基于物联网的肉鸡可追溯与监管平台设计与应用

为了能实现农产品及食品生产过程数据自动采集、传输、存储并体现在可追溯环节之中,该文以肉鸡为例自主研发了基于物联网包含环境采集终端、中继器、监控服务器与环境控制器的肉鸡养殖环境监控预警系统。环境采集终端集成了温度、湿度、光照、氨气传感器;中继器可根据需求灵活使用串口、有线或无线等多种通信方式;环境控制器能够对风机转速、通风方向、灯光、加湿器、加热器进行控制;实现了生产环境的全自动现场或远程监控与预警,并将其集成于包含企业管理、政府管理、追溯管理3个子平台的肉鸡可追溯与监管平台。该平台采用B/S与C/S架构相结合方式开发,B/S架构采用Microsoft C#语言在ASP.NET框架上开发,数据库采用SQL Server 2014,Web服务器为IIS7。以物联网RFID(radio frequency identification)标签作为载体实现肉鸡产业链上信息传递及人员的快速登录。不同类型的企业及政府用户,具有不同权限,实现了肉鸡饲料、用药、疫苗、死淘数、屠宰、加工、储运、销售等信息全程可追溯与监管;政府管理部门全程参与肉鸡生产到销售的全过程,能进行出栏检疫、产品检疫、各项抽检与统计查询,并能实现肉鸡疫情预警与质量安全预警。C/S架构主要解决养殖基地Internet接入困难问题。在同一数据库结构下用Java Web技术开发了基于微信的追溯。该平台已应用于天津市189家肉鸡企业与各级政府管理部门。该平台兼顾了企业、政府、消费者三方的利益,可扩展至其他农产品与食品的可追溯与监管。     

基于RFID和EPC物联网的水产品供应链可追溯平台开发

为实现对水产品流通过程的全程追溯,该文以供应链为视角,以罗非鱼为具体研究对象,立足消费者、企业和政府监管部门等三方,本着可跟踪、可追溯、可召回等基本目标,设计并开发了基于射频识别（radio frequency identification,RFID）和产品电子代码（electronic product code,EPC）物联网的,包含养殖管理系统、加工管理系统、配送管理系统、销售管理系统、查询监管系统5个子系统的水产品供应链可追溯平台,并着重对平台的对象名称服务（object name service,ONS）和EPC信息服务（electronic product code information service,EPCIS）进行了详细的设计与实现,利用该平台可以实现水产品从养殖、加工、配送到销售的全程跟踪与追溯。该研究可为水产品供应链可追溯系统模型与软件的开发提供参考。     

基于产品生命周期管理的肉品车间生产跟踪及追溯体系研究

基于PLM的肉品车问生产跟踪及追溯体系包括屠宰后肉品分割、分级等加工以及成品销售的肉品全生命周期的跟踪和全程的可追溯。跟踪系统通过分析肉品生产业务过程，确定其业务关键节点，并利用一、二维混合条码及层位数据标识方法对其进行标识。基于业务关键节点的数据驱动和配置处理，实现肉品生产跟踪。追溯系统则分为车间产品追溯和宰后至成品销售后的全程追溯。前者基于二维条码内嵌上游各业务关键节点一维条码的混合应用技术，实现成品至屠宰的车间追溯。后者则基于本体与XML的数据融合技术，实现对物理上分布的企业肉品数据的无缝连接和产品信息共享，使用户逻辑上面向一个综合的虚拟数据库的操作，从而便捷地实现肉品从屠宰到销售的全程追溯。在此基础上，并在开源开发环境下，设计和实现一个适应肉品生产需求变化的、可进化的跟踪追溯系统。     

连城白鸭产品质量安全追溯体系的设计与实现

为了保证连城白鸭养殖生产流程的质量安全,本文运用畜禽疫病防控体系规范白鸭养殖生产流程,采用Bs模式结构体系,构建覆盖从白鸭育种、育雏、养殖、检疫、供料供药、屠宰、加工、冷库、运输流通、销售等各个环节的质量安全可追溯系统。系统对连城白鸭质量安全控制的关键环节信息进行追溯,为白鸭质量安全监控提供良好的操作平台。     

