一種基于物聯網技術的金昌肉羊可溯源系統

田建榮

摘 要：本文通過對金昌市肉羊生產現狀及實際需求的實地考察和對國家農業生產管理和質量追溯政策態度的基礎上，基于物聯網等高新信息技術，對肉產品生產、加工、流通和消費進行全過程監管，可以實現肉產品“從養殖到餐桌”的全稱透明化，開發了一種基于物聯網RFID和二維碼技術的甘肅金昌肉羊可溯源系統，系統包括肉羊標記養殖模塊、肉羊檢疫屠宰模塊、肉羊冷凍運輸模塊、肉羊分解銷售及終端查詢模塊。該溯源系統不僅可以大大提高畜牧業科技水平，帶動經濟增長，改善農民生活水平，還可以提高消費者對肉食品安全消費的信心，同時將帶動物聯網在畜牧業等領域應用的潛在市場。

關鍵詞：肉羊;溯源系統;溯源模塊

甘肅省金昌市地處西北，自然條件比較嚴酷，但地理過渡性較強，生態和氣候類型多樣，生物資源豐富，在特色畜牧業發展方面優勢明顯。近年來，金昌市以轉變畜牧業發展方式為主線，全力推進現代畜牧業建設，金昌肉羊、永昌白山羊產業結構持續優化，已成為甘肅省重要羊肉生產基地。但近年來，各種重大畜禽產品安全事件頻繁發生，口蹄疫、豬流感、禽流等各種食品安全事故和隱患呈迅速擴展和蔓延之勢，[1]牲畜肉類安全問題成為民眾關注的熱點問題，引起了社會各界的高度重視，[3-4]而基于物聯網無線射頻技術和二維碼識別技術的肉羊溯源系統的成功運用，為羊肉食品安全追溯提供了可靠的技術保障。[5]

1 RFID技術及二維碼技術

1.1 RFID技術

RFID 標簽（RFID tag 或 tag）包括一個具有一定計算能力和存儲能力的芯片和一個耦合部件（如天線），[5]該標簽可長距離或者短距離識別物體（生物或非生物），其原理就是利用非接觸微波射頻信號。[4-5]RFID 標簽在食品安全追溯方面起到關鍵作用。

1.2? 二維碼技術

二維條碼（2-dimensional bar code）是在一維條碼的技術之上發展而來的，[6]隨著噴碼技術、手機和其他移動電子設備技術的高速發展，二維碼可存儲豐富信息，且識別精度高，識別速度快，保密性強，加之其成本的低廉，對本項目的研究的推廣起重要作用。

2 肉羊可追溯系統及具體實施方式

通過實地考察甘肅省金昌市肉羊生產現狀及實際需求，調研國家對農業生產管理和質量追溯政策態度，研究了先進的物聯網技術，又參與論證了本研究的商業可行性。繼而，在此基礎上參與了系統的結構設計，確定了本溯源系統涉及的技術領域，包括：短距離無線通訊、物聯網網絡技術、無線傳感器網絡、RFID技術、條形碼和二維碼技術。本研究的追溯系統是針對金昌市肉羊的出生達標、養殖、檢疫、屠宰、加工、分割、銷售、信息查詢等各環節產品的全過程追溯系統。

2.1 牲肉羊養殖檢疫信息系統模塊

該模塊的主要作用在于記錄肉羊從出生到屠宰前的信息，包括：肉羊ID標識，檢疫信息，飼養信息等。羊羔產生后技術員編制ID，采取噴碼技術和RFID耳標為羊羔進行身份注冊，并將數據上傳至服務器。羊羔飼養過程中利用利用溫濕度、繼電器等物聯網設備進行生長環境檢測控制，該模塊采用3D肉羊養殖模型、沙盤開發，模擬金昌肉羊的養殖環境，其各項三維模型同物聯網設備進行鏈接，達到檢測、監控、控制的作用，相關聯數據在操作過程中自動上傳服務器數據庫中，并同ID進行信息匹配。模塊還設計Pad數據采集系統，檢疫人員可連接無線網絡后可上傳數據，養殖場攝像頭采集檢疫人員現場工作視頻，留作質量管理的有力證據。

2.2 牲畜屠宰檢疫模塊

該模塊主要作用在于采集、記錄肉羊屠宰、檢疫過程中真實可靠的數據，為達到該目的，綜合攝像頭監控技術、ZigBee無線組網技術和RFID標簽識別技術。屠宰開始時利用肉羊的耳標與該模塊建立聯系，利用攝像頭監控技術可全程監視肉羊屠宰、檢疫、過秤、封裝等各環節，保證其真實性，并將信息上傳到服務器數據庫。

2.3 牲畜養殖冷鏈運輸環節模塊

該模塊主要作用在與監控運輸車輛車廂中的溫度和濕度，運輸定位，同時保證運輸交換過程中信息的無縫連接，模塊中有溫濕度監測、控制、攝像頭監視控制、Gps定位等選項，監測數據通過無線移動設備實時上傳相關數據至服務器。在車輛交換過程中通過攝像頭進行監測，避免發生以次充好的事件。

2.4 肉羊消費信息管理系統模塊

該模塊主要作用在于銷售時肉羊分解和子信息鏈接，同時讓消費者及時的查詢購買到的羊肉溯源信息。該模塊中采用模擬3D貨架設計，一只肉羊分解包裝，然后利用智能溯源電子臺秤添加子信息至該肉羊的信息庫，其后采用噴碼技術將包含信息噴至包裝袋，其過程全程監控，結束后將信息上傳至服務器，模塊綜合數據后顯示在3D貨架上。該模塊制作相關手機APP，以方便消費者掃描肉品質量安全信息追溯碼，即可查詢出所購肉品的來源信息，最終保障肉類產品的質量安全。

3 結論

本文通過對金昌市肉羊生產現狀及實際需求的實地考察的基礎上，針對金昌市肉羊發展與管理現狀，基于物聯網等高新信息技術，通過RFID、二維碼等信息感知傳感器，開發研制基于物聯網的甘肅省金昌市肉羊可追溯系統，實現對肉產品生產、加工、流通和消費進行全過程監管，可以實現肉產品“從養殖到餐桌”的全稱透明化管理。同時，項目采用成熟易于推廣的硬件設備，大大降低產品的成本，提高金昌肉羊養殖的科技水平，帶動金昌地區經濟增長，并促進物聯網技術在肉羊生產中的應用與推廣。

參考文獻：

[1]任守綱，徐煥良，黎安，周光宏.基于RFID/GIS物聯網的肉品跟蹤及追溯系統設計與實現[J].農業工程學報，2015，26（10）：229-235.

[2]李春樹.基于RFID和二維碼技術的“鹽池灘羊”可追溯系統[J].物聯網技術，2015，5（02）：26-28.

[3]鄭娜，金花.基于物聯網的畜產品可追溯系統探析[J].黑龍江畜牧獸醫，2017（02）：66-68+287.

[4]周世杰，張文清，羅嘉慶.射頻識別（RFID）隱私保護技術綜述.軟件學報，2015，26（4）：960-976.

[5]李擎，鄭德玲，唐勇，等.一種新的模糊遺傳算法[J].北京科技大學學報，2014，23（1）：85-89.

[6]劉堯高峰，徐幸蓮，等.基于 RFID/EPC 物聯網的豬肉跟蹤追溯系統開發[J].食品工業科技，2012，33（16）：49-52.