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牛肉質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息服務(wù)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所 陳 濤 劉世洪

      來源:《肉業(yè)產(chǎn)業(yè)資訊》    2016年第5期
 
內(nèi)容摘要:摘要:針對目前牛肉質(zhì)量安全管理方面存在的問題,提出以實(shí)現(xiàn)追溯為目的的牛肉質(zhì)量安全管理系統(tǒng),設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體架構(gòu)和主要功能的實(shí)現(xiàn)流程,分析了關(guān)鍵技術(shù),綜合采用RFID技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
  摘要:針對目前牛肉質(zhì)量安全管理方面存在的問題,提出以實(shí)現(xiàn)追溯為目的的牛肉質(zhì)量安全管理系統(tǒng),設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的總體架構(gòu)和主要功能的實(shí)現(xiàn)流程,分析了關(guān)鍵技術(shù),綜合采用RFID技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和條形碼技術(shù),以NET為平臺,實(shí)現(xiàn)牛肉質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了基本信息管理、養(yǎng)殖過程管理、屠宰過程管理和追溯管理等功能。該系統(tǒng)應(yīng)用于新疆畜牧科學(xué)院,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該系統(tǒng)有效提高了廣大消費(fèi)者的信任度,增加了畜產(chǎn)品附加值。
  隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高,牛肉質(zhì)量安全越來越受到人們的關(guān)注,同時(shí)對牛肉質(zhì)量安全問題提出了越來越高的要求。牛肉質(zhì)量安全的控制應(yīng)當(dāng)跟蹤牛肉生產(chǎn)的全過程,從養(yǎng)殖到餐桌,保證消費(fèi)者吃的每一塊牛肉都能追溯到牛肉生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。國外在這方面的研究比較早,20世紀(jì)90年代,由于瘋牛?。˙SE)在歐洲的蔓延,早在1997年歐盟各國家就開始了對牛肉質(zhì)量跟蹤和追溯信息系統(tǒng)的研究,經(jīng)過近十年的研究和應(yīng)用,歐盟國家已經(jīng)形成了比較完善的可追溯系統(tǒng) 實(shí)現(xiàn)了“從農(nóng) (牧)場到餐桌”的全過程質(zhì)量控制。中國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)已開展了部分試點(diǎn)工作,鄭火國等人做了臍橙和 白茶等特色農(nóng)產(chǎn)品的溯源系統(tǒng)的研究。目前在肉類質(zhì)量的控制管理中,建立溯源機(jī)制能夠很好地從生產(chǎn)過程中建立完成的信息流,保證生產(chǎn)的肉類產(chǎn)品在每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中都有詳細(xì)的信息供消費(fèi)者査證,保證產(chǎn)品從源頭到餐桌整個(gè)過程的完整性。近年來,各種食品安全事故頻繁發(fā)生,嚴(yán)重的影響消費(fèi)者的心理和身體健康,甚至一度拒絕購買此類食品。因此,研究牛肉質(zhì)量安全溯源是十分必要。
  本系統(tǒng)研究主要是在基于動物標(biāo)識技術(shù)、信息采集技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與Web技術(shù)等多種技術(shù)下,提出建立牛肉質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)。系統(tǒng)主要包括基本信息、養(yǎng)殖信息管理、牛肉加工信息管理、銷售信息管理和追溯信息管理等功能,開發(fā)基于多模式的肉牛產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng),為消費(fèi)者提供POS機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、短信等多渠道的溯源信息服務(wù)。
