基于物聯(lián)網(wǎng)的牛奶質(zhì)量溯源系統(tǒng)

基于物聯(lián)網(wǎng)的牛奶質(zhì)量溯

源系統(tǒng)Preparedon24November2020基于物聯(lián)網(wǎng)的牛奶質(zhì)量

安全溯源系統(tǒng)研究2015年10月29日目錄第一章物聯(lián)網(wǎng)及其牛奶溯源系統(tǒng)研究背景及其現(xiàn)狀介紹研究背景及意義隨著社會(huì)的發(fā)展，人們的生活水平越來越高，衣食住行也越來越方便。但是，一些問題也隨之而來，特別是食品安全問題。從三鹿“三聚氰胺事件”、美國(guó)麥樂雞含橡膠化學(xué)成分，到“假紫砂”、“瘦肉精”……這些熱門話題，讓人們對(duì)食品安全問題越來越上心。為了改善我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品及加工食品的質(zhì)量安全問題，也為了滿足生產(chǎn)者、消費(fèi)者對(duì)食品生產(chǎn)的透明化需求，以牛奶的生產(chǎn)與流通為例，建設(shè)一套標(biāo)準(zhǔn)化、智能化，并且符合社會(huì)需求的牛奶安全溯源系統(tǒng)顯得尤為迫切。當(dāng)今，由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，使得牛奶溯源系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成為了可能。本方案設(shè)計(jì)的牛奶溯源系統(tǒng)，是利用電子標(biāo)簽、數(shù)據(jù)庫(kù)、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)將牛奶的生產(chǎn)、加工、流通等環(huán)節(jié)的信息，通過物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)中。消費(fèi)者可以通過牛奶包裝上的RFID碼，通過數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行查詢。生產(chǎn)者也可以通過溯源系統(tǒng)查詢系統(tǒng)監(jiān)控到整個(gè)生產(chǎn)流程，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，以便能夠迅速順利地解決。國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)關(guān)于溯源系統(tǒng)的正式研究始于2002年，在研究和實(shí)施過程中，逐步制定了一些標(biāo)準(zhǔn)和指南。并建立了部分食品安全溯源制度，并完成了部分食品信息溯源系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)。在國(guó)內(nèi)，較有影響的食品溯源系統(tǒng)主要有以下五個(gè)：上海食用農(nóng)副產(chǎn)品安全信息質(zhì)量查詢系統(tǒng)、北京市農(nóng)業(yè)局食用食品（蔬菜）質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)、國(guó)家蔬菜質(zhì)量安全追溯體系、中國(guó)肉牛全程質(zhì)量安全追溯管理系統(tǒng)、世紀(jì)三農(nóng)食品安全溯源管理系統(tǒng)。由于現(xiàn)有食品溯源系統(tǒng)開發(fā)的原則和目標(biāo)的不同，現(xiàn)有系統(tǒng)存在溯源信息不完整，系統(tǒng)不規(guī)范，信息流程不一致、系統(tǒng)軟件不兼容等一系列問題，造成溯源信息無法共享。其具體表現(xiàn)如下：目前我國(guó)的溯源系統(tǒng)，大多是以單個(gè)企業(yè)為單位的內(nèi)部溯源系統(tǒng)，能夠滿足本企業(yè)的技術(shù)需要，但是一般不能實(shí)現(xiàn)信息共享?，F(xiàn)有溯源系統(tǒng)信息不一致，有繁有簡(jiǎn)，很難形成通用版本，無法大范圍使用。溯源信息鏈較短，沒有實(shí)現(xiàn)相關(guān)企業(yè)的信息傳遞，對(duì)食品安全的監(jiān)督作用較差。食品生產(chǎn)企業(yè)的多元化，給食品安全溯源系統(tǒng)的研究和開發(fā)帶來了一定的難度。食品安全溯源系統(tǒng)終端匱乏，缺少有效機(jī)制的承載作用，服務(wù)模式的可行性不佳，阻礙了系統(tǒng)的普及和推廣。歐美一直是肉制品的生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，相應(yīng)地牛奶也成為餐飲行為必不可少的物品。從上世紀(jì)九十年代開始，國(guó)外很多國(guó)家和地區(qū)便應(yīng)用可追源系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量安全管理，并形成了符合該國(guó)國(guó)情的可追溯系統(tǒng)。目前，國(guó)外對(duì)這方面的研究主要涉及三個(gè)方面：立法，系統(tǒng)構(gòu)建以及系統(tǒng)信息格式。