基于RFID技术的肉禽产品质量检疫可追溯系统的设

摘　要：摘要：本文阐述了基于 RFID（Radio Frequency Identification）技术的肉禽产品全产业链质量检疫可追溯系统的设计方案，详尽地介绍了方案的总体设计思路、数据采集与认证模式、数据库设计、RFID 标签编码、RFID 标签读写器软件设计等。该设计方案可以充分发挥肉禽产品检疫监督管理机构在肉禽产品安全管理中的作用，最大限度保证数据的真实性与可靠性，为建立中国特色的可追溯系统提供建设性思路。

关键词：关键词：肉禽；可追溯系统；RFID 标签；肉畜产品安全

中图分类号：TP302.1     文献标识码：A     文章编号：

1．引言
    近几年来，肉禽食品安全事件频频发生，已经严重威胁到人类的健康与生命安全[1]。我国肉禽业的产业化还处于发展阶段，分散的、小规模肉禽养殖仍然占相当大的比例的现实情况，基于大中型养殖企业而建立的肉禽产品可追溯体系尽管能解决肉禽产品的质量可追溯问题，却并不能真实有效地解决农村分散化养殖所带来的肉禽产品的安全问题[4]。
　 射频识别（RFID）技术作为一种非接触标识物的识别方式，通过无线电射频信号，在不接触标识物的情况下，快速、准确地传递信息。RFID 技术具有信息处理速度快、成本低和可靠性高等优势[3]。本系统采用RFID标签和GPRS/Internet网络双重架构来实现肉禽产品检疫信息的可追溯系统，为信息数据的可靠性提供了最大的保障。
2．系统总体架构与系统检疫流程
2.1 系统总体结构
　 识别与信息追溯系统如图 1 所示，
 