  1  總體結(jié)構(gòu)
  在牛肉質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)中,應(yīng)該有嚴(yán)格的數(shù)據(jù)流、信息流的流動方向,以及各個(gè)業(yè)務(wù)層級之間的劃分和邏輯關(guān)聯(lián)。因此,本文將牛肉質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)劃分4個(gè)層級。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示?;A(chǔ)數(shù)據(jù)層,主要對養(yǎng)殖企業(yè)、屠宰企業(yè)、銷售企業(yè)與物流企業(yè)等數(shù)據(jù)的采集:數(shù)據(jù)支持層,主要進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲、系統(tǒng)流程配置、系統(tǒng)功能劃分、權(quán)限管理、用戶管理等;應(yīng)用層,主要是數(shù)據(jù)的應(yīng)用,包括基本信息管理、養(yǎng)殖信息管理、流通信息管理、屠宰信息管理和追溯信息管理等;展示層,通過手機(jī)、電腦、電視等媒體中介工具,將結(jié)果進(jìn)行展示  并送至農(nóng)戶、消費(fèi)者等主體,真正實(shí)現(xiàn)牛肉質(zhì)量安全“從農(nóng)(牧)場到餐桌”的全過程質(zhì)量控制的目標(biāo)。
圖1 洗頭架構(gòu)圖
  本系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。將系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的核心部分集中到服務(wù)器上,用戶通過瀏覽器就可以對系統(tǒng)進(jìn)行操作,同時(shí)也可以通過Web Server 同數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。牛肉溯源系統(tǒng)可通過基于B/S架構(gòu)的平臺實(shí)現(xiàn)信息流在牛肉各個(gè)環(huán)節(jié)中的追溯與監(jiān)管。
  2  關(guān)鍵技術(shù)分析
  2.1  動物標(biāo)識技術(shù)
  牛肉質(zhì)量安全溯源體系的核心在于牛個(gè)體的標(biāo)志,即“身份證號”。通過條碼和RFID等數(shù)據(jù)載體把產(chǎn)品供應(yīng)各階段的信息流與實(shí)物流相聯(lián)系,以此來實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)交換,而溯源條碼的生成關(guān)鍵是要從生鮮農(nóng)產(chǎn)品的源頭開始進(jìn)行有效的編碼。在養(yǎng)殖場里,給每頭牛帶上RFID標(biāo)簽,標(biāo)簽中記錄牛個(gè)體的所有相關(guān)信息,包括購買時(shí)間、養(yǎng)殖信息、疾病防疫信息等。通過讀寫標(biāo)簽將信息傳人服務(wù)器中,在加工分割的過程中,打印EAN/UCC-128追溯碼和二維碼標(biāo)志粘貼在包裝物上,并將數(shù)據(jù)匯總到中央服務(wù)器。消費(fèi)者在購買牛羊肉產(chǎn)品獲得追溯碼后,通過短信、網(wǎng)絡(luò)、電話可以追溯到本產(chǎn)品的關(guān)鍵信息。
  2.2  數(shù)據(jù)同步性
  整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流包含從養(yǎng)殖到牛產(chǎn)品的銷售信息,因此,系統(tǒng)應(yīng)該滿足用戶隨時(shí)隨地都能夠進(jìn)行溯源查詢的需求,即數(shù)據(jù)必須保證同步性。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),需要能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用前端和后端服務(wù)器之間數(shù)據(jù)同步。本系統(tǒng)選用Socket數(shù)據(jù)同步方法?;赟ocket通信的跨平臺數(shù)據(jù)同步方法,采用客戶機(jī)/服務(wù)器的概念,在分別屬于不同部門的不同平臺的計(jì)算機(jī)上分別開發(fā)負(fù)責(zé)偵聽的Socket服務(wù)器和負(fù)責(zé)連接的Socket客戶端。