其具體信息如下所示：1）立法方面：以歐盟和美國(guó)為例，敘述國(guó)外對(duì)該研究的立法方面的情況歐盟自1986年發(fā)生瘋牛病以來，率先進(jìn)行可追溯性研究，并制定了《食品安全白皮書書》，且將食品可追溯系統(tǒng)的構(gòu)建納入法律框架中，并于2005年，制定了更加嚴(yán)格的措施，并規(guī)定必須在該地銷售的食品必須擁有可追溯標(biāo)簽，否則拒絕進(jìn)入。美國(guó)在《生物性恐怖法案》的指導(dǎo)下，食品與藥物管理局頒布了《食品安全跟蹤條例》，要求食品生產(chǎn)者、加工者、分包商、零售商、進(jìn)口商等都要建立并保全食品流通的全部記錄，以便迅速識(shí)別食品的供給方和接收方。2）系統(tǒng)構(gòu)建方面：國(guó)外在可追溯系統(tǒng)的實(shí)施過程中，主要采用了兩種系統(tǒng)構(gòu)建形式。一種是“one-UpOne-Down"可追溯，即"向上一步，向下一步"可追溯，為歐盟立法建立的追溯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，供應(yīng)鏈中的每一環(huán)節(jié)只要知道該環(huán)節(jié)的上一步信息和下一步信息，就可知道供應(yīng)鏈的所有信息。一種是集中（全程）可追溯，該系統(tǒng)更為復(fù)雜，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)將與供應(yīng)鏈的各個(gè)子環(huán)節(jié)的子系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)。3）系統(tǒng)信息格式方面：系統(tǒng)是全球開放的物流信息標(biāo)識(shí)和條碼表示系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)下，被授權(quán)的、能夠代表對(duì)象唯一的代碼將以打印條碼或RFID的形式被放置在產(chǎn)品、倉(cāng)庫(kù)、車船和銷售架上，作為傳遞信息和溝通的方式。在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，信息想從一個(gè)計(jì)算機(jī)傳遞到另一個(gè)計(jì)算機(jī)，也需要標(biāo)準(zhǔn)的信息交換格式，即XML格式，它定義了文件的信息要求和結(jié)構(gòu)要求。標(biāo)識(shí)和傳輸信息的國(guó)際化標(biāo)準(zhǔn)格式，使得物聯(lián)網(wǎng)在全球范圍內(nèi)鏈接成為了可能研究目的及意義牛奶具有良好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，且價(jià)格合適，已成為人們生活中必不可少的飲品之一。而自三鹿牛奶“三聚氰胺”事件發(fā)生之后，人們對(duì)于牛奶的信心日益降低，因此消費(fèi)者和企業(yè)都需要一個(gè)系統(tǒng)讓他們能夠進(jìn)行溯源追蹤。本系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的溯源系統(tǒng)，可以為每一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及配送過程提供監(jiān)控、查詢功能，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)合理決策和食品安全預(yù)警提供了可能。在技術(shù)上，RFID與條形碼的應(yīng)用貫穿于食品安全始終，通過對(duì)牛奶的生產(chǎn)、加工、物流配送、消費(fèi)等環(huán)節(jié)的全程監(jiān)控，建立一條完整的牛奶產(chǎn)業(yè)鏈安全控制體系。這一體系能夠使得企業(yè)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的數(shù)據(jù)交流，向社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)的牛奶。第二章基于物聯(lián)網(wǎng)的牛奶質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的技術(shù)路線物聯(lián)網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)由于對(duì)物聯(lián)網(wǎng)認(rèn)識(shí)的不夠深入和不同領(lǐng)域研究者出發(fā)點(diǎn)的不同，現(xiàn)在還沒有一個(gè)公認(rèn)和明確的定義。但大家都認(rèn)可的是“物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)”。換句話說，在物聯(lián)網(wǎng)世界，每一個(gè)物體均可尋址，每一個(gè)物體均可通信，每一個(gè)物體均可控制。普遍認(rèn)為物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信后引領(lǐng)信息產(chǎn)業(yè)革命的新一次浪潮。又由于物聯(lián)網(wǎng)所倡導(dǎo)的物物互聯(lián)規(guī)模要遠(yuǎn)大于現(xiàn)階段的人與人通信業(yè)務(wù)，因此物聯(lián)網(wǎng)的預(yù)期市場(chǎng)前景也要遠(yuǎn)大于之前的計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信等。