基于物联网技术的奶制品溯源系统方案项目建议书

基于物联网技术的奶制品溯源系统项目建议书 一 .背景 食品 质量安全问题是关系人类生死存亡的大事，自 “三鹿奶粉”事件 出现后， 我国 更加重视 奶制品 的质量安全问题。 我们可以 借鉴欧盟等国家的先进管理经验和模式，在我国 现行奶制品 质量安全管理标准 的基础上进一步构思利用先进的条形码或电子标签技术，营建能从最终 产品快速及时追溯到生产源头的质量安全溯源体系框架，建立 从牧 场生产 加工 流通，最终到消费者的完整质量安全控制链条，确保 奶制品 供应链全过程中的安全，提高消费者的信心，促使 我国 奶制品 溯源体系与发达国家接轨。 二 .目标 2.1 做到“ 生产可记录、信息可查询、流向可跟踪、责任可追究 ”具体来说包括以下两个方面： 1、 改变传统的牛奶消费者只知道牛奶的生产日期和保质期的状况，让消费者了解更多的关于牛奶安全的有效信息，让消费者放心消费。 2、 当真正发生 类似“三鹿奶粉”事件时，可以迅速追溯到目标责任人，达到对奶制品企业的有效监管。 2.2 具体来说，就是 完成一个基于 奶制品 各方面信息的可溯源系统。 奶制品 溯源系统涉及多个经济主体，产品信息在各个经济主体之间的传递和流动，使得最终的产品可以沿着 信息链逐渐向上溯源，这个过程就是溯源流程。对溯源流程的分析是研究经济主体的之间关系的基础。 奶制品 溯源系统的实质是一种牛奶信息的记录与传递体系，它通过对牛奶信息的正确识别、如实记录与有效传递来发挥功效，解决牛奶安全问题。建立奶制品 安全溯源体系的企业，可以构筑起 奶制品 安全供应链，向消费者提供可查询信息，使消费者放心的消费本企业产品。另外， 奶制品 安全溯源体系的建立，可以帮助企业提高信誉和增强市场竞争力，也可以成为政府监管奶制品安全的有效手段。 奶制品 安全溯源体系是由不同部分构成的，而其基础是各企业的 奶制品 生产档 案 奶制品 生产档案是以 奶制品 生产为核心的生产、产前、产中、产后全过程的信息。因此以安全溯源体系为目标建设 奶制品 电子档案管理系统，对于保障牛奶安全具有重要意义。 三 .项目系统特点 3.1 全局监控 和 全自动识别 食品安全关系到整个食品供应链全程安全问题，要想真正解决安全问题，需要重源头开始对食品生产全程各环节进行监控，要具备安全性，准确性，实时性，可操作性等特点。 全局监控：从食品源头开始到餐桌整个链条每个环节进行实时监控。 全自动识别：采用 RFID 技术后，各个环节信息自动识别，通过固定或手持读写器课自动获 得各个环节生产信息。 3.2 基于信息共享的奶制品溯源系统的基本特征包括宽度、深度、精确度，其经济特性表现为网络经济性和正外部性，其他特性包括多理论支撑和信息共享。 3.2.1 宽度 宽度描述系统内所包含的信息范围，如奶制品原料、生产方法和加工工艺等。奶制品追踪的信息可能包括：奶牛的来源，奶牛在生长过程中所使用的饲料、奶牛的防疫史、病史，奶牛的生长环境，挤奶时是人工挤的还是用挤奶机挤的，牛奶是鲜牛奶还是经过加工之后的牛奶，加工的牛奶的加工环境，牛奶在运输、储存过程中所处的环境、温度等等，这些信息的多少就反应了溯 源系统宽度的大小。 为了防止食源性疾病的发生，溯源系统的宽度越大越好，然而系统宽度越大，建立系统的成本就越高。针对不同的公司要根据建立系统的目标和对危害因素的具体分析来确定系统的宽度，建立覆盖产品所有信息的溯源系统从理论和实践来看都存在很大困难。 3.2.2 深度 深度是指通过系统可以向前或者向后溯源信息的距离。例如，如果要溯源牛奶的生产方法，那就需要追溯到加工过程；如果要溯源牛奶的新鲜程度，那就需要追溯到挤奶时间或者牛奶的生产时间。溯源信息距离越长，溯源系统的深度就越深。 3.2.3 精确度 精确度是指系统确 定问题源头的能力，如对某只奶牛、某群奶牛或者某个奶厂的追溯能力。精确度由溯源个体和接受错误率决定。溯源个体指牛奶袋、牛奶盒、箱子、货车、日产量、批次等产品单元。系统的溯源个体越大，如把整个牧场作为溯源个体，那么系统的精确度越差；系统的追溯个体越小，如把单个活体奶牛作为溯源个体，其精确度越强。 通常，系统的接受错误率越低，如要求奶制品中不能有任何一个单位成品存在质量问题，其精确度越高；系统的接受错误率越高，其精确度越低。 3.2.4 网络经济性 网络经济性指系统成员的数量越多，每个成员从中获得的效用越大。这是系 统正反馈特性的表现形式，按照蒙特卜夫法则，系统的效用按照成员数量的几何级数增长，把奶制品可追溯系统当作一个网络来分析，它具有网络经济性。奶制品溯源系统的网络经济性体现在两个方面：与不实施溯源系统的企业相比，实施溯源系统的企业具有竞争优势；实施溯源系统后，企业获得的收益会持续不断的增加。 3.2.5 正外部性 溯源系统具有生产的正外部性特征。采用牛奶溯源系统能够减弱质量安全事件对公共健康的影响，还可以在一定程度上消除牛奶质量安全事件对同行业其他企业声誉的影响，增强消费者对整个行业的信赖程度，重建消费者信心。由此 看出，企业实施溯源系统，除本身得到收益外，消费者、整个行业和社会都能从中受益，这就是溯源系统正外部性的表现。 3.2.6 多技术支撑 奶制品溯源系统不可能只依靠单一的技术或理论就能建立，必须融合多种理论，如系统科学、实物流与信息流控制和管理、信息安全与交换等。