于合龙人参制品可追溯系统

人参制品可追溯系统一、项目研究背景及意义食源性疾病对人类健康的威胁日益严重。食品安全问题不仅受到公众普遍关注，而且已成为影响我国农业和食品产业国际竞争力的重要因素。近年来，随着国家对进出口贸易各种限制的解除和国际食品市场竞争日趋激烈，食品出口额及其占总出口总额的比例都有所下降，出口的各种产品大类中大部分出现了不同程度的下滑，其中活动物、人参、动植物油脂、水果和人参水果等产品的制品都出现了大幅度的下滑。究其原因，除了受客观的大环境影响外，其中一个最主要的原因是食品本身的质量问题以及食品物流等方面不符合相关标准和卫生要求。食品安全是一个复杂的系统工程，食品安全涉及到食品本身的安全和食品供应链安全，即食品本身的生产和质量必须是确保安全的，同时必须确保食品的仓储运输是安全的。食品供应链中的仓储运输等关键环节缺乏安全监管，需要用冷链运输的食品，中国只有20%采用了冷链运输，而西方发达国家是85%，美国是100%。食品储运环节的缺乏监管和不规范，使食品在运输过程中变质，发生二次污染等，是食品安全的极大隐患。人参产与东北，是大家所熟知的具有丰富的营养价值和功效的药物。吉林省是长白山人参的故乡，人参产业在我省特产业中占有举足轻重的地位，是我省传统的资源型优势产业，从某种意义上讲，人参已成为我省对外交往中的代名词或名信片。“十一五”期间，我省人参产业积极探索新的发展模式，先进成果和技术得到大面积推广应用，并在种植结构调整、发展品牌战略和产业可持续发展等方面取得了显著成绩。近年来，我省人参产业发展形势明显好转。企业建设和参业产业化步伐加快。目前，全省具备一定能力的加工企业已经发展到近400户，主要加工产品有四大类1000多种，人参产区出现了以人参为原料的精加工优秀企业，省内外一批品牌企业也正在陆续投资人参产业，人参精深加工正在向纵深拓展。科技储备和研发力量进一步增强。人参新药开发等方面都有了新进展，形成了一批获得国家和世界级水平的人参科技研发成果。标准化体系建设取得新进展。市场竞争力明显提高。总体来看，我省人参产业发展环境良好，同时，面临的挑战更趋多元，机遇更为难得，任务更加艰巨。国家扩大内需的政策效应增强，国际资本向国内战略转移趋势明显，为人参产业振兴提供了良好的宏观环境。人参食品、保健品、新医药产品开发前景十分广阔。但是随着人们生活水平提高，对人参的消费观念、消费结构、消费层次和消费需求不断升级，绿色、安全、健康消费已经成为主流。针对人参制品安全问题，基于人参制品供应链的概念，从人参种植、人参制品加工、物流运输，一直到终端销售，综合利用RFID技术、二维码技术、网络与信息技术等，建立人参制品的全程监管体系，实现人参制品供应链的安全。二、系统设计2.1 需求分析2.1.1 系统的功能性需求 （1）系统设计目标本项目的目标是针对人参种植、加工、运输、销售等环节质量安全的全面监控需求，综合利用RFID技术、二维码技术、网络与信息技术等，建立人参制品的全程监管体系，实现人参制品供应链的安全。本项目拟提出一整套人参制品质量安全可追溯系统开发的解决方案，并将其应用于人参制品实际生产销售过程中，以保证人参制品质量安全，保障消费者的身体健康。根据本项目的设计目标，结合实际情况，人参制品可追溯系统必须满足以下不同部门的功能需求：监察部门：在监督上，能够对生产厂家、产品流向准确把握，在产品出现问题时，能快速控制相应同类产品的的铺货流向，做出应对措施。生产厂家：在生产上，能够对供应商，原料，生产厂家，负责人，产品的形成到最后的产品流向准确把握，一目了然，在产品出现质量时候能快速的定位到产品的每个环节，及时地控制产品的流向。进一步地，企业便可对商品的出库、入库、物流等环节通过RFID标签、二维码实现严格监控，并使分销网络中的各个业务网点具备了强大的商品核查功能，核查功能具体将通过便携式RFID标签、二维码识读设备来实现。分销商：在商品管理上，生产厂家通过将RFID标签、二维条码技术与进销存软件、企业广域网络的结合，便可对商品分销的全流程实现全面、有效、安全的管理和监控。并进一步得到宝贵的商品仓储、物流、销售等数据，为企业总部的经营决策提供宝贵的统计数据。消费者：在商品防伪上，产品使用RFID标签和二维条码，对于普通消费者采用二维条码形式，消费者扫描二维条码后连接WEB平台返回食品溯源信息。 （2）系统业务流程根据人参制品溯源系统的设计目标和实际情况，可确定人参制品从种植、加工到运输销售整个环节的业务流程如下图所示。