物聯(lián)網(wǎng)在邏輯上可以分為認(rèn)知層、網(wǎng)絡(luò)層、管理層和應(yīng)用層。把它與傳統(tǒng)的信息系統(tǒng)構(gòu)架相比，多了一個(gè)認(rèn)知層。認(rèn)知層，即遍布在我們周邊的各類傳感器、條形碼、攝像頭等組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)。它的作用是實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的感知、識(shí)別、檢測(cè)及數(shù)據(jù)采集，以及反應(yīng)和控制等。這些作用改變了傳統(tǒng)信息系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)算能力強(qiáng)但是但是對(duì)外部感知能力弱的狀況，因此認(rèn)知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，也是物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)信息系統(tǒng)的最大區(qū)別所在。網(wǎng)絡(luò)層，即由各種有線及無線節(jié)點(diǎn)、固定與移動(dòng)網(wǎng)關(guān)組成的通信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合體。主要作用是把認(rèn)知層的數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡(luò)以供上層使用。它的核心是互聯(lián)網(wǎng)（包括下一代互聯(lián)網(wǎng)），而各種無線網(wǎng)絡(luò)則提供隨時(shí)隨地的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。使用的技術(shù)包括互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、WiFi等無線寬帶網(wǎng)絡(luò)和藍(lán)牙等無線低速網(wǎng)絡(luò)等。管理層，其作用是在高性能計(jì)算機(jī)和海量存儲(chǔ)技術(shù)的支撐下，將大規(guī)模數(shù)據(jù)高效可靠地組織起來，為上層服務(wù)層提供智能的支撐平臺(tái)。包括能儲(chǔ)存大量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心、以搜索引擎為代表的網(wǎng)絡(luò)信息查詢技術(shù)、智能處理系統(tǒng)和保護(hù)信息與隱私的安全系統(tǒng)等。應(yīng)用層，即物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與各類行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合，通過物聯(lián)網(wǎng)的“物物互聯(lián)”實(shí)現(xiàn)無所不在的智能化應(yīng)用，例如智能物流、智能電網(wǎng)、智能交通、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾種：1）自動(dòng)感知技術(shù)自動(dòng)感知技術(shù)也可以稱為信息采集技術(shù)，它是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)。目前，信息采集主要采用電子標(biāo)簽和傳感器等方式完成。其具體內(nèi)容包括RFID標(biāo)簽選型與讀寫器設(shè)計(jì)，RFID標(biāo)簽編碼體系與標(biāo)準(zhǔn)研究，傳感器選型與傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，中間件與數(shù)據(jù)處理軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在感知技術(shù)中，電子標(biāo)簽（RFID）用于對(duì)采集的信息進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)識(shí)，數(shù)據(jù)采集和設(shè)備控制通過射頻識(shí)別讀寫器、二維碼識(shí)讀器等實(shí)現(xiàn)。射頻識(shí)別（RFID）是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，屬于近程通信，與之相關(guān)的技術(shù)還有藍(lán)牙技術(shù)等。RFID通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別過程無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID讀寫器（即PCE機(jī)）和電子標(biāo)簽（即PICC卡）之間通過電磁場(chǎng)感應(yīng)進(jìn)行能量、時(shí)序和數(shù)據(jù)的無線傳輸。在RFID讀寫器天線的可識(shí)別范圍內(nèi)，可能會(huì)同時(shí)出現(xiàn)多張PICC卡。