基于Web的罗非鱼养殖质量安全信息可追溯系统

为了保证罗非鱼的质量安全,该文分析了罗非鱼养殖流程,确定了罗非鱼养殖质量安全控制的关键点信息;结合全球统一EAN·UCC标识系统,设计出了可追溯标签,并采用ActiveX控件技术实现了客户端标签打印功能;采用B/S模式结构体系,建立了基于Web的罗非鱼养殖质量安全可追溯系统。该系统为实现罗非鱼全过程质量安全信息的可追溯提供了良好的操作平台,并且为后续加工、流通等环节的信息追溯提供了基础。     

蔬菜质量安全溯源系统研发与应用

农产品安全是关系到人民健康和国计民生的重大问题。针对示范区（企业）存在的主要问题,依托现代农业信息技术、GIS技术和测土施肥等技术,建立了蔬菜产地和加工环节的编码体系,将蔬菜安全生产贯穿于生产、加工和流通等各环节。系统基本实现了通过网络查询可追溯产品和企业质量安全信息的工作目标,为科学管理农产品生产与经营提供了有效保障。     

绿茶生产质量信息管理系统设计与实现

为提高茶叶生产的质量安全监控信息化水平及茶叶生产企业管理的信息化水平,减少因茶园施肥、用药、加工等所造成的茶叶质量安全问题,将信息技术和茶叶生产质量管理关键控制点结合起来,采用计算机技术、网络数据库技术,设计并开发了绿茶生产质量信息管理系统,实现了绿茶产地环境、种植环节、加工过程及包装储运等质量关键控制点信息的网络化管理。     

基于企业视角的农产品质量追溯新模式研究——以“北京鸭”为例

本文通过介绍农垦质量追溯信息系统及分析目前国内农产品质量追溯系统存在的问题,提出了以WCF框架来构建SOA体系结构的北京金星鸭业生产追溯管理系统的设计方案。该系统将追溯管理与质量管理、生产管理结合,详细记录从小鸭孵化到屠宰加工销售各环节的追溯管理、质量管理及生产管理数据,并通过建立模型和指标体系,进行自动统计分析,生成相关报表,为企业领导对生产管理的分析决策提供便利手段,使企业在做好质量追溯的同时提高企业生产管理效率。     

猪肉生产加工信息追溯系统的分析和设计

针对中国畜牧业产品质量安全的需求,研究猪肉生产加工信息可追溯系统的体系结构。以国际通用物流信息标识和条码表示系统作为基础,对猪肉生产加工信息的可追溯性进行了需求分析和体系结构分析。建立了符合中国国情的猪肉生产全程追溯体系,分析了猪肉生产供应链中物流单元的个体标识和追溯信息组成,设计了物流单元在供应链各个环节上的标识载体样式;提出并分析了适用于该体系的软硬件系统结构以及生产质量控制预警机制,涵盖猪肉生产供应链的全过程;并给出了一个追溯应用范例。该体系能够将猪肉生产的信息流和实物流系统地联系起来,供应链各成员及消费者能够获取完整的猪肉生产加工信息。该体系是确保畜牧业安全生产和质量控制的有效手段。     

牛肉质量安全可追溯系统网络化管理的实现

为了让消费者购买牛肉后可以追溯到牛肉生产的全过程，实现牛肉质量安全可追溯系统的智能、快捷、实用的目标，引入“RFID＋条码”技术，对肉牛及生产的牛肉进行标识，跟踪牛肉全生产过程。并设计开发了网络化牛肉可追溯系统，系统采用JSP设计面向对象的动态网页，采用My SQL设计数据库，运用B/S(浏览器/服务器)体系结构，将管理系统放在互联网上，实现了牛肉质量安全可追溯系统的网络化管理，使牛肉质量安全可追溯系统网络化、普及化。     