因此，要实现牛奶全过程溯源，必须要多种技术来支撑。 3.2.7 信息共享 溯源过程中利用信息技术建立多网络牛奶溯源系统和溯源信息共享平台，实现各相关方之间信息共享是实现牛奶溯源的一个关键。综合采用多种先进的电子化设备建立的溯源系统，提供一个在整个牛奶供应链 各环节中都可以使用的、完整的信息交换与共享平台，确保牛奶进入市场前后每一个环节的信息都能被收集到。 3.2.8 溯源数据的查询以网上查询为主 鉴于消费者查询溯源数据的最简单、经济的途径是通过网络，且企业和监管机构实行监管溯源的最便利方法也是通过网络，故奶制品溯源系统主要提供网上查询方式。 四 .项目 相关 技术 简介 (详见附件一 ) 该 项目 系统由电子标签， RFID 读写设备， PFID 手持式读写器，电子标签写入和自动识别软件组成。 技术 简介 射频识别技术（ RFID） 射频识别技术（ Radio Frequency Identification， RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象来获取相关数据 条码技术 扫描技术 OCR 技术 通过扫描等光学输入方式将各种票据、报刊、书籍、文稿及其它印刷品的文字转化为图像信息，再利用文字识别技术将图像信息转化为可以使用的计算机输入技术 全球定位系统 （ GPS） 具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统 地理信息系统 （ GIS） 以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，适时地提供多种空间的和动态的地理信息，是一种 为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统 电子数据交换技术（ EDI） 过计算机通信网络传输贸易、运输、保险、银行和海关等行业信息，实现各有关部门或公司与企业之间的数据交换与处理，完成一贸易为中心的全部过程，是计算机、通信和现代管理技术相结合的产物 智能运输系统（ ITS） 在较完善的道路基础设施之上 , 将先进的信息技术、通信技术、控制技术、传感器技术和系统综合技术有效地集成并应用于地面运输系统 五 .项目 流程分析与技术实施 I n t e r n e t牛奶物联网信息管理系统终 端 查 询数 据 中 心W E B 服 务 器数 据 库 服 务 器原料奶管理加工环节运输环节销售环节数 据 库 服 务 器数 据 库 服 务 器数 据 库 服 务 器牧 场 管 理原 料 奶 运 输牛 奶 加 工企 业 仓 库成 品 奶 运 输超 市消 费 者牛 奶 溯 源 信 息 查 询5.1 流程一： 奶场 的管理 5.1.1 物联网技术在奶场管理环节的具体应用 管理信息系统阅读器RFID电子标签I D 管 理 分 配奶 牛 I D奶 牛 个 体 信 息写 入读 出（图 1） 1.1 奶场的每头奶牛胃内都被植入胃瘤式 RFID 标签，即被封装在陶瓷等耐酸容器内的 RFID 电子标签；并且在奶场的挤奶厅周围安装多个阅读器。如图（图1） 1.2 每次奶牛进入挤奶厅，阅读器根据 RFID 标签识别每头奶牛，每头奶牛的牛奶产量将会被记录并通过后台的管理信息系统自动分析奶牛的奶量变化，进而得出每头奶牛的产奶性能、泌乳曲线、健康状况等。 1.3通过 RFID系统和自动投料系统的结合，记录 和分析每头奶牛的乳蛋白、乳脂肪和体细胞数据，为精准饲养提供依据。 5.1.2 管理信息系统存储信息列表 信息名称 信息编码 格式说明 奶牛 ID Int32/96 产奶时间 （ hh： mm： ss-hh： mm:ss） 牛奶产量 Int 乳蛋白含量 Int 乳脂肪含量 Int 体细胞特征 Int RFID电子标签 （表 1） 5.2 流程二： 奶制品的车间生产 环节 (详见附件二 ) 5.2.1 物联网技术在牛奶的生产、加工、检测环节的具体应用 原 奶 集 中 使 用利 拉 阀 管 道 设备 挤 奶 ， 低 温储 存到 工 厂 进 行 质量 检 验 （ 包 括感 官 、 滋 气味 、 理 化 、 微生 物 ）净 乳 （ 对 牛 奶中 的 杂 质 进 行分 离 ）奶 仓储 存原 奶 检 验 （ 包括 感 官 、 滋 气味 、 理 化 、 微生 物 ）预 热闪 蒸 （ 利 用 负压 低 温 蒸 发 水分 ， 达 到 固 形物 含 量 指 标 ）均 质( 增 加牛 奶的 口感 )巴氏杀菌储存检验U H T (1 3 7 C /4 秒 )无菌包装装 箱贴 吸管入库出厂合 格不 合 格 排 地不 合 格 排 地保 温 试 验 ( 3 3 C 储 存 5 - 7 天 检 测感 官 、 理 化 、 微 生 物 、 重 量 )保 温 试 验合 格（ 图 2） 1.1 首先在原奶罐上贴上 RFID 电子标签，并对电子标签进行初始化，正确识读后装车（低温储藏）。通过该 RFID 电子标签 ID 可查询到奶罐中牛奶的来源和产奶时间。 1.2 将原奶的质量检验信息记录到电子标签上，并将电子标签上的信息传到后台管理信息系统中。 1.3 将原奶生产成牛奶。在生产开始，向前储罐（如图 2 表示）中放置感应器记录奶罐中原奶的容量，传到后台管理信息系统，由此标记生产开始时间T1,和原奶耗尽时间 T1。 