如何準(zhǔn)確識(shí)別每張卡，是A型PICC卡的防碰撞（也叫防沖突）技術(shù)要解決的關(guān)鍵問題。2）網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)根據(jù)目前物聯(lián)網(wǎng)所涵蓋的概念，其工作范圍可以分成兩大塊：一塊是體積小、能量低、存儲(chǔ)容量小、運(yùn)算能力弱的智能小物體的互聯(lián)，即傳感網(wǎng)；另一塊是沒有上述約束的智能終端的互聯(lián)，如智能家電、視頻監(jiān)控等。對(duì)于智能小物體網(wǎng)絡(luò)層的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)目前有兩項(xiàng)：一是基于ZigBee聯(lián)盟開發(fā)的ZigBee協(xié)議進(jìn)行傳感器節(jié)點(diǎn)或者其他智能物體的互聯(lián)；另一技術(shù)是IPSO聯(lián)盟所倡導(dǎo)的通過IP實(shí)現(xiàn)傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)或者其他智能物體的互聯(lián)。在物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)器到機(jī)器、人到機(jī)器和機(jī)器到人的信息傳輸中，有多種通信技術(shù)可供選擇，他們主要分為有線（如DSL、PON等）和無線（如CDMA、GPRS、IEEEb/gWLAN等）兩大類技術(shù)，這些技術(shù)均已相對(duì)成熟。在物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)中，格外重要的是無線傳感網(wǎng)技術(shù)。3）數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)是由大量傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的，在信息感知的過程中，采用各個(gè)節(jié)點(diǎn)單獨(dú)傳輸數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點(diǎn)的方法是不可行的。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)存在大量冗余信息，會(huì)浪費(fèi)大量的通信帶寬和寶貴的能量資源。此外，還會(huì)降低信息的收集效率，影響信息采集的及時(shí)性，所以需要采用數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)進(jìn)行處理。4）分布式數(shù)據(jù)融合技術(shù)所謂數(shù)據(jù)融合是指將多種數(shù)據(jù)或信息進(jìn)行處理，組合出高效且符合用戶需求的數(shù)據(jù)的過程。在傳感網(wǎng)應(yīng)用中，多數(shù)情況只關(guān)心監(jiān)測(cè)結(jié)果，并不需要收集大量原始數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)融合是處理該類問題的有效手段例如，借助數(shù)據(jù)稀疏性理論在圖像處理中的應(yīng)用，可將其引入傳感網(wǎng)用于數(shù)據(jù)壓縮，以改善數(shù)據(jù)融合效果。分布式數(shù)據(jù)融合技術(shù)需要人工智能理論的支撐，包括智能信息獲取的形式化方法、海量信息處理的理論和方法、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下信息的開發(fā)與利用方法，以及計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)理論。同時(shí)，還需掌握智能信號(hào)處理技術(shù)，如信息特征識(shí)別和數(shù)據(jù)融合、物理信號(hào)處理與識(shí)別等。5）海量信息智能分析與控制海量信息智能分析與控制是指依托先進(jìn)的軟件工程技術(shù)，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的各種信息進(jìn)行海量存儲(chǔ)與快速處理，并將處理結(jié)果實(shí)時(shí)反饋給物聯(lián)網(wǎng)的各種“控制”部件。智能技術(shù)是為了有效地達(dá)到某種預(yù)期的目的，利用知識(shí)分析后所采用的各種方法和手段。通過在物體中植入智能系統(tǒng)，可以使得物體具備一定的智能性，能夠主動(dòng)或被動(dòng)的實(shí)現(xiàn)與用戶的溝通，這也是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。智能分析與控制技術(shù)主要包括人工智能理論、先進(jìn)的人機(jī)交互技術(shù)、智能控制技術(shù)與系統(tǒng)等。物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)質(zhì)是給物體賦予智能，以實(shí)現(xiàn)人與物體的交互對(duì)話，甚至實(shí)現(xiàn)物體與物體之間的交互或?qū)υ?。