基于过程的海产食品质量信息可追溯系统

为实现对海产食品质量信息的全程追溯及控制,该文分析了影响海产食品质量安全的因素和存在的问题,提出了运用信息技术和质量追溯方法构建海产食品全程质量安全跟踪与追溯管理信息系统,以加强海产食品质量安全的控制。分析了基于过程的海产食品质量追溯过程并建立了基于关键节点的过程跟踪与产品质量追溯模型,构建了层次结构的可追溯系统体系框架,研究了该系统基于批次清单的海产食品质量追溯模式,实现海产食品质量的正向追溯和逆向追溯,有力保障了海产食品的质量安全水平。应用实例表明:根据批次清单将生产信息和过程标识信息进行了无缝集成,分层架构的系统实现了企业生产经营管理和海产食品质量追溯管理的集成,实现了海产食品质量安全与企业管理的融合,研究结果为解决其他食品相应的问题提供了一种新的思路。     

融合HACCP体系的农产品区块链追溯系统精准上链机制改进

利用区块链技术实现可信追溯已成为追溯技术发展的重要趋势，区块链技术核心是解决上链以后信息不能篡改，而如何确定哪些信息上链并进行上链前信息验证是目前区块链应用亟待解决的问题。该研究以果品为例，融合危害分析与关键控制点体系（Hazard Analysis And Critical Control Point，HACCP）和区块链技术，改进农产品区块链追溯系统的上链机制并设计实现系统。通过对果品供应链进行危害分析挖掘其关键信息作为上链信息，并提取五个关键控制点（CCP1生产、CCP2加工、CCP3仓储、CCP4物流、CCP5销售）；在确定关键信息的基础上，对上链信息进行限值判定，在阈值范围内进行上链；构建数据异常和质量安全预警模型，对关键控制点处上链后的信息实时监控，智能反馈；从而构建"上链前关键信息挖掘-上链中信息事实判定-上链后信息智能反馈"的上链机制改进方法；围绕改进后的上链机制，编写阈值判定、数据上链以及数据智能反馈3种合约实现改进后的上链机制，并基于Fabric环境完成系统的设计和开发。将改进后的系统应用于北京市某果品企业，结果发现改进后的追溯系统平均吞吐量350交易量/s（Transactions per Second，TPS），每秒内可完成40条关键交易数据并发上链，相较于原有追溯系统提高14.85%，满足追溯系统的需求。此外，在3个月的现场监测中，共预警通知13次风险，企业根据预警级别作出相应的应急措施，可有效减少企业损失和和保障产品的质量安全。研究结果对于优化区块链追溯系统、提升关键环节追溯可信度具有重要意义。     

批次清单结合Petri网追溯模型提高小麦粉加工过程追溯精度

为解决小麦粉加工过程追溯质量安全信息交叉、单位个体追溯困难等问题,该研究在分析小麦粉加工流程和追溯关键信息的基础上,研究基于批次清单的信息追溯方法,以加工时间为依据结合高津托图(Gozintograph)数据结构构建批次清单(bill of lots,BOL),实现小麦粉产品信息和关键节点活动信息的精确追溯;在BOL的基础上,利用鱼骨图和Petri网分别描述小麦粉质量追溯点的位置和危害指标;结合山东某面粉厂实际生产参数对追溯模型进行验证,实现小麦粉产品与原料的批次关联和其质量危害传播路径的预测。分析结果表明,通过使用BOL和Petri网追溯模型与传统方法相比实现召回批次数量由7个减少到4个、危害因素查找数量由6个减少到5个。该研究提高了小麦粉追溯精度和缺陷召回效率,为粮食等小颗粒产品加工过程的追溯提供了理论支持。     