设定将原奶生产成 奶制品 的平均时间为 t,则规定 T1+t-T2+t时间内生产的牛奶为同一批次。 1.4 在同一批次 的牛奶上贴上 RFID 电子标签，在标签上将信息系统的关于这一部分的信息读写在标签上，这一批次的牛奶进行保温试验（如图 2），将检验的结果写入到标签上，并传到信息系统中。注意：（在小包装上打印二维条形码，记录牛奶的生产 时间和产奶地。大包装箱上安装电子标签，记录同批次奶的全面信息） 1.5 入库，对这一批次的牛奶进行保温检验（如图 2） ，将检验的结果写入到标签上，并传到信息系统中，出厂。 5.2.2 管理信息系统存储信息列表 信息名称 信息编码 格式说明 原奶罐 ID Int32/96 原奶的质量检验信息 Int,txt 开始加工时间 T1 （ hh： mm： ss-hh： mm:ss） 加工结束时间 T2 （ hh： mm： ss-hh： mm:ss） 生产过程安全监测信息 Txt 保温试验信息 Int 保温检验信息 Int 二维码信息 Int 5.3 流程三： 牛奶的运输环节 (包括从奶 场到牛奶加工厂，从奶厂到配送中心、商店 的过程 ) I n t e r n e t通 讯 服 务 器应 用 服 务 器数 据 库 服 务 器G I S 服 务 器大 屏 幕监 控 终 端交 换 机防 火 墙路 由 器监 控 终 端B / S 监 控 终 端G P R S / C D M AG P S 车 载 终 端G P S 定 位 卫 星监 控 中 心基于 GPRS/CDMA 通讯网络的 GPS 监控调度系统。系统采用最先进的 GPS 全球定位系统， GIS 地球信息系统， GPRS、 CDMA 通讯网络，通过系统和车载终端实时控制调度管理，加强对车辆和司机的管理，提高车辆运行安全性和处理提法事件的能力，并能明显的提高车辆的使用效率，提供了一种全新的车辆管理手段。 GPS 监控系统具有高度稳定性，保证 7 24 小时运转。采用权限管理和网络安全设施，保证数据和系统和安全。采用标准协议和先进的高新技术，保证系统的先进性和扩展性。通过预留接口和标准接口，保证其兼容性。同时具备强大的二次开发功能和灵活的阻击按能力，方便业务发展的需求。 整个车辆监管系统工作模式采用 GPS 进行车辆定位， 采用 GPRS、 GSM 移动通讯网络进行车辆数据信息与监管中心之间的双向数据通讯。中心信息网关接受来自车载单元回传中心的定位及状态数据，判断数据类型，将其中的 GPS 定位数据、状态数据、服务请求等数据中心监控服务系统车辆所属单位派发给相应单位的监控客户端。监控客户端可以对所属的车辆进行呼叫及相关控制，首先将指令发往相应的中心监控服务器，再由中心信息网关通过 GPRS 网关或短消息服务中心发往目标车辆。总中心通过宽带专线连接信息服务器，分中心通过宽带连接互联网，并连接总中心。总中心、分中心及数据中心、客户端均基于IP 互 联技术，从而实现所有功能组件均可以通过互联网连接而放置在不同的地理位置，无论是无线上网还是专线都可以及时、准确的监控车辆。 系统由 GPS 定位系统、 GPRS CDMA 移动通讯网络、 Internet、监控中心组成， 在运输卡车内安装了内部带有温度传感器的有源射频标签 并在车上装上 GPS和天线，在卡车通过的路段 一段距离内装上 足够数量的 读写器 。 以便实时记录车厢里的温度（因为温度是影响牛奶的重要因数，保证在运输到超市之前牛奶处于规定的温度状态之中），记录牛奶的物流信息 。 5.4流程四 :牛奶的销售 在运向超 市的货盘和货箱贴有 RFID 标签，当贴有标签的货盘到达超市时，阅读器读取标签的 ID 号，并将它们发送到超市后端系统。这些数据显示在Retail Link(零售客户系统 ),告知厂商牛奶已上架，当空箱送到垃圾压缩机时，阅读器再次读取标签，系统通过 Retail Link 告知厂商已销售完毕。 解决商品脱销问题 减少安全库存数量 降低劳动力成本 用手持式读写器对准标签，当牛奶过期是，系统会自动发出警告 5.5 流程五 :用户追溯 （详见第六部分奶制品溯源模型） 厂商可以 和移动合作搞 牛奶 追溯， 将 产品信息直接录入移动后 台，消费者可以直接用手机查询，关于 牛奶 的相关信息 厂商也可以开通网站，消费者 登录网站 ， 输入追溯号，查看到 该牛奶 的 原奶 生产农场名称、 厂商 地址、产品物流信息以及检测报告等。 消费者还可以通过超市的自助服务系统进行查询。 消费者可以看到以下信息 ： 品名、生产厂商、生产日期、贮藏条件以及相应的保质期、产品物流信息、检测报告、经营者 六 .奶制品 溯源系统的规划与实现 6.1 奶制品 溯源流程分析 6.1.1 奶制品 溯源流程的分类 根据溯源范围的不同， 奶制品 溯源可分为内部溯源和全程溯源两种 内部溯源也即企业内部溯源，是指产品 供应链上单个成员企业对本身内部生产过程的溯源（如图 3-1），溯源只在企业内部发挥作用。 图 3-1 牛奶厂的内部溯源过程 全程溯源是指在产品供应链的整个过程中，对每个成员企业或个人的产品信息进行跟踪与追溯的系统（如图 3-2）。全程溯源过程中，每个成员企业提供给下一成员企业或者消费者的原材料、半成品或产品作都是溯源点。