基于物联网的牛奶质量溯源系统

基于物联网的牛奶质量安全溯源系统研究2015年10月29日目录第一章物联网及其牛奶溯源系统研究背景及其现状介绍......................................11.1研究背景及意义..............................................................................................11.2国内外发展状况..............................................................................................11.2.1国内牛奶溯源系统研究现状...............................................................11.2.2国外牛奶溯源系统研究现状...............................................................21.3研究目的及意义..............................................................................................3第二章基于物联网的牛奶质量安全溯源系统的技术路线......................................42.1物联网及其关键技术......................................................................................42.2数据库及其关键技术......................................................................................72.2.1RFID技术............................................................................................82.2.2传感器技术.........................................................................................10第三章基于物联网的牛奶质量安全溯源系统研究................................................113.1溯源系统概述................................................................................................113.2牛奶溯源系统原理........................................................................................113.3牛奶溯源系统的结构....................................................................................13第四章牛奶质量安全溯源系统信息平台设计........................................................154.1RFID技术在系统中的应用.........................................................................154.2RFID频段的选取........................................................................................164.3牛奶溯源系统实体环节的设计....................................................................174.3.1奶厂的管理.........................................................................................174.3.2牛奶生产环节.....................................................................................174.3.3牛奶的运输环节.................................................................................184.3.4牛奶的销售环节.................................................................................184.4数据库设计....................................................................................................184.5产品质量查询............................................................................................194.5.1消费者产品质量查询.........................................................................194.5.2公司业务查询.....................................................................................201第一章物联网及其牛奶溯源系统研究背景及其现状介绍1.1研究背景及意义随着社会的发展，人们的生活水平越来越高，衣食住行也越来越方便。