物聯網ONS地址解析在食品安全追溯中的應用

楊博+周廣軍+章學周+胡冶

摘 要：基于十余年的食品安全追溯體系建設經驗，中國食品質量安全可追溯體系建設在制度、標準和試點示范方面取得了一定的成果，但同時也顯現出諸多困境，成為制約我國食品安全可追溯體系繼續健全發展的瓶頸。中國食品安全溯源困境主要體現在現有食品溯源系統標準不統一、立法缺少強制實施、不同參與主體間追溯體系兼容性、追溯技術有待完善、溯源信息內容不規范且完整性不足，造成溯源信息不能資源共享和交換等問題。于是，文章通過對兩個應用案例進行分析，以對基于地址解析服務技術的食品安全電子溯源進行研究，以供參考。

關鍵詞：地址解析；電子溯源；食品安全；物聯網

中圖分類號：TP391 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）03-0138-03

Abstract： Based on more than ten years of experience of food safety traceability system construction， Chinese food quality and safety traceability system construction has made some achievements in system， standards and pilot demonstration， but at the same time， it also shows a lot of difficulties. It has become a bottleneck restricting the development of traceability system of food safety in China. The dilemma of traceability of food safety in China is mainly reflected in the disunity of existing standards of food traceability system， the lack of enforcement of legislation， the compatibility of traceability system among different participants， the need to improve traceability technology， The content of traceability information is not standard and the integrity is insufficient. The source information can not be shared and exchanged. Therefore， through the analysis of two application cases， this paper studies the electronic traceability of food safety based on address resolution service technology for reference.

Keywords： address resolution； electronic traceability； food safety； Internet of Things

1 當前我國食品安全電子溯源問題與現狀

2003年通過《食品生產加工企業質量安全監督管理辦法》，要求通過食品檢驗必須貼上食品質量安全市場準入標志，才能在市場上銷售。2004年上海發布了上海食用農產品質量安全信息平臺，并對農產品的管理過程、查詢網絡和條碼識別進行了監控。同年，中國物品編碼中心頒發的跟蹤和追蹤中國牛肉產品指南。2005年國家工商行政管理局頒發的“中國質量檢驗規則溯本求源出境水產品”，其中規定，水產品和原材料的出口必須確定。同年，北京順義區啟動了蔬菜分級包裝箱質量追溯體系，山東發布了不合格食品退市制度，福建食品市場準入制度和食品安全追溯體系啟用了肉品質量查詢系統，天津實施了無公害蔬菜溯源系統源代碼。2007年中國標準化研究院為推動中國的農產品可追溯信息平臺建設和農產品追溯標準，推出了“實施”的研究和技術規范的農產品質量追溯系統的快速設計和操作，建立一個一般的農產品質量安全追溯系統。在同一年，EAN UCC編碼系統在國家編碼中心在蔬菜質量安全可追溯系統中的應用是在山東省實施，并可追溯系統的設計與實現飼料和食品鏈的指導方針進行了介紹。在2008北京奧運會期間，北京啟動了奧運資本食品安全追溯體系，在整個食品跟蹤過程中實施了全程供應鏈。2008年成都采用物聯網技術，建立了生鮮豬肉產品質量安全追溯信息系統。

在食品安全可追溯體系的構建和實施進程中，國家和各大部委相繼出臺了食品安全立法體系，如《中華人民共和國農產品質量安全法》、《中華人民共和國食品安全法》、《中華人民共和國標準化法》等，同時制定相關標準，建立面向不同行業的溯源系統并在各地試點實施。中國物品編碼中心在全國建立涵蓋肉蔬水果、加工食品、水產品及地方特色食品等多個領域產品的質量安全追溯應用示范基地以推進“中國條碼推進工程”，如在山東試點的“蔬菜質量安全可溯源系統”，陜西試點的“牛肉質量與跟蹤系統”，上海試點的“上海超市農產品查詢系統”等。

中國食品安全溯源困境主要體現在現有食品溯源系統標準不統一、立法缺少強制實施、不同參與主體間追溯體系兼容性、追溯技術有待完善、溯源信息內容不規范且完整性不足，造成溯源信息不能資源共享和交換等問題，詳述如下：