内部溯源是企业内部质量控制系统的重要组成部分，而全程溯源是供应链管理的重要内容之一。 图 3-2 供应链上的全程溯源过程 6.1.2 奶制品 溯源流程 我们的项目建议书面向的 是全程溯源。 理想的 奶制品 溯源流程如图 3-3 所示： 码垛 保温实验 出厂 无菌灌装 喷码 装箱 贮存 UHT 工艺段 无菌输送 贮存 标准化系统 收奶系统 生产者 原奶供应者 运输者 销售者 政府监督部门原 料 奶 供 应 者步 骤 1 步 骤 m成 品 奶 生 产 者操 作 1 操 作 n成 品 奶 销 售 者计 划 1 计 划 q质量认证机构从餐桌到牧场的溯源从牧场到餐桌的跟踪第 三 方 溯 源 平 台最 终 消 费 者图 3-3 理想的 奶制品 溯源系统 目前，我国牛奶企业若要实现溯源及物联网的建设使用，必须在网络技术、无线射频技术、信息系统技术等技术的基础上构建，但是物联网的标准化，政府相关政策等外部环境和基础条件在现在看来也是至关重要的。 6.2 奶制品 溯源数据共享模型的建立 2007 年 11 月，由中国物品编码中心完成的产品溯源通用规范（草案）为产品溯源提供了较为统一的标准。 奶制品 的溯源也可以充分利用这一标准，并在 设计与构建 奶制品 溯源系统时尽量采用这一标准，为实现全国统一、与国际贸易接轨的综合 奶制品 溯源平台建设奠定基础。图 3-4 是该建议书提出的 奶制品 溯源共享平台模型。 图 3-4 奶制品 溯源共享平台模型 该模型不仅结合了各种先进的软件设计模式与设计思想以及新型的数据交换方式与服务，而且还有提出了实现 奶制品 溯源的其他支持，如追溯码的编码规则，溯源信息在数据库中的存取规则，溯源信息的数据组织规范等等。通过这种信息共享的模型，可将现有的各个溯源系统结合起来，形成更大范围内的综合的 奶制品 溯源平台。 其中 奶制品 溯源系统可以与 其它信息系统进行无缝连接，共享其他平台的信息，而且其本身也具备一定的溯源信息收集与查询功能。图 3-5 就是 奶制品溯源系统功能模型图。 图 3-5 奶制品 溯源系统功能模型 从图 3-5 可以看出， 奶制品 溯源系统可采集多种类型的数据，包括一维条码、二维条码、 RFID。同时还可根据实际需求，通过手动导入方式完成溯源信息的采集。而溯源数据的查询功能中，主要以网上查询方式为主。 6.3 奶制品 溯源系统的实现 6.3.1 奶制品 溯源系统的体系结构及开发平台 体系结构 图 4-1 系统结构图 本系统采用 基于 WEB 的 B/S 三层体系结构。选用 Windows NT Server 操作系统平台， SQL Server 2000 网络数据库管理系统，和 Visual C#.NET 编程语言，整个平台采用多层分布式体系结构，分为表现层、业务层、数据访问层和数据库 4 个层次。数据访问层是一个公共层，用于所有业务层与数据库之间的数据管理，由一个数据访问组件和一个数据库连接组件构成，业务层根据不同的管理对象建立不同的业务组件，如用户注册管理组件、溯源信息采集组件等，而且还可根据实际需求的变化方便地增改组件，易于系统的维护和升级。 开发 平台 本系统可以考虑采用 Windows Server 2003 操作系统 +IIS 6.0 信息服务管理器 +ASP.NET 开发平台， SQL Server 2000 为数据库， Visual Studio.NET 2005为前端开发工具， C#为开发语言。 6.3.2 奶制品 溯源系统的分析 奶制品 溯源系统概述 一般的 奶制品 溯源系统主要由几下几个部分组成： 1.生产经营记录。生产经营记录是 奶制品 溯源系统建设中的基础信息，是保证生产经营者真实地记录消费者所关心的各个阶段的信息，以便于查询。使消费者可以感受到生产经 营者对 奶制品 安全负责任的态度。 2.溯源信息查询。消费者可以利用所购得产品包装上的编号，直接查询得到生产这批产品的有关信息，由餐桌回溯至牧场，了解其完整的生产、运输与销售过程，以提高消费者对产品的信心。这种连接生产者与消费者的编号系统，作为消费者可以直接使用的信息查询检索工具是构建整个 奶制品 溯源系统的信息技术核心之一。 6.奶制品 个体的标识。 奶制品 个体的标识是 奶制品 溯源系统建设中关键之一。它的基本功能是能够对 奶制品 进行跟踪识别。要实现 奶制品 溯源，就必须要求 奶制品 供应链中的每一节点，不仅要标识自身生产加工的产 品，还要采集所加工的 奶制品 原料上已有的标识信息，并将其重要信息一并标识在加工成的产品上，以备下一个加工者或消费者使用。而 奶制品 供应链中跨环节之间的联系往往比较脆弱，这是实施 奶制品 溯源的最大问题。 4.明确的责任与分工。在发生了奶制品安全问题的情况下，通过传递发现问题的有关信息确定有关生产经营主体的原因，确定有关产品的批号，是在库存中，还是运输中，或者已经售出，确定其他有同样质量问题的批号，并采取纠正行动。从而明确界定在供应链不同阶段中相关主体的责任，减少消费者的疑虑和恐慌。 5.奶制品企业与个人的信誉体系的 建立。信用管理在 奶制品 溯源建设中的一项重要内容。 奶制品 供应链上每一个企业与个人都有责任和义务保证该阶段信息的真实性，清晰地记录本阶段与 奶制品 质量安全紧密相关的各种信息，同时还有准确地记录或者保留前一阶段传递下来的重要溯源信息。