為了?shí)現(xiàn)這樣的智能性，例如，控制智能服務(wù)機(jī)器人完成既定任務(wù)包括運(yùn)動(dòng)軌跡控制、準(zhǔn)確的定位及目標(biāo)跟蹤等，需要智能化的控制技術(shù)與系統(tǒng)。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵可知，要真正實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)需要感知、傳輸、控制及智能等多項(xiàng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)的研究將帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈或者說推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的共同發(fā)展。信息感知技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、數(shù)據(jù)融合與智能技術(shù)、云計(jì)算等技術(shù)的研究與應(yīng)用，將直接影響物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用，只有綜合研究解決了這些關(guān)鍵技術(shù)問題，物聯(lián)網(wǎng)才能得到快速推廣，造福于人類社會(huì)，實(shí)現(xiàn)智慧地球的美好愿望。物聯(lián)網(wǎng)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀和未來的發(fā)展?fàn)顩r表明，各個(gè)行業(yè)對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)的需求程度不一，側(cè)重點(diǎn)更是千差萬別?；谀壳拔锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r，可以預(yù)見，物聯(lián)網(wǎng)正在快速地走進(jìn)人們的生活，它的實(shí)際應(yīng)用將分以下三個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)：實(shí)現(xiàn)物體的自我感知功能；物與物之間相互聯(lián)系，交換信息；系統(tǒng)通過分析物聯(lián)節(jié)點(diǎn)的信息，做出最優(yōu)化的調(diào)整策略，控制整個(gè)系統(tǒng)超優(yōu)化方向做出改變。目前物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展正處起步階段，仍然面臨技術(shù)完備性不足、產(chǎn)品成熟度低、成本偏高等諸多制約因素，但目前良好的外部環(huán)境，將有利于這些問題的解決。相信在不久的將來我們一定會(huì)看到一個(gè)充滿生機(jī)與活力的物聯(lián)網(wǎng)。數(shù)據(jù)庫(kù)及其關(guān)鍵技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使信息的收集變得更加全面和迅速，于是就需要更有效的手段對(duì)信息進(jìn)行儲(chǔ)存和組織，并提供便捷的查詢。這就用到了已經(jīng)有著半個(gè)世紀(jì)歷史的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。在上世紀(jì)60年代，誕生了以IBM的SABRE為代表的一些成功的早起數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在今天看來雖說很落后，但是在當(dāng)時(shí)的時(shí)代背景下仍然是十分先進(jìn)且有實(shí)際作用的。由于這些數(shù)據(jù)庫(kù)如果要訪問想要的內(nèi)容，需要遍歷整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，這就是在其數(shù)據(jù)庫(kù)最大的缺陷。而這類早期數(shù)據(jù)庫(kù)被統(tǒng)稱為“導(dǎo)航式數(shù)據(jù)庫(kù)”。到了70年代，為了改變?cè)缙跀?shù)據(jù)庫(kù)的弊端，IBM的Codd進(jìn)行了一系列研究并最先提出了數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯組成與物理儲(chǔ)存結(jié)構(gòu)分離的思想，這為關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展奠定了基石。此后加州大學(xué)伯克利分校開發(fā)的Ingres和IBM開發(fā)的SystemR引領(lǐng)了關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)幾十年的發(fā)展歷史，以至于如今大部分的商用數(shù)據(jù)庫(kù)都出自二者。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)：高度的數(shù)據(jù)獨(dú)立性；開放的數(shù)據(jù)語意、數(shù)據(jù)一致性、數(shù)據(jù)冗余性；靈活的自定義操作語言。