（1）現有食品溯源系統標準不統一不兼容。

（2）不同參與主體間追溯體系兼容性問題。

（3）立法支持缺少強制實施。endprint

（4）追溯技術及體系尚待完善。

（5）溯源信息內容不規范且完整性不足。

（6）生產者環節參與度不高。

2 地址解析服務技術特點及前景

作為EPC物聯網組成技術的重要一環，EPC信息發現服務包括對象命名服務ONS（Object Naming Service）及配套服務。其作用就是通過電子產品碼，獲取EPC數據訪問通道信息。目前，與ONS系統和配套的發現服務系統由EPCglobal委托第三方公司進行運維和建設。隨著EPCIS標準得到ISO/IEC的認可，并對等轉換為中國國內標準。國內多個研究機構也均主導建設了我國自己的ONS地址解析體系。信息發現服務是EPC物聯網的最重要組成部分，對象命名服務ONS，存儲提供EPC信息服務的地址信息，主鍵是電子產品碼；另外，其記錄存儲是授權的，只有電子產品碼的擁有者可以對其進行維護。

ONS地址解析服務網絡是一個樹形網狀結構，除了提供地址解析的公共ONS服務節點，在每一個企業還可以部署本地ONS服務器，該服務器的功能包括兩部分功能，一是實現與產品對應的EPC信息服務地址信息的存儲；二是提供與外界交換信息的服務，并通過根ONS服務器進行級聯，組成ONS網絡體系。企業內部的本地ONS服務器實現其地址映射信息的存儲，并向根ONS服務器報告該信息并獲取網絡查詢結果。在這個物聯網內，基于電子產品碼實現EPC信息查詢定位功能。當前ONS服務提供以下兩類服務：（1）靜態ONS服務，通過電子產品碼查詢供應商提供的該類商品的主數據信息；（2）動態ONS服務，通過電子產品碼查詢該商品的歷史事件數據信息，譬如在供應鏈中經過的各個環節上的信息。

作為快速、實時、準確采集與處理信息的高新技術和信息標準化的基礎，RFID已被世界公認為本世紀十大重要技術之一，在生產、零售、物流、交通等各個行業有著廣闊的應用前景。目前，國際上存在多個與RFID相關的標準制定組織，其中，EPCglobal由于其出身的優越性，在這些組織中起著領導的地位，而其部分標準與ISO組織推薦的相關標準的融合，更是激發了其標準在全球推廣的價值。目前，ONS地址解析體系在國外也有很多用戶，這為我國開展ONS地址解析體系建設提供了非常好的樣本。

從以上地址解析服務的原理中可以看出，EPCglobal 電子追溯網絡是一種典型的具有分布式物聯網架構的電子追溯網絡，該網絡具備以下特征：（1）自組織去中心化；ONS地址解析服務器記錄的是物品所經過的各個企業的EPCIS服務器的地址，而具體的物品的追溯信息則是進一步由EPCIS服務來提供。該網絡架構具備去中心化的特征，數據不存儲在一個中央服務器，而是分散在各個企業存儲。（2）可擴展性強；ONS地址解析服務網絡的統一接口規范包括ONS解析接口和EPCIS服務接口，ONS解析接口是基于DNS NAPTR標準互聯網數據接口，因此可擴展性強，容易開發，開源代碼資源豐富。相比以前的有中心式的食品安全追溯網絡，企業不需要申請和審批等復雜流程，只要企業的軟件系統支持相應的標準，企業就可以加入電子追溯網絡。（3）主體責任清晰； ONS地址解析服務器屬于公共基礎設施，不需為企業的數據負責。因此企業通過EPCIS分享出去的所有信息的主體責任都是企業自己。（4）網絡結構健壯，易維護； ONS服務基礎架構是基于ONS服務器網絡分層管理ONS記錄。每一個ONS節點服務器可以有主備兩個節點組成，該節點可以僅負責一定區域內的物聯網地址解析服務。因此基于ONS地址解析服務的食品安全電子追溯網絡可以實現高可靠性和健壯性。

3 地址解析服務技術在國家科技支撐計劃項目中的作用

下文通過引用兩個相關案例，來闡述分析地址解析服務技術在國家食品安全電子溯源技術研究及示范項目中的作用。

伊利（蘇州）乳業有限公司目前擁有16條生產線，采用字符碼的標識技術方案，在企業內部初步實現了基于產品批次的液體乳質量溯源系統。但是，兩家試點企業的質量溯源系統仍然存在不足之處，主要表現在：（1）對于企業低端液體乳產品，缺乏企業成本可接受的廉價溯源標識方案；（2）對企業的高端液體乳產品，缺乏基于RFID的有效安全溯源解決方案；（3）對于企業成品乳，在灌裝之前缺乏品質自動檢驗手段；（4）對于企業成品乳，缺少全面的冷鏈運輸環境監測方案；（5）缺失液體乳原料進貨驗收、投料加工、成品包裝、倉儲配送和銷售記錄等各個環節之間溯源信息的傳遞規范。目前，兩家試點企業亟需解決的問題是對現有質量溯源系統改造并生成標準的數據上報格式，增加企業產品生產流通過程數據自動采集和上報設備及軟件。對兩家試點企業的上述問題，擬采用的示范推廣方案如下：

