來寫入編碼，編碼結(jié)構(gòu)分別如下。

（1）畜禽活體標(biāo)識的編碼結(jié)構(gòu)為 “畜禽類別＋地區(qū)代碼＋序列號”； （2）胴體標(biāo)識的編碼結(jié)構(gòu)為： “企業(yè)GTIN代碼＋活體編碼＋屠宰加工序列號”； （3）肉制品包裝標(biāo)識的編碼采用具有較大成本優(yōu)勢的EAN.UCC條形碼。

4 系統(tǒng)開發(fā)及測試

4.1 環(huán)境部署

采用JSP技術(shù)對基于RFID技術(shù)的肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫選擇Mysql關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)接口選擇JDBC驅(qū)動，系統(tǒng)各程序則采用Java語言進(jìn)行編寫與修改。

4.2 界面測試

為了驗證本文所設(shè)計的肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的可行性，對系統(tǒng)各功能模塊進(jìn)行測試。以系統(tǒng)登錄為例，在輸入正確的登錄密碼后，可直接進(jìn)入相應(yīng)的功能界面，再輸入錯誤的密碼后，則退回到登錄界面(圖6)。

圖6 系統(tǒng)登錄界面

5 結(jié)語

總之，RFID技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)核心應(yīng)用技術(shù)，必將在推動社會生產(chǎn)力發(fā)展方面發(fā)揮出越來越重要的價值作用。本文所設(shè)計的肉制品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)能夠有效地利用RFID技術(shù)來采集、傳輸、處理、存儲整個肉制品供應(yīng)鏈的相關(guān)信息，從而輔助監(jiān)管部門進(jìn)行肉制品質(zhì)量安全檢查工作，同時為廣大肉產(chǎn)品消費(fèi)者提供產(chǎn)品信息查詢功能，實現(xiàn)肉產(chǎn)品信息的透明、公開。