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用取得了巨大的成功，但是它也是有缺點(diǎn)的，主要體現(xiàn)在：缺乏對(duì)真實(shí)世界實(shí)體的有效表達(dá)；缺乏對(duì)復(fù)雜查詢的有效處理；缺乏對(duì)Web應(yīng)用的有效支持。因此關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)在CAD、CAM、GIS和動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁等方面產(chǎn)生了局限性。鑒于此，很多科學(xué)家開始研究被稱為“NoSQL”的非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)來彌補(bǔ)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的這些缺陷，并且一些知名的開源NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)在Facebook等社交網(wǎng)站開始應(yīng)用。但是需要注意的是NoSQL并不是取代關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，而是要彌補(bǔ)一些關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)遇到的瓶頸。在傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的地位依然無可替代。無線傳感網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要組成部分，它的一個(gè)重要特點(diǎn)是以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心。無線傳感網(wǎng)的數(shù)據(jù)具有以下特點(diǎn)：1）海量性：假設(shè)有一個(gè)擁有100個(gè)傳感器的傳感網(wǎng)，而每個(gè)傳感節(jié)點(diǎn)每分鐘只傳回1Kb的數(shù)據(jù)，那么每天的數(shù)據(jù)量就達(dá)到。如果是一些大型的敏感的傳感網(wǎng)，每天的數(shù)據(jù)量可達(dá)1TB以上。至于未來物物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)就是十分龐大的數(shù)量。因此物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)具有海量性。2）多態(tài)性：物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用包羅萬象，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)自然也是多種多樣。有溫度、濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)；有視頻、音頻等多媒體數(shù)據(jù)；還有與用戶交換信息的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等等。數(shù)據(jù)的多態(tài)性必然增加數(shù)據(jù)的復(fù)雜性，不同網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式可能不同，就算是相同類型的數(shù)據(jù)也會(huì)有單位和精度的差別，一個(gè)測(cè)量量在不同的時(shí)間也在變化。因此物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)具有多態(tài)性3）關(guān)聯(lián)性及語義性：物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)都不會(huì)是相互獨(dú)立的。描述同一個(gè)實(shí)體的數(shù)據(jù)在時(shí)間上具有關(guān)聯(lián)性；描述不同實(shí)體的數(shù)據(jù)在空間上會(huì)有關(guān)聯(lián)性；描述實(shí)體的不同維度之間也具有關(guān)聯(lián)性。而不同的關(guān)聯(lián)性組合會(huì)產(chǎn)生豐富的語義，可以通過數(shù)據(jù)在時(shí)間或空間或維度上的關(guān)聯(lián)性推斷出實(shí)體的變化。由上可見，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代還應(yīng)該能儲(chǔ)存海量的數(shù)據(jù)，并快速處理用戶的查詢，以及消除查詢結(jié)果中的冗余和不確定性。在本方案中，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)得到了很好的應(yīng)用。數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵技術(shù)如下：RFID技術(shù)通過上面的介紹我們已經(jīng)知道，物聯(lián)網(wǎng)追求的是“物物互聯(lián)”，但是當(dāng)賦予地球上所有的物品以唯一地址時(shí)，對(duì)各個(gè)物品所蘊(yùn)含的信息的儲(chǔ)存、識(shí)別、讀取和傳輸就十分重要。