（1）由生產信息采集技術組幫扶企業推廣二維碼、OCR溯源方案，完善高端乳RFID應用示范。

（2）由檢驗監測技術組完善自動檢驗及冷鏈環境監測。

（3）由生產環節數據融合挖掘技術組幫扶解決企業的物聯網接入點建設的難題。

（4）由推廣組完善企業間的溯源信息物聯網傳遞方案。

（5）由推廣組完善流通企業示范推廣方案。

在流通環節方面，兩家試點企業的產品經銷商都由自己企業內部的配送子公司負責產品的物流配送，分別配送到各自的批發兼零售商-六家蘇果門店中。六家蘇果超市門店都建有自己的進銷存信息系統，但是缺少液體乳產品銷售溯源數據的上報設備及軟件，需要對現有進銷存信息系統改造并生成標準的溯源數據上報格式，在六家蘇果門店中部署溯源系統管理終端。ONS地址解析技術，可以支撐上述分布式數據采集設備實時采集信息，存儲在企業本地的服務器，避免了數據上傳的延遲和數據不同步的問題。

通過對乳制品（液態乳）生產加工企業的實際業務流程、現有信息系統架構和電子溯源關鍵控制點，明確乳制品（液態乳）生產加工企業電子溯源所需采集的關鍵信息。endprint

這就需要研究乳制品（乳）原料奶的數據特征，在加工和包裝過程中，對乳制品（乳）行業產品信息流分析和乳制品生產流通過程進行分析，從兩個方面（乳）原始數據進行安全性電子溯源。其中，通過乳制品（牛奶）分析的信息和質量信息的原料奶源的行業，可以總結出奶制品（牛奶）原料奶行業數據的特點，包括農場的經營信息、環境信息、信息和原奶檢測信息質量；通過乳制品分析（液態奶）行業的生產和流通過程中，可以發現乳制品（牛奶）關鍵控制點的工藝流程、行業數據的特點，包裝和標簽，倉庫環境參數、冷鏈運輸和銷售企業，以及相關的過程追溯信息追加到半P生產加工過程中產品、包裝和標簽將被附加到信息的過程中，生產加工的成品倉庫，最后結合環境參數采集、流通領域的冷鏈運輸和銷售企業行業及其他質量參數。

江蘇今世緣白酒類股份有限公司已建成16條生產線，年產國邊、今世緣、高系列白酒類超過3噸。這家公司通過以下方法建造一個新的追溯系統。（1）增加可追溯性代碼管理系統和數據報告設備和軟件；（2）改變現有的可追溯系統并生成標準數據報告格式。新的系統可以實現生產的成品酒信息的可追溯性，葡萄酒物流信息可追溯、產品質量可追溯信息，消費者的防偽防竄貨查詢。基于以上技術路線結合ONS地址解析技術，白酒示范企業建立白酒企業電子追溯平臺。該平臺的主要功能包括：系統管理、庫存檢驗、混合包裝記錄、出廠檢驗、銷售、不合格產品處理、掛失、預警、信息查詢和統計分析等功能，非常好地完成了項目的應用示范任務。

4 結束語

中國食品質量安全可追溯體系建設在制度、標準和試點示范方面取得了一定的成果，但同時也顯現出諸多困境，成為制約我國食品安全可追溯體系繼續健全發展的瓶頸。于是筆者介紹了當前我國食品安全電子溯源問題與現狀；分析了ONS地址解析服務技術特點及前景；最后通過案例，闡述了地址解析服務技術在國家食品安全電子溯源技術研究及示范項目中的作用。ONS地址解析體系為基于GS1/EPC global的編碼體系的條碼用戶提供了良好的物聯網基礎服務設施架構，本文所基于的國家科技支撐計劃項目為此應用提供了良好的樣板。本文對應用示范過程中的經驗進行了總結，為后續的此類項目建設提供了參考。

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