建立奶制品企业与个人信誉评价体系，以保证上下游企业之间能有良好的合作环境。如果发生以假充真、以次充好、擅改标章或记录的情况，在追查食品真伪之时。便可自下游往上游溯源，追查出不安全奶制品及违纪犯法的从业者。实行产品召回，依法惩处失信，维护社会公平。 奶制品 供应链中溯源系统的 基本类型 根据溯源数据在 奶制品 供应链上下游各个节点之间的传递与存储方式的不同，将溯源系统分为 A、 B、 C 三种基本类型。图 4-2 示出了 A、 B、 C 三种不同类型的 奶制品 溯源系统的数据传递与存储方式。 A 型系统中的每个供应链节点从它的前面一个节点中获取相关的信息。该类型系统的优点是要传送的信息量比较少，因而交易费用较低：缺点是每一个节点在所传递信息的数量和中央组织质量方面必须信任前一节点，这对紧急情况的处理不利。 图 4-2 农产品供应链中的溯源系统图 B 型系统中的每个供应链节点从所有之前的节点接收相关信息。信息的完整性得到了有效控制。其跟踪和追溯的速度比 A 型系统要快很多，供应链的透明性也比 A 型系统要大；缺点是每个节点要传送的信息量增加了。 C 型系统也可以叫做主从式系统，其中每个供应链节点都为一个单独的中央组织提供信息。由中央组织来为整个供应链组合所有的信息，这样可以在一定程度上解决信息的信任问题，也使奶制品跟踪和追溯在理论上能很快得到执行，而整个溯源系统也能得到有效的维护； C 型系统的缺点是总费用可能较大，数据维护难度较高，信息传递效率相对较低。 每个企业可以根据自身情况选择不同类型的溯源系统。 6.3.3 奶制品 溯源系 统的需求分析 系统的功能 系统实现自动化的功能，借助条码解读器，除了溯源数据的自动上传外，系统还应集成了相应的信息服务平台。用于检验检疫部门及时地发布最新的检测报告，政府部门发布政策措施等。并对可能存在质量安全隐患的奶制品实现自动预警提示。除此之外，信息服务平台也包括基础信息库的收集、整合等，给企业、政府和公众提供全方位、多角度的服务。 溯源系统的原理如图 4-3 所示。 图 4-3 溯源系统原理示意图 本系统要求在 Web 环境下，经过认证的企业与通过系统审核的个人需要对溯源信息打包上传或者直接通过 溯源系统添加相应的奶制品溯源信息，并且可通过系统查询某一个批次奶制品的溯源信息，实现逐级向上溯源。另外，还需要对奶制品溯源信息进行审核，增加相应的检验检疫报告、政策规章以及基础数据信息等。因此本系统应具备以下功能： 1.系统注册。基于对数据真实性和准确性的考虑，奶制品企业中的个人在提供相关的溯源信息之前，需提供相应的基本信息，如企业资质信息、政府对企业的监管信息以及其他信息，并经过资质审核之后才可使用本系统。其他第三方机构，或者政府部门，也应先注册，才可以发布各类溯源服务信息。以此来保证奶制品溯源系统使用安 全，防止上传或添加恶意数据，给奶制品企业（个人）、政府部门、公众等造成不利的影响。 2.溯源数据采集。通过系统审核的个人可以通过相应的溯源信息自动上传功能，将其生产、加工等过程中重要的奶制品溯源信息上传到本系统的主数据库中。对于信息化水平较低的普通的奶户，也可通过提供的纸质或电子形式溯源信息或者是原料奶样品（带完整标签等标识信息），由本系统管理员负责协调导入相关信息，并保存到主数据库中，以备溯源。 6.溯源数据查询。消费者可在购物前或购物完成后，通过相应奶制品的溯源编码逐级向上溯源，查看相关的各级奶制品溯源 信息。在溯源数据的查询功能中，融合了自动预警提示功能。即从某个出现问题的产品向上溯源或向下追踪，对任何可能存在问题的奶制品提供预警功能。溯源信息的查询方式主要以网上查询为主。但系统应预留良好的可扩展接口，可在需要时快速提供其他查询方式。 4.溯源服务信息整理。通过奶制品生产企业、政府机关、第三方机构以及交易市场等为溯源服务信息平台提供质量安全标准及其检测技术、法律法规、生产技术、奶制品标准、科普知识等信息，形成一个溯源服务信息库。通过对信息的专业化的收集、整合和处理，为企业、政府和公众进行全方位、多角度的服 务。 5.系统管理。本系统采用多角色分权限的管理方式管理本系统。普通管理员登录本系统后可导入、审核溯源信息，也可管理注册用户的基本信息。超级管理员主要负责角色的管理、权限的分配，还可对系统管理员进行统一管理。 系统运行要求 根据前面对奶制品溯源系统基本功能及其开发平台的简单分析，对于本系统的运行提出如下两点要求： 1.用户界面。系统应具有良好的人机交互界面，且界面的整体风格应具有一致性。 2.系统配置。服务器端硬件配置：处理器 PIV 以上，内存 256M 以上；操作系统 Windows 2000 Server、 Windows XP Professional 以上。客户端硬件配置：处理器 PIII 以上，内存 128 以上；操作系统 Windows 2000 Server、 Windows XP Professional 以上，浏览器 IE5.0 以上。 6.4 奶制品 溯源系统的设计与实现 6.4.1 系统的处理流程 本系统各子系统的数据流图如下： 1.溯源数据采集子系统数据流图，如图 4-4 所示。 图 4-4 溯源数据采集子系统数据流图 2溯源信息查询子系统流程图，如图 4-5 所示。 图 4-5 溯源信息查询子系统流程图 6.