這就需要應(yīng)用到自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。自動(dòng)識(shí)別技術(shù)主要包括以下幾種：光符號(hào)識(shí)別技術(shù)、語音識(shí)別技術(shù)、生物計(jì)量識(shí)別技術(shù)、IC卡技術(shù)、條形碼技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)等。其中條形碼技術(shù)在我們生活中應(yīng)用的十分廣泛，幾乎在每件商品上都有條形碼的身影。但是它也有例如讀取速度慢、儲(chǔ)存能力小。工作距離近等很明顯的缺點(diǎn)。近年來無線射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）逐漸完善，它有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，例如防水防磁、讀取速度快、儲(chǔ)存能力強(qiáng)和識(shí)別距離遠(yuǎn)等，因此RFID能十分好的替代現(xiàn)有的條形碼技術(shù)。特別是當(dāng)有通信能力的RFID技術(shù)和賦予任何物體IP地址的IPv6技術(shù)相結(jié)合后，充分釋放了它們二者的優(yōu)點(diǎn)，使物聯(lián)網(wǎng)所倡導(dǎo)的人和人、人和物、物和物的互聯(lián)稱為可能。射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）是利用射頻信號(hào)通過空間耦合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）來實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息來達(dá)到自動(dòng)識(shí)別目的的技術(shù)。RFID技術(shù)的雛形甚至可以追溯到二戰(zhàn)時(shí)期雷達(dá)系統(tǒng)為了區(qū)分?jǐn)澄叶褂玫臄澄绎w機(jī)識(shí)別器（IFF）。20世紀(jì)60年代，人類對(duì)RFID的研究正式拉開大幕。而隨著大規(guī)模集成電路、可編程存儲(chǔ)器、微處理器以及軟件技術(shù)和編程語言的發(fā)展，RFID技術(shù)才開始逐漸推廣和部署在民用領(lǐng)域。發(fā)達(dá)國(guó)家如美國(guó)、德國(guó)等在RFID技術(shù)上起步較早也發(fā)展較快，因而具有比較成熟和先進(jìn)的RFID系統(tǒng)。而在中國(guó)，RFID技術(shù)也已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鐵路機(jī)車識(shí)別、二代身份證、危險(xiǎn)品管理等多個(gè)領(lǐng)域。相信隨著RFID產(chǎn)品種類的不斷豐富和價(jià)格的逐漸降低，RFID技術(shù)將更加大規(guī)模的應(yīng)用到我們的生活中，深刻影響各行各業(yè)。我們通常將RFID系統(tǒng)分為3個(gè)部分：閱讀器、天線和電子標(biāo)簽。在工作時(shí)，閱讀器通過天線發(fā)出電子信號(hào)，標(biāo)簽在接收到信息后發(fā)射自己內(nèi)部?jī)?chǔ)存的信息，這些信息再通過天線被閱讀器接收，最后再被主機(jī)所接收。閱讀器和電子標(biāo)簽之間通過耦合元件實(shí)現(xiàn)信號(hào)的空間耦合，其方式有兩種，即變壓器模型的電感耦合和雷達(dá)模型的電磁反向散射耦合。閱讀器是RFID系統(tǒng)中最重要的組成部分，它的作用是通過天線主動(dòng)向標(biāo)簽詢問標(biāo)識(shí)信息，因而在使用中經(jīng)常把它和天線集成于一個(gè)設(shè)備。天線的作用是在閱讀器和標(biāo)簽間傳遞射頻信號(hào)，由于RFID系統(tǒng)的工作頻率范圍很廣，主要的工作頻率有125kHz、、433MHz、等，所以天線與標(biāo)簽間的匹配問題就十分重要標(biāo)簽是由芯片、微型天線和耦合元件組成的，它附在物體上，用來標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象。當(dāng)標(biāo)簽接收到閱讀器發(fā)出的射頻信號(hào)，利用感應(yīng)電流的能量發(fā)出儲(chǔ)存在芯片內(nèi)的電子編碼或主動(dòng)發(fā)出信號(hào)。標(biāo)簽利用三種方式進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）、鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（FRAM）和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）。一般主要采用的方式是EEPROM。而根據(jù)是否內(nèi)置電源又可將標(biāo)簽分為三類：被動(dòng)式標(biāo)簽、主動(dòng)式標(biāo)簽和半主動(dòng)式標(biāo)簽。傳感器擴(kuò)展了人感知周圍環(huán)境的能力，是現(xiàn)代生活中人類獲取信息的重要手段。