  2.3  數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)
  牛肉質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)采用。NET技術(shù)進(jìn)行開發(fā),數(shù)據(jù)存儲在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中。  需要使用ADO.NET技術(shù)實(shí)現(xiàn)不同類型的數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫交互訪問,ADO.NET數(shù)據(jù)訪問技術(shù),它是建立在NETFramework基礎(chǔ)上的、用來對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效訪問的組件,為系統(tǒng)應(yīng)用程序提供連接模式和非連接模式兩種數(shù)據(jù)訪問模式。本系統(tǒng)使用該技術(shù)訪問SQLS erver數(shù)據(jù)庫。
  3  系統(tǒng)設(shè)計(jì)
  3.1  系統(tǒng)功能劃分
  牛肉質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)采用混合的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),即Internet有線網(wǎng)絡(luò)査詢,為監(jiān)管人員的移動溯源終端,銷售現(xiàn)場的POS査詢機(jī)査詢等,以滿足不同場合、不同用戶和不同査詢級別的査詢。
  根據(jù)牛肉生產(chǎn)流通的實(shí)際需求,此牛肉質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)由五大功能模塊組成?;拘畔⒐芾?、養(yǎng)殖過程管理、屠宰過程管理、溯源管理和系統(tǒng)管理。如圖2所示:
  圖2 系統(tǒng)功能模塊劃分
  3.2  系統(tǒng)功能詳細(xì)設(shè)計(jì)
  3.2.1  基本信息管理
  基本信息管理主要是管理養(yǎng)殖、屠宰過程中的信息。主要包括養(yǎng)殖場基本信息管理、屠宰場基本信息管理、飼料基本信息管理、獸藥基本信息管理和疫苗基本信息管理等。其中,養(yǎng)殖場基本信息包括養(yǎng)殖場編號、名稱、法人、位置、規(guī)模和聯(lián)系方式等;屠宰場基本信息包括屠宰場編號、名稱、負(fù)責(zé)人、位置、規(guī)模、聯(lián)系人和方式等;獸藥基本信息包括獸藥名稱、采購日期、批號、有效日期、規(guī)格、數(shù)量、生產(chǎn)商、采購員等;飼料基本信息記錄肉牛各不同時(shí)期、不同用途的飼料信息,包括飼料名稱和來源、使用對象以及添加劑、休藥期等影響肉牛質(zhì)量的信息;
  3.2.2  養(yǎng)殖過程管理
  養(yǎng)殖過程管理肉牛在養(yǎng)殖階段所要記錄的數(shù)據(jù)包括飼料投放信息、獸藥使用信息、免疫信息、流動信息等。飼料投放信息包括牛個(gè)體編碼、飼料投放日期、伺料名詞、投放數(shù)量、添加劑名稱、休藥期、操作人等;獸藥使用信息:記錄重大疾病的發(fā)生和用藥的品種、用量和停藥時(shí)間等。包括牛個(gè)體編碼、用藥日期、獸藥名稱、用藥原因、施藥方式、劑量、休藥期、獸醫(yī)姓名等;免疫信息包括牛個(gè)體編碼、免疫日期、免疫類型、疫苗名稱、疫苗來源、獸醫(yī)姓名等;流動信息記錄了牛轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出、死亡和淘汰的信息。具體包括牛個(gè)體編號、發(fā)病名稱、發(fā)病日期、診治經(jīng)過、主要使用藥物情況、治療結(jié)果、無害化處理過程、責(zé)任獸醫(yī)、備注。具體流程如圖3所示:
  圖3  養(yǎng)殖過程管理流程
  3.2.3  屠宰過程管理
  屠宰過程需采集的信息包括宰前檢疫信息、屠宰過程信息、胴體信息等。宰前檢疫信息包括牛個(gè)體編碼、檢疫證號、檢疫日期、檢疫結(jié)果、檢疫員等;屠宰過程信息包括牛個(gè)體編碼、屠宰場名稱、屠宰日期、屠宰人、檢疫結(jié)果、處理方式、檢疫員等;胴體信息記錄了胴體與牛個(gè)體關(guān)聯(lián)信息。包括牛個(gè)體編碼、胴體編碼等。 如圖4所示:
  圖4  屠宰過程管理流程
  3.2.4  溯源管理
  在溯源管理模塊中,主要實(shí)現(xiàn)牛肉質(zhì)量安全追溯碼的生成、追溯條碼打印, 以及通過多種方式,為消費(fèi)者提供質(zhì)量安全追溯服務(wù)。包括終產(chǎn)品編碼管理和產(chǎn)品追溯管理兩個(gè)子模塊。
  牛肉追溯碼生成。根據(jù)牛個(gè)體編碼、養(yǎng)殖場編碼,以及屠宰場編碼,以及胴    編碼共同生成牛肉追溯碼;牛肉追溯條碼打印。通過溯源管理模塊,可將生成的追溯碼打印出來。產(chǎn)品追溯中,消費(fèi)者可通過觸摸屏、網(wǎng)站,通過可追溯編碼獲取牛肉質(zhì)量安全信息。監(jiān)管者通過移動溯源終端,可獲取牛肉生產(chǎn)全程質(zhì)量安全信息。如圖5所示:
  圖5  溯源管理流程
  3.2.5  系統(tǒng)管理
  本系統(tǒng)中,不允許用戶注冊,用戶的身份、訪問權(quán)限均由系統(tǒng)管理員添加。  其中本系統(tǒng)中的用戶包括:系統(tǒng)管理員、養(yǎng)殖企業(yè)用戶、屠宰企業(yè)用戶。
  系統(tǒng)用戶管理模塊需實(shí)現(xiàn)的功能包括;用戶信息添加及維護(hù)。按照對用戶的分類,添加用戶,這該子功能中,可以添加、維護(hù)用戶的基本信息;用戶角色管理。對不同的用戶進(jìn)行分類,賦予角色,本系統(tǒng)的角色共有三類:系統(tǒng)管理員,養(yǎng)殖企業(yè)用戶,屠宰企業(yè)用戶;用戶權(quán)限管理。對不同的用戶授予不同的權(quán)限, 當(dāng)用戶身份剛添加時(shí),其還不能對相應(yīng)的功能模塊進(jìn)行操作,只有賦予相關(guān)的權(quán)限后方可操作。
  4  系統(tǒng)現(xiàn)實(shí)
  本系統(tǒng)是基于B/S架構(gòu)下使用C#語言進(jìn)行開發(fā)的,操作系統(tǒng):Windows7旗艦版64位集成數(shù)據(jù);開發(fā)環(huán)境:Microsoft Visual Studio 2010旗艦版;數(shù)據(jù)庫:SQL Server 2008R。
  用戶通過瀏覽器輸人網(wǎng)址,進(jìn)入系統(tǒng)溯源系統(tǒng)査詢界面,可以輸入追溯碼進(jìn)行査詢。如圖6所示;
  圖6  溯源系統(tǒng)查詢界面
  用戶可以直接進(jìn)人系統(tǒng)的后臺,輸人用戶名和密碼,進(jìn)人系統(tǒng)首頁 如圖7所示:
  圖7  系統(tǒng)界面
  5  結(jié)束語
  通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn),借鑒相關(guān)技術(shù),針對牛肉質(zhì)量安全,利用。NET技術(shù)開發(fā)了一套完整的追溯系統(tǒng)。該系統(tǒng)詳細(xì)的記錄了牛肉從養(yǎng)殖場到餐桌的信息,并且采用多種信息技術(shù),保證系統(tǒng)的可靠性和安全性。在生活中,當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)問題時(shí),通過產(chǎn)品的追溯碼就可以快速地找到問題的源頭和相關(guān)產(chǎn)品的去向,相關(guān)負(fù)責(zé)人可以召回該類產(chǎn)品,追責(zé)相關(guān)人員,從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品有據(jù)可查,保證消費(fèi)者的安全和利益。
  另一方面。企業(yè)用戶通過該系統(tǒng)可以在企業(yè)將進(jìn)行信息交流共享。屠宰企業(yè)可以通過在屠宰過程中發(fā)現(xiàn)的問題向養(yǎng)殖企業(yè)進(jìn)行反饋,提出整改意見,保證雙方獲取更大的利益。同時(shí)企業(yè)用戶還可以通過該系統(tǒng)進(jìn)行自身的管理,規(guī)范其生產(chǎn)管理,提高價(jià)值,促進(jìn)企業(yè)的發(fā)展。該系統(tǒng)的應(yīng)用在一定的程度上保證了牛肉產(chǎn)品的質(zhì)量安全,對我們發(fā)展農(nóng)業(yè)有一定的促進(jìn)作用,對整個(gè)畜牧產(chǎn)業(yè)的信息化有重大的意義。
 
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