溯 源服务信息子系统流程图，如图 4-6 所示。 图 4-6 溯源服务信息子系统流程图 4溯源系统管理子系统流程图，如图 4-7 所示。 图 4-7 系统管理子系统流程图 6.4.2 系统的主要功能模块 根据系统的需求分析，奶制品溯源系统划分为四个子系统。而每个子系统有可分为若干个功能模块，其功能模块的结构简图如图 4-8 所示。 图 4-8 溯源系统功能模块结构图 溯源数据采集子系统 溯源数据采集子系统主要实现对奶制品的溯源数据的收集与编码。可以提供自动上传和半自动导入溯源数据两大类溯源数据采集功能。 1.系统登录功能 进入溯源系统的首页后，采集员可在相应的系统登录区域输入账号和密码，进入登录状态。采集员的账号和密码由管理员分配，密码可以由采集员自行修改。 2.自动上传溯源数据 数据采集员可按照一定的规则，通过溯源数据自动上传管理，实现奶制品溯源数据的批量上传。在数据上传之前，应预先定义好数据的存储规则，即将要上传的数据结构与溯源系统的溯源数据协调一致，完成自动上传与自动转换并自动存入溯源系统。 3.半自动化导入溯源数据 为了扩大溯源系统的用户范围，对于一般的原料奶散户，可以提供半自动化的溯源数据采集方式。首 先通过条码解读器自动读出牛奶桶上的一维、二维条码，或通过 RFID 解读器自动读出附于奶桶上的 RFID 标签，再根据半自动化数据采集模块，导入原料奶的其他相关溯源信息。最后由统一分配追溯码的模块为溯源信息提供在本系统内唯一的溯源码，并将溯源信息保存到对应的数据库中。 溯源数据查询子系统 用户信息查询平台是消费者、企业以及政府部门用来查询产品质最安全信息的系统，其查询方式主要为互联网网站查询。通过提供即将参与交易或 已完成交易的奶制品相关的溯源码，可在本系统的溯源数据查询子系统中查询到该农产品的溯源信息、相关企业名录、安全标准、认证信息、安全事件等各种信息，增加信息透明度和公开度，最大限度地满足消费者的知情权，提高消费者的信心，在一定程度上减弱信息不对称，减少安全事件的发生。由于国家并没有出台标准对整个奶制品供应链实行强制性溯源，故溯源的深度与该奶制品产业链上实施自愿溯源的企业有关。追溯信息查询系统作为消费者可以直接使用的信息检索工具，是构建整个产品可追溯系统的核心之一。 溯源服务信息子系统 溯源服务信息 子系统主要包括由政府支持的奶制品质量安全检测监管体系和为消费者、企业和政府提供相关的信息服务的公共平台。政府部门可发布相关的法律法规、监管检测信息、牛奶营养标准信息等； 第三方机构可提供最新的检验检疫、生产加工等各种技术。 1.收集国内外奶制品质量安全标准及检测技术 及时发布到溯源服务信息系统，展示给奶制品生产经营的各利益相关主体，指导他们更好地做出生产决策。 2.收集国内外奶制品质量安全法律法规 收集整理国内外有关奶制品质量安全法律法规的相关信息，跟踪国内外法律法规的变化动向，以便及时调整奶制品生产企业及 其个人的生产经营模式，积极应对贸易壁垒。 6.宣传安全生产技术知识 通过宣传有关奶制品质量安全生产技术的知识，培养奶制品生产经营企业和个人的质量安全意识，提高生产经营者的自律意识。 4.收集奶制品质量安全基本知识 收集整理奶制品示范企业、奶制品品牌、奶制品鉴别与采购常识等质量安全基本资料，提高消费者对奶制品的认识和鉴别能力，指导消费者正确消费。 溯源数据维护子系统 溯源数据维护子系统主要是对溯源数据的基本维护和管理员的维护。采用角色分配与权限分配的分层方式管理系统。角色从高级到低级主要分为超级 管理员、普通管理员。 1.审核溯源数据 对于奶制品企业自动上传或手动提交的溯源数据进行基本的审核。保证溯源信息没有涉及到不健康内容、损害他人利益，确保准确的、有效的溯源数据才能在查询子系统被查询到。 2.管理管理员 超级管理员是系统内权限最高的用户，可管理系统内所有管理员，包括分配新的管理员账户，修改已有的管理员账户，启用或禁止已有的管理员账户。 6.管理角色与分配权限 系统应设置多重角色，从角色等级的高低依次为超级管理员、系统管理员、普通管理员、一般用户四种角色。其中超级管理员主要负责系统角色及其权限的分 配以及管理员的管理；系统管理员主要负责系统的整体维护工作，如数据的备份和恢复、分配其他子系统的管理员等；普通管理员主要负责系统的各项具体数据的维护，如溯源数据的审核，溯源服务信息的管理，一般用户的账号管理等；一般用户主要是上传信息或者查询信息，包括上传溯源信息、溯源服务信息、标准数据库等，也可查询已有的各类信息。 5.备份与恢复系统数据库 为了保障系统的安全，提高系统的故障恢复能力，应定期备份系统的主数据库，并统一管理。在系统出现故障或者数据遭到破坏时，应用最新的数据备份，可将主数据恢复到系统 出现故障或数 据遭到破坏之前的状态，从而保证系统的总体安全，提高系统的可用性。 七 .存在的问题 1 现在，在饮料和其他液体商品领域， RFID 的应用还仅仅局限在货盘和外包装箱级别上，而理论上， RFID 标识应该也能应用到个体包装上，但是能精确读取个体包装上 RFID 标识的技术还不成熟，而且这些标识比较容易受到包装材料、产品种类，以及标识粘贴位置的影响。虽然给单个包装进行 RFID 标识并不完美，但是专家说，在不久的将来这个梦想就能够实现。 