人参制品安全溯源开始种植农户1验收员仓管员提供人参原材料1验收入库2安检专员生产企业监察部门3填写种植信息，分类归档，进行溯源编号审核，进行生产加工安排启下页承上页4加工人员生产车间586销售人员销售部门审核、监管销售人参制品878监察部门企业生产加工物流人员员物流部门消费者物流运输购买人参制品9结 束图1 人参制品可追溯系统的业务流程以上是整个人参制品溯源系统的业务流程，其中主要操作如下： 种植农户将人参原材料送达生产企业，进行原材料的检查验收。 验收员检验人参原材料，合格品进行入库操作。 安检专员对人参原材料进行分类，根据加工产品的不同开始进行溯源信息编号，并提交监察人员和企业主管人员审核。 人参原材料进入加工环节。 人参制品进入物流环节。 人参制品进入销售环节。 消费者购买人参制品 利用RFID标签、二维码进行溯源监控和查询。 （3）系统功能模块根据系统的设计目标和实际生产情况，人参制品系统主要有三类用户使用：监管人员、溯源信息处理人员（包括种植、加工、物流、销售等环节）和普通消费者。其中监管人员主要负责全程溯源信息的监控和审核，溯源信息处理人员分阶段处理不同环节的溯源信息，普通消费者可以查询自己购买的人参制品的溯源信息。依据上述分析，可以确定系统的功能模块如下图所示。图2 人参制品可追溯系统功能模块2.1.2 系统的非功能性需求除了上述功能性需求外，为了系统方便使用，还需要达到以下非功能性需求。 （1）系统的性能需求根据系统设计的目标，为了保证使用系统的效率，系统应该具备以下性能要求。WEB服务器：并发连接数大于1000，响应时间小于100毫秒。数据采集设备：拨号上网连接时间小于30秒，RFID读写、二维码解码时间小于100毫秒，数据服务器响应时间小于3秒，待机时间大于72小时，连续工作时间大于8小时。 （2）系统的安全性需求 服务器安全需求数据库及WEB服务器可双机热备、保证数据的安全。网络防火墙防止数据被黑客破坏。整个系统日无故障运行概率不低于99%。 数据加密性需求由于本系统实行了用户权限功能，同时系统中一些参数及其重要，因此系统应该对一些重要的数据进行加密，如用户口令、重要参数等。 数据备份需求由于本系统在使用过程，包含系统的一些重要数据，同时用户数据也需要长时间保存，以便于日后查询和分析使用。为了避免数据丢失或损坏，应该定时备份数据，所以系统应该具备数据备份功能。（3）系统的其它需求系统的用户范围非常广泛，这些用户由于自身专业领域对计算机使用程度的不同，导致其使用系统时掌握的熟练程度和时间也不同。因此在设计时要考虑对系统界面的设计必须友好，尽量简化系统操作过程和步骤，提高系统的可操作性，加强系统的人机交互功能，方便广大用户的使用。2.2 体系结构设计人参制品供应链主要包括五个部分：人参种植基地环节、人参种植生产环节、人参制品加工环节、人参制品销售环节、售后服务环节。针对人参制品供应链的运作流程，建立安全可追溯体系结构，如下图所示。供应链中每一个环节的工作人员都将人参制品在本环节中所涉及到的安全风险信息利用RFID技术进行收集，将收集到的信息传给本环节的可追溯子系统，通过对这些信息进行监控和分析以控制人参制品安全。可追溯体系通过互联网实现每个环节服务器与中央服务器之间的数据交换。中央服务器可由食品安全部门进行管理。消费者、监管人员或操作人员都可以通过互联网登陆中央服务器对人参制品的信息进行查询。当人参制品出现质量问题时，食品安全监管人员可以通过中央服务器的数据查出人参制品安全出现问题的环节并加以追究。图3 人参制品可追溯系统体系结构三、关键核心技术RFID在人参制品可追溯系统中的应用设计1. RFID技术在人参制品具体生产、加工、运输、销售环节中的具体应用 人参制品供应链和大多数农产品供应链一样也包括生产、加工、运输和销售等环节，提高人参制品供应链安全的关键也就是如何协调这几个环节及如何提高每个环节的质量安全。从人参制品供应链整体可以看到，通过数据。消费者和相关主管部门也可以通过通讯网络和终端进行查询和追溯。使用RFID技术，能够方便的把整个供应链中各个环节的信息读入公共数据库，各个环节也可以方便地增加相应环节的（1）生产环节生产环节主要指较具规模和规范的人参种植基地，由于此类生产基地一般实行规模化种植，集约化经营，具有采用RFID技术的条件。