　 　 　 　 　 　 　 　 图 1 系统总体结构图
　 本项目是以肉禽的标识为手段，对其免疫、检疫、用药等信息全程监控。项目实施单位给每个肉禽佩戴一个全球唯一编号的RFID耳标，该耳标作为肉禽的电子身份证伴随其一生。读取肉禽RFID标签信息以确认其身份，采用无线或有线等联网方式，将此流程的信息传回信息监控中心进行记录、分析、跟踪、预警和监控。
　 本系统基于射频识别（RFID）技术，结合J2EE程序设计、SQL Server 2008数据库技术，构建了一个检疫信息共享平台，实现肉禽产品检疫信息的录入、肉禽产品的识别与肉禽产品检疫信息的读取、肉禽产品检疫设备的维护和肉禽产品检疫特性信息查询等功能模块。
　 在系统数据编码阶段，先对电子标签进行编码，进行信息数据的初始化；在对电子标签初始化之后，将电子标签中的编码信息与数据库字段建立一一映射关系。在系统信息数据采集阶段，按照建立的映射关系，将各项数据(例如肉禽产品的来源地、肉禽产品的养殖环境、肉禽产品的检疫信息、肉禽产品的流通销售信息等) 上载至数据库[6]。
　 在肉禽检疫信息采集阶段，利用RFID 技术完成了对肉禽产品的标识，并通过数据库技术完成了肉禽检疫信息的梳理。每一个带有标签的肉禽产品的数据都可以通过识别标签中的编码信息到对应的共享数据库中进行查询。消费者购买到肉禽产品时，只需通过 RFID 阅读器进行扫描，便可得到品种分类、品种产地、品种特性和产品检疫与生长情况等基本信息，从而根据这些信息确定自己是否适购买相应的肉禽产品。
2.2 系统检疫流程
　 肉禽产品检疫信息采集流程：
（1）养殖企业/用户提交肉禽检疫申请
（2）阅读器读取肉禽身上的标签，并判断其有效期
1）阅读器获取肉禽产品上的电子标签信息。
2) 系统对获取到的电子标签信息进行预判断，分析此数据是否符合规范。
3) 系统转换获取到的电子标签编码信息，并将其解码为识别条码。
4) 搜索解码的识别条码是否存在于数据库系统中，判断条码信息是否有效，如为有效信息，则生成相应的表格信息，供用户参考。
3．系统设计与实现
3.1 系统硬件
　 在读写电子标签标识物的检疫信息时，工作人员需要对批量的肉禽动物进行识别。电子标签阅读器离电子标签标识物的距离至少在1～10m 之间，因此，需要功率比较大、选取读取距离比较大的RFID读写设备，选取技术水平和工艺水平都比较成熟的无源电子标签。阅读器采用工作频率为 902 ～928MHz，通信接口丰富，读取和写入数据速度快，抗干扰能力强。RFID 微波辐射范围比较大，同时具有防水和避雷保护功能，非常适合读写条件复杂的农业生产环境中。
3.2 系统软件
3.2.1系统功能模块
1）检疫子站：
　 数据统计追溯模块：统计、分析检疫数据及追溯相关检疫数据。
　 疫情预警模块：定义疫情预警条件，对疫情进行预警。
　 动物防疫监督模块：定时监督动物防疫工作完成的情况。
　 TCP/IP、GPRS通讯模块：对数据传送与接收提供信息通道。
　 信息数据采集管理模块：对信息数据采集与加密进行管理。
　 便携式设备管理模块：管理便携式设备的基本信息。
2）控制中心：
　 数据统计追溯系统：统计、分析检疫数据及追溯相关检疫数据。
　 疫情预警系统：定义疫情预警条件，对疫情进行预警。
　 辖区防疫监督系统：监督辖区防疫情况。
　 辖区畜牧数据中心：接收辖区畜牧数据中心。
　 辖区单位管理系统：辖区畜牧业相关单位信息。
　 TCP/IP、GPRS通讯模块：对数据传送与接收提供信息通道。
　 便携式设备管理模块：管理便携式设备的基本信息。
3）信息管理中心：
　 数据统计追溯系统：统计、分析检疫数据及追溯相关检疫数据。
　 疫情预警系统：定义疫情预警条件，对疫情进行预警。
　 动物防疫监督系统：定时监督动物防疫工作完成的情况。
　 畜牧业信息数据中心：接收辖区畜牧数据中心。
　 控制中心管理系统：控制与管理系统各模块。
　 TCP/IP、GPRS通讯系统：对数据传送与接收提供信息通道。
4）便携设备：
　 疫情预警模块：定义疫情预警条件，对疫情进行预警。
　 动物防疫信息模块：定时监督动物防疫工作完成的情况。
　 TCP/IP、GPRS通讯模块：对数据传送与接收提供信息通道。
　 信息数据采集管理模块：对信息数据采集与加密进行管理。
3.2.2 系统的中间件
　　RFID中间件扮演RFID标签和应用程序之间的中介角色，从应用程序端使用中间件所提供一组通用的应用程序接口（API），即能连到RFID读写器，读取RFID标签数据[5]。
　　中间件的核心逻辑处理模块不应该关心具体的上传技术，相应工作应交给报告上传模块来做，核心逻辑处理模块只须完成自己的工作，然后把一定格式的数据通过报告上传模块发送，参见代码示例。
　　通过Http方式发送报告的ReportSend接口实现类ReportSendByHttp：
　　publicclassReportSendByHttpimplements ReportSend {
　　public void sendR eport（ECReports reports） {}
　　}
　　报告发送示例客户端类
　　SendReportWorker：
　　publicclassSendReportWorker{
　　privateReportSendSend;
　　privateECReportsreports;
　　publicvoidsetReports（ECReportsreports） {
　　s = reports;
　　}
　　publicstaticvoidmain（String［］args） {
　　SendReportWorker worker = new
　　SendReportWorker（）;
　　port（reports）;
　　}
　　publicvoidsetSend（ReportSendSend） {
= Send;
}
　　}
　　这样，发送消息的工人类可通过设置ReportSend的实例来灵活设置其发送方式。
　　同样，中间件的清点命令下发，即中间件与阅读器之间的接口，也存在多种方式，如Socket、SOAP等，也可采用类似的设计。
4．总结
    本系统采用RFID技术实现了肉禽产品的唯一性标识，实现了识别过程的自动化，提高了获取肉禽产品信息的快捷及可靠性。本系统采用GPRS技术建立了客户终端机与远程服务器数据库的快速连接，实现了系统的实用性。
　 RFID技术的应用不仅是一种技术的普及和一种业务流程的开展，它还表达了一种新的主流技术方向。本系统不仅在食品与农产品领域获得了很好的应用，在不断发展的物联网领域一也有很好的应用前景。

参考文献
[1] 游战清，等. 无线射频识别技术（RFID）理论与应用[M]，北京：电子工业出版社，2004 年.
[2] 平鹏鹏，吴平，郑丽敏，等. 基于RFID技术的安全猪肉追溯系统设计[J].肉类研究，2011,25(10):15-18.
[3] 任守纲，徐焕良，黎安，等. 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，2010,26(10):229-235.
[4] 董庆贺，钟震林. 基于RFI D的门禁管理系统设计与实现[J].桂林电子科技大学学报，2011,31(3):226-229.
[5] 史海霞，杨毅. 肉用猪质量安全追溯系统[J]. 农机化研究，2009,31(12):61-64.
[6] 王俊宇, 闵昊. 面向物流的 RFID 应用系统研究[J] . 计算机工程与应用, 2007,43( 13) : 22-25.
基金项目：贺州学院2010年科研项目（2010ZRKY09）