2这一整套设备成本很高，除了要考虑标签的费用，还有读写器，天线，以及信息系统的费用 。这些费用如何分担，还需要解决。如果费用由消费者来承担，极有可能出现无锡高速公路自动收费系统的尴尬（虽然这个系统可以免除司机排队交费的麻烦，但是由于收费太高更多的，司机们还是选择人工服务），但是随着技术的进步，这些组件的成本的降低，牛奶的可追溯指日可待。 3、 物联网 数据和设备 的标准化 。 4、 政府相关政策等外部环境和基础条件 的完善。 八 .附件 1 物联网相关技术详细介绍 8.1 物联网（物流）技术 采用先进的物流设备及 EDI、 GPS、 Bar Code、 EOS等先进的物流信息技术 ，使库存、装卸、运输、 采购、配送、订货等各个环节都实现电子化 ， 并通过 EDI 及EOS 可以实现与钢铁企业销售及采购信息平台的有效对接 ， 力争实现网上交易、无纸化办公、全程物流可视及电子采购配送 ， 降低贸易单证处理成本 ， 提高钢铁物流效率。另外结合先进的信息技术 ， 采用可视叉车、现代化立体自动仓库及箱式货柜和集装箱拖头及特种运输车辆等先进的物流设备。 8.2 自动跟踪与定位技术 8.2.1 地理信息系统 GIS 地理信息系统 (Geographical Information System， GIS）是二十世纪六十年代中期开始发展起来的新技术。 GIS 是一个以地理坐标为基础的信息系统，具有强大的处理空间数据的能力。它以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，适时地提供多种空间的和动态的地理信息，是一种为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。其基本功能是将表格型数据（无论它来自数据库、电子表格文件或直接在程序中输入）转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览、操作和分析。 GIS 技术可以应用在物流分析上，即利用 GIS 强大的地理数据分析功能来完善物流分析技术。目前一些国外公司以及开发出利用 GIS 进行物流分析的工具软件。完整的 GIS 物流分析软件集成了车辆路线模 型、网络物流模型、分配集合模型和设施定位模型等。 8.2.2 全球定位系统 GPS 全球定位系统（ Global Positioning System， GPS）是美国从本世纪 70 年代开始研制，历时 20 余年，耗资 200 亿美元，于 1994 年全面建成。具有海陆空全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。经过近十年我国测绘等部门的使用表明，全球卫星定位系统以全天候、高精度、自动化、高效益等特点，可提供全球范围从地面 9000 公里高空之间任一载体的高精度的三维位置、三维速度和精确的时间信息。安装在车辆上的车载单 元只要能接收来自其中三颗卫星的定位信号，就可确定该辆车的经、维度位置和时间信息。 GPS 在物流领域可以应用于汽车自定位、跟踪调度以及铁路运输等方面的管理以及军事物流。可以为用户提供目标定位、监控、调度、报警、信息沟通、车辆管理等服务的车辆跟踪定位系统更被一些专家认为是 GPS 未来发展的三大热点之一。 GPS 技术跟踪利用 GPS 物流监控管理系统，主要跟踪货运车辆与货物的运输情况，使货主及车主随时了解车辆与货物的位置与状态，保障整个物流过程的有效监控与快速运转。 8.2.3GPS 车辆监控系统 GPS 管理系统的基本用途 有：车辆实时定位、车辆监视控制、车辆调度管理、车辆报警处置、车辆物流管理、网上查车服务、短信语音通信等。系统适用于城市、地区、以及全国联网使用，适用于政府、集团、企事业单位以至私家车辆用户使用。它能监控车辆违章行驶、提升车辆的防盗抢能力、提高车辆营运效率，增加车辆营运经济效益，促进我国车辆管理现代化、信息化、智能化建设， 系统的服务对象可为：运输车辆、出租车辆、公交车辆、消防车辆、急救车辆、边防车辆、押钞车辆、危险品车辆、应急指挥车辆、贵宾车队、私家车辆、项目车辆等。数字金石 GPS 车辆监管系统可为不同用户 、不同用途的车辆提供不同的特殊使用功能。 数字金石车辆监管系统由七个子系统项目构成。即： GPS 全球定位卫星系统； GSM/GPRS 移动通信系统； 数据传输网络； 车辆数据服务平台； 用户监管中心系列； 车载设备； 电子地图。 GPS/GPRS 车辆监管系统网络结构见下图。 GPS 车辆管 理系统网络结构图 能够实时追踪所有车辆，准确地定位车辆的具体位置、行驶方向、行驶速度，以保证了汽车的安全，减少风险，降低企业运营成本。广泛应用在汽车租赁，物流，企业车队等领域，先进的管理方法深得各大企业的青睐。 GPS 车辆监控系统特点一：方便管理 1、 24 小时全天侯，高精度定位车辆的具体位置、行驶方向、行驶速度。 2、轨迹回放：根据需要，可调阅回放被控车辆 3 天内的历史行程、轨迹记录。 3、存档、查询：受控车辆所有的移动信息均被存储在控制中心计算机中，方便查询。 4、车辆在任意地点均可方便寻车，保障汽 车安全，降低车辆风险。 5、所有资料均可打印，方便制作领导要求的各项报表。 