但是，一些问题也随之而来，特别是食品安全问题。从三鹿“三聚氰胺事件”、美国麦乐鸡含橡胶化学成分，到“假紫砂”、“瘦肉精”……这些热门话题，让人们对食品安全问题越来越上心。为了改善我国农产品及加工食品的质量安全问题，也为了满足生产者、消费者对食品生产的透明化需求，以牛奶的生产与流通为例，建设一套标准化、智能化，并且符合社会需求的牛奶安全溯源系统显得尤为迫切。当今，由于物联网技术的快速发展，使得牛奶溯源系统的实现成为了可能。本方案设计的牛奶溯源系统，是利用电子标签、数据库、互联网等技术将牛奶的生产、加工、流通等环节的信息，通过物联网发送到数据库中。消费者可以通过牛奶包装上的RFID码，通过数据库进行查询。生产者也可以通过溯源系统查询系统监控到整个生产流程，能够及时发现问题，以便能够迅速顺利地解决。1.2国内外发展状况1.2.1国内牛奶溯源系统研究现状我国关于溯源系统的正式研究始于2002年，在研究和实施过程中，逐步制定了一些标准和指南。并建立了部分食品安全溯源制度，并完成了部分食品信息溯源系统和网络交换平台。在国内，较有影响的食品溯源系统主要有以下五个：上海食用农副产品安全信息质量查询系统、北京市农业局食用食品（蔬菜）质量安全追溯系统、国家蔬菜质量安全追溯体系、中国肉牛全程质量安全追溯管理系统、世纪三农食品安全溯源管理系统。由于现有食品溯源系统开发的原则和目标的不同，现有系统存在溯源信息不完整，系统不规范，信息流程不一致、系统软件不兼容等一系列问题，造成溯源信息无法共享。其具体表现如下：目前我国的溯源系统，大多是以单个企业为单位的内部溯源系统，能够满足2本企业的技术需要，但是一般不能实现信息共享。现有溯源系统信息不一致，有繁有简，很难形成通用版本，无法大范围使用。溯源信息链较短，没有实现相关企业的信息传递，对食品安全的监督作用较差。食品生产企业的多元化，给食品安全溯源系统的研究和开发带来了一定的难度。食品安全溯源系统终端匮乏，缺少有效机制的承载作用，服务模式的可行性不佳，阻碍了系统的普及和推广。1.2.2国外牛奶溯源系统研究现状欧美一直是肉制品的生产和消费大国，相应地牛奶也成为餐饮行为必不可少的物品。从上世纪九十年代开始，国外很多国家和地区便应用可追源系统进行质量安全管理，并形成了符合该国国情的可追溯系统。目前，国外对这方面的研究主要涉及三个方面：立法，系统构建以及系统信息格式。其具体信息如下所示：1）立法方面：以欧盟和美国为例，叙述国外对该研究的立法方面的情况。欧盟自1986年发生疯牛病以来，率先进行可追溯性研究，并制定了《食品安全白皮书书》，且将食品可追溯系统的构建纳入法律框架中，并于2005年，制定了更加严格的措施，并规定必须在该地销售的食品必须拥有可追溯标签，否则拒绝进入。美国在《生物性恐怖法案》的指导下，食品与药物管理局颁布了《食品安全跟踪条例》，要求食品生产者、加工者、分包商、零售商、进口商等都要建立并保全食品流通的全部记录，以便迅速识别食品的供给方和接收方。2）系统构建方面：国外在可追溯系统的实施过程中，主要采用了两种系统构建形式。一种是“One-UpOne-Down”可追溯，即“向上一步，向下一步”可追溯，为欧盟立法建立的追溯系统结构，该结构相对简单，供应链中的每一环节只要知道该环节的上一步信息和下一步信息，就可知道供应链的所有信息。一种是集中（全程）可追溯，该系统更为复杂，因为整个系统将与供应链的各个子环节的子系统相关联。3）系统信息格式方面：EAN.UCC系统是全球开放的物流信息标识和条码表示系统，在这个系统下，被授权的、能够代表对象唯一的代码将以打印条码或RFID的形式被放置在产品、仓库、车船和销售架上，作为传递信息和沟通的方式。在互联网环境下，信息想从一个计算机传递到另一个计算机，也需要标准的3信息交换格式，即XML格式，它定义了文件的信息要求和结构要求。标识和传输信息的国际化标准格式，使得物联网在全球范围内链接成为了可能。1.3研究目的及意义牛奶具有良好的营养价值，且价格合适，已成为人们生活中必不可少的饮品之一。而自三鹿牛奶“三聚氰胺”事件发生之后，人们对于牛奶的信心日益降低，因此消费者和企业都需要一个系统让他们能够进行溯源追踪。本系统基于物联网技术、数据库技术的溯源系统，可以为每一个生产环节以及配送过程提供监控、查询功能，为企业实现合理决策和食品安全预警提供了可能。在技术上，RFID与条形码的应用贯穿于食品安全始终，通过对牛奶的生产、加工、物流配送、消费等环节的全程监控，建立一条完整的牛奶产业链安全控制体系。这一体系能够使得企业内部实现高质量的数据交流，向社会提供优质的牛奶。4第二章基于物联网的牛奶质量安全溯源系统的技术路线2.1物联网及其关键技术由于对物联网认识的不够深入和不同领域研究者出发点的不同，现在还没有一个公认和明确的定义。但大家都认可的是“物联网是一个基于互联网、传统电信网络等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络”。换句话说，在物联网世界，每一个物体均可寻址，每一个物体均可通信，每一个物体均可控制。普遍认为物联网是继计算机、互联网和移动通信后引领信息产业革命的新一次浪潮。又由于物联网所倡导的物物互联规模要远大于现阶段的人与人通信业务，因此物联网的预期市场前景也要远大于之前的计算机、互联网和移动通信等。物联网在逻辑上可以分为认知层、网络层、管理层和应用层。把它与传统的信息系统构架相比，多了一个认知层。认知层，即遍布在我们周边的各类传感器、条形码、摄像头等组成的传感器网络。它的作用是实现对物体的感知、识别、检测及数据采集，以及反应和控制等。这些作用改变了传统信息系统内部运算能力强但是但是对外部感知能力弱