可为每一个地块或一个品种设定一个标签，对该地块或该品种人参从种植到打包上市的整个过程中的必要信息通过读入或输入设备进行及时初始信息的录入，如人参的品种、生长时间，所喷施农药的名称及次数，所使用的化肥、收割时间等，甚至包括该品种的特点描述。根据农产品、药品和食品安全编码标准，对种植的人参设置一个编号作为其身份的唯一标识。这样在该品种人参完成供应链的第一个环节时，该电子标签（或射频卡）已经存储了其所有基本信息。当收购企业对任何一个地块的人参品种收购时，通过采用数据采集器对农户以及人参产品进行信息采集，不仅加快了收购速度，降低了出错率，而且为人参产品加工企业提供了产品的基础数据，为人参制品追溯提供源头数据。（2）加工环节由于电子标签可以方便地添加信息，而在人参制品加工环节可以首先读得电子标签所包含的信息，加工企业可以根据本身需要和相关主管部门的要求添加必要的信息，如加工单位、加工日期、加工过程所使用的添加剂、包装重量等。经过加工企业的数据充实后，产地信息和加工环节信息都已经存储在该电子标签中，那么终端消费者在零售或批发市场通过查询终端查询该产品信息时，便可以一览无余其相关信息，对于事故后追溯也变得容易可行。另外，人参制品对仓储环境要求较高，尤其是在仓储环境欠佳的情况下，更应该减少人参制品在仓库的存放时间。对于需要入库保存的人参制品，在入库前通过对电子标签数据读取，其包装规格、包装重量等自动读入计算机，由计算机处理后根据仓库特点形成库存的信息，并输出入库区位、货架、货位的指令。盘点时，终端读取人参制品包装上的电子标签，并实时记录盘点的数量。现场清点完毕后，盘点人员确认清点的数量并上传至后台数据库。后台数据库根据实时上传的资料与系统中的资料进行比较，数量若有差异， 系统将自动生成盘点清单差异表， 然后将数据提交上级或指示终端重复盘点。出库时也无须过多的人工制品参与就可以对库存数据自动更改。RFID技术的使用，在大大加快出入库及库存盘点速度，降低错误率的同时，也为使用计算机进行库存管理、提高仓库管理的自动化程度提供了方便。（3）物流运输环节RFID技术在人参制品运输环节的应用主要体现为在途货物的监控、跟踪及道口检查。把RFID技术和GPS（全球定位系统）结合起来，可以为物流公司提供实时监控和跟踪服务，同时对于业主而言也可以通过计算机网络方便地知道自己的货物到达了什么位置，是否被掉包等情况。在经过一些道口接受检查时，检查单位也无须拆开人参制品包装，只要通过电子标签阅读终端就可以知道包装的具体内容，大大提高了道口检查速度并缓解道口拥挤的压力。（4） 销售环节RFID 技术在零售环节的应用体现为零售商店或超市内单位包装人参制品防盗、人参制品有效期监控和临时销售等。RFID防窃技术就是将电子标签置入商品包装内，由计算机系统通过现场的阅读器等配套设施来实时监控商店中各种商品的标签。这样，零售商就能放心地开架销售了。一些智能电子标签还能够对人参制品的有效期限进行监控，一旦超过了有效期，标签就会发出警告。必要时，如在节假日的销售高峰时， 还可以将RFID终端当作现金收款机使用， 实现自动扫描和计费，以缓解客户销售时收银台结账的压力。 2. 人参制品可追溯系统中信息采集和RFID绑定关键技术的设计人参制品可追溯系统选用超高频(UHF)电子标签经过专门封装生产后粘贴在人参制品的标准周转箱指定位置，并作为溯源监管信息载体，该标签采用EPC C1 GEN2协议，具有识别距离远、识别范围大等优点。系统硬件包括UHF固定读写器、龙门架、手持机、人参周转箱、电子标签、前端处理计算机及网络等，其中，专门封装的电子标签在潮湿、冷藏运输环节中能保持良好的读写性能。可配合项目研发的人参制品可追溯系统使用。RFID标签是一种移动的信息载体，其被人参制品供应链上的相关设备识别后形成相应的人参制品溯源信息链条。由于RFID标签受到容量限制，其仅用于关键信息索引。本系统中RFID标签主要保存溯源信息编号，该编号是综合农产品、药品和食品编码规范，从人参制品整个供应链实际情况出发而设置的编码，可作为溯源信息唯一性标志。在系统中，RFID的绑定分两步：(1)RFID标签初始化，保证每个标签在系统中是唯一的；(2)在各环节中读取标签，并将主要关键字与相关信息关联。本系统采用无线射频模块手持机完成写和读操作，手持终端设备的主要技术特点是组件支持全球标准LF(1251342KHz)HF(1356MHz)UHF(860960MHz)3个频段；防水防尘工业标准达到了IP65、IEC 60529，并可承受从1