GPS 车辆监控系统特点二：有效节约各项车辆运营成本 1、精确地统计里程，燃油费少了，过路费少了、高速通行费少了。 2、通过 GPS 调度，长途运货减少车载空驶，提高运输，节约运输成本。 3、车辆的有效监管，可以使公车私用、拉私货的能得到控制。 4、快速在电子地图上显示车辆信息，查看附近的车辆并进行对附近车辆进行调度。 8.3 自动识别技术 8.3.1 条码技术 1、一维条码技术 条码技术是最传统的自动识别技术，自上世纪 70 年代产 生以后，作为一种关键的信息表示和信息采集技术，在全球范围得到迅猛的发展。根据美国专业研究机构 VDC 的统计，全球条码市场规模一直在持续稳步增长，在 2003 年时VDC 已预测 2008 年全球条码技术装备的市场规模要增长到 155 亿美元，其中亚太地区达到 40.5 亿美元。 在国际上，条码技术及应用取得了长足的发展：条码技术介质由纸质发展到特殊介质，甚至到手机载体；条码已从商业领域拓展到物流、产品追溯、电子商务、金融的领域，并向纵深发展，面向企业信息化管理的深层次的集成；条码技术产品逐渐向高、精、尖和集成方向发展。可以说， 条码技术正处于强劲的集成创新发展期。 随着深入的应用，条码技术装备也朝着多功能、远距离、小型化、软硬件并举、安全可靠、经济适用的方向发展，出现了许多新型技术装备。具体表现为：条码识度设备向小型化，与常规通用设备的集成化、复合化发展；条码数据采集终端设备向多功能、便携式、集成多种现代通讯技术和网络技术的设备一体化方向发展，并开始更加广泛和深入的应用。条码技术生成设备向专用和小批量印制方向发展。 2、二维条码技术 二维条码技术是在一维条码技术的基础上发展而来的，与一维条码技术相比，具有信息密度高、容量更大、更够 表示中文、英文等字符、具有纠错功能等特性，是一种具有独特技术特点与优势的自动识别技术。 8.3.2 扫描技术 自动识别技术的另一个关键组件是扫描处理，扫描仪收集条形码数据，并把它们转化成可用的信息。扫描技术在物流方面主要有两大应用。第一种应用是在零售商店的销售点（ Point of Sales， POS）。除了在现金收入机上给顾客打印收据外，在零售销售点应用是在商店层次提供精确的存货控制。销售点可以精确地跟踪每一个库存单位出售数，有助于补充订货，因为实际的单位销售数能够迅速地传输到供应商处。实际销售跟踪可以减少不 确定性，并可去除缓冲存货。除了提供精确的再供给和营销调查数据外，销售点还能向所有的渠道内成员提供更及时的具有战略意义的数据。第二种应用是针对物料搬运和跟踪的。通过扫描枪的使用，物料搬运人员能够跟踪产品的搬运、储存地点、装船和入库。虽然这种信息能够用手工跟踪，但却要耗费大量的时间，并容易出错。由条码与扫描设备构成的自动识别技术在物流管理中有很多好处。对托运人来说，它能改进订货准备和处理，排除航运差错，减少劳动时间，改进记录保存，减少实际存货时间。对承运人来说，它能保持运费账单信息完整，顾客能存取实时信息，改进 顾客装运活动的记录保存，可跟踪装运活动，简化集装箱处理，监督车辆内的不相容产品，减少信息传输时间。对仓储管理来说，它能改进订货准备、处理和装置，提供精确的存货控制，顾客能存取实时信息，考虑安全存取信息，减少劳动成本，入库数精确。对批发商和零售商来说，它能保证单位存货精确，销售点价格精确，减少实际时间，增加系统灵活性。 8.3.3OCR 技术 OCR 技术是光学字符识别的缩写 (Optical Character Recognition)，是通过扫描等光学输入方式将各种票据、报刊、书籍、文稿及其它印刷品的文字转化为 图像信息，再利用文字识别技术将图像信息转化为可以使用的计算机输入技术。可应用于银行票据、大量文字资料、档案卷宗、文案的录入和处理领域。适合于银行、税务等行业大量票据表格的自动扫描识别及长期存储。相对一般文本，通常以最终识别率、识别速度、版面理解正确率及版面还原满意度 4 个方面作为 OCR 技术的评测依据；而相对于表格及票据， 通常以识别率或整张通过率及识别速度为测定 OCR 技术的实用标准。 OCR 识别技术不仅具有可以自动判断、拆分、 识别和还原各种通用型印刷体表格，在表格理解上做出了令人满意的实用结果，能够自动分 析文稿的版面布局，自动分栏、并判断出标题、横栏、图像、表格等相应属性，并判定识别顺序，能将识别结果还原成与扫描文稿的版面布局一致的新文本。表格自动录入技术，可自动识别特定表格的印刷或打印汉字、字母、数字，可识别手写体汉字、手写体字母、数字及多种手写符号，并按表格格式输出。提高了表格录入效率，可节省大量人力。同时支持将表格识别直接还原成 PTF、 PDF、 HTML 等格式文档；并可以对图像嵌入横排文本和竖排文本、表格文本进行自动排版面分析。 采用 OCR 识别技术 ,可以将其应用于银行票据光盘缩微系统，可以自动提取票据要 素，可减轻操作员的工作量，减少重复劳动，尤其是在与银行事后且监督系统相结合后，可以替代原先的操作人员完成事后监督工作。由计算机自动识别票据上的日期、帐号、金额等要素，通过银行事后监督系统与业务系统中的数据进行比较，完成传统的事后监督操作；配有印章验证系统后，自动将凭证图像中的印章与系统中预留的印鉴进行比较，完成印章的真伪识别。 利用目前的高新技术 -OCR，直接从凭证影像中提取金额、帐号等重要数据，代替人的手工录