基于区块链技术的粮油食品溯源研究进展及展望

粮油食品供应链周期长、结构复杂、利益相关者众多，维护供应链的安全具有挑战性。近年来，特别是在粮食购销领域，存在"以陈顶新"、"转圈粮"、压级压价等现象，已严重威胁到粮食安全。追溯系统是一个能够对产品实施正向、反向和非定向跟踪的产品管理系统，可以连接粮油食品供应链的各个环节，监控原料采集、加工、储运、分销与销售过程，对粮食质量安全有重要保障。传统的追溯体系面临数据中心化、信息不透明、数据容易伪造、极易形成信息孤岛等问题。区块链作为继网络之后的下一代颠覆性技术，具备去中心化、分布式存储、匿名性、数据公开透明、内容不易篡改等新特点，为粮油食品供应链中的产品可追溯性问题带来新的解决方案。该文首先介绍近年来区块链智能合约、共识机制等关键技术的发展和应用，其次，阐述区块链技术应用到粮油食品溯源等领域的研究进展；最后，探讨当前粮油食品区块链溯源在存储、跨域与跨链、系统互操作性和可移植性等方面所面临的挑战，对区块链技术在粮油食品溯源领域中提高存储性能、跨域跨链、可扩展性等方面进行展望，为区块链技术在粮油食品中的创新应用提供参考。     

可追溯水产养殖质量安全管理系统设计

针对我国水产品行业存在的质量安全问题,以水产品为研究对象,建立了基于Web服务的数据传递技术的多层可追溯水产养殖管理系统,采用射频标签技术保证在整个流通过程中对鱼品身份的惟一标识。通过把标签上的信息输入到数据库中,初步建立了基于水产流通链的水产品信息可追溯系统,为生产者、检验者、监督者和消费者提供信息交互平台,从管理角度实现水产品流通过程中信息的存储、编辑以及查询等功能。     

基于区块链的农产品追溯系统信息存储模型与查询方法

针对区块链追溯系统信息数据存储负载过大、查询效率低等问题,该文以果蔬菜类农产品为例,基于Hyperledger Fabric设计了一种区块链农产品追溯信息存储模型和查询方法。提出"数据库+区块链"的链上链下追溯信息双存储设计,本地数据库存储追溯明文数据,区块链上存储追溯数据加密后的哈希值,并在此基础上建立了外联数据库索引的查询方法。通过该方法与基于key键遍历查询和批次号字段查询的2种传统区块链数据查询方法进行对比测试,结果表明当区块链追溯记录总量达到11×10~4条,批次追溯记录条数为400时,该方法查询效率分别提高了70.56%和88.66%,有效解决了区块链链式结构中数据查询效率低的问题,保证了数据隐私安全,提高了追溯信息的可靠性与时效性。     

农产品质量溯源RFID标签批量识别

在农产品质量溯源中采用批量标签识别可极大提高系统效率。然而,基于成本和使用寿命的考虑,目前在溯源系统中使用射频标签通常选择无源标签,标签之间缺乏协作通道,不可避免会发生标签碰撞。该研究设计了基于射频识别技术的农产品追溯系统,针对所设计的追溯系统应用环境,提出一种可自适应动态调整帧长度的动态帧时隙Aloha标签防碰撞方法。只需在第一帧识别后,利用统计得到的首帧成功时隙、空闲时隙和碰撞时隙数对初始标签规模进行估计,并据此优化调整后续帧长度,实现最优识别。仿真结果表明,提出的防碰撞算法应用于所设计的农产品追溯系统,识别效率得到了显著提高,与目前广泛使用的国际标准相比,全局吞吐量性能提高了30%以上。     

近场通信物联网技术在农产品供应链信息系统中应用

为了应对农产品安全问题,农产品供应链信息系统的构建和完善刻不容缓。该文在总结国内外农产品供应链信息系统研究进展的基础上,借鉴了关键信息技术在农产品供应链及信息系统平台中的作用,分析了近场通信(near field communication,NFC)技术在农产品供应链信息系统构建可能性及技术的可行性。以吉林省肉鸡为研究对象,设计并实现了NFC与物联网融合应用的肉鸡供应链信息系统,并就信息系统层次结构及数据结构等进行了系统设计与实现。研究表明,以物联网构架为基础,应用NFC技术实现了肉鸡供应链信息全记录,能够保证肉鸡供应链中每个节点信息的安全,可提高肉鸡供应链效率,保障肉鸡产品的安全,提升中国肉鸡产品在国际市场核心竞争能力,同时能为肉鸡及其他农产品的溯源及召回提供借鉴。