最早的傳感器早在1861年就已經(jīng)出現(xiàn)。隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代傳感器走上了微型化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展路線，其典型代表就是無線傳感器節(jié)點(diǎn)。無線傳感器節(jié)點(diǎn)與傳統(tǒng)傳感器最大的不同，就是它不僅包括傳感器部件還集成了微處理器和無線通信芯片，因此無線傳感節(jié)點(diǎn)不但能從外界獲取信息還能對(duì)信息進(jìn)行分析和傳輸。無線傳感網(wǎng)是由大量微型、低成本、低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)組成的多跳無線網(wǎng)絡(luò)。它主要用于長(zhǎng)期、實(shí)時(shí)、大規(guī)模、自動(dòng)化的環(huán)境監(jiān)測(cè)。隨著節(jié)點(diǎn)軟硬件技術(shù)的發(fā)展使節(jié)點(diǎn)的價(jià)格更加低廉，所以節(jié)點(diǎn)的部署也可以更加廣泛，計(jì)算能力也可以更強(qiáng)更智能。一方面，傳感器將朝著低價(jià)格、微體積的方向發(fā)展；另一方面，傳感器將和智能手機(jī)、醫(yī)療設(shè)備等結(jié)合，朝著智能化、人性化的方向發(fā)展。而物聯(lián)網(wǎng)的興起也帶給傳感網(wǎng)新的發(fā)展契機(jī)。物聯(lián)網(wǎng)將擴(kuò)展傳感網(wǎng)的應(yīng)用模式，實(shí)現(xiàn)更透徹的感知、更深入的智能，實(shí)現(xiàn)“物物相聯(lián)第三章基于物聯(lián)網(wǎng)的牛奶質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)研究溯源系統(tǒng)概述溯源，追本溯源，探尋事物的根本、源頭；溯源系統(tǒng)就是利用電子標(biāo)簽的系統(tǒng)。溯源系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)所有批次產(chǎn)品從原料到成品、從成品到原料100%的雙向追溯功能。這個(gè)系統(tǒng)最大的特色功能就是數(shù)據(jù)的安全性，每個(gè)人工輸入的環(huán)節(jié)均被軟件實(shí)時(shí)備份。該系統(tǒng)建立后，一旦發(fā)生相關(guān)事故，監(jiān)管人員就能夠通過該系統(tǒng)判斷企業(yè)是否存在過失行為，企業(yè)內(nèi)部也可借助該系統(tǒng)查找是哪個(gè)環(huán)節(jié)、哪個(gè)步驟出現(xiàn)了問題、責(zé)任人是誰，避免了由于資料不全、責(zé)任不明等給事故處理帶來的困難，使問題得到更快解決。而且，消費(fèi)者可以通過溯源系統(tǒng)，查詢自己所購(gòu)買的商品的相關(guān)信息，從而能夠有效預(yù)防食品安全問題。牛奶溯源系統(tǒng)原理我們對(duì)牛奶最關(guān)心的是保鮮性、變質(zhì)性、及時(shí)性，這些問題出現(xiàn)時(shí)，我們需要對(duì)牛奶類農(nóng)產(chǎn)品每一個(gè)環(huán)節(jié)：生產(chǎn)環(huán)節(jié)、采購(gòu)環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)、倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)以及銷售環(huán)節(jié)等涉及到的各類農(nóng)產(chǎn)品信息進(jìn)行跟蹤追溯，從而達(dá)到產(chǎn)品信息追蹤的目的。這就是牛奶跟蹤追溯系統(tǒng)。牛奶溯源系統(tǒng)記錄了每個(gè)溯源環(huán)節(jié)的信息，是實(shí)現(xiàn)牛奶全程質(zhì)量控制的必要工具，是消費(fèi)者對(duì)牛奶產(chǎn)品質(zhì)量享有知情權(quán)的重要窗口。牛奶溯源系統(tǒng)目的是為了給出牛奶出現(xiàn)問題時(shí)的解決方法，一旦發(fā)現(xiàn)有問題的牛奶，就可以通過牛奶溯源系統(tǒng)查詢出是在哪個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題，從而在根源上解決問題，并能夠及時(shí)回收市場(chǎng)上未出售的牛奶，把危害和損失降到最低。牛奶溯源系統(tǒng)的溯源流程如圖3．1所示。圖牛奶溯源系統(tǒng)的溯源流程具體的實(shí)施流程是，將按照一定的編碼規(guī)則（通常采用國(guó)際統(tǒng)一認(rèn)定標(biāo)識(shí)系統(tǒng)技術(shù)）采集到的牛奶信息，存放于各種形式的電子標(biāo)簽中，然后通過感知技術(shù)識(shí)別標(biāo)簽中的信息并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫(kù)中，對(duì)牛奶流通環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤與溯源，從而達(dá)到對(duì)牛奶溯源的目的，實(shí)現(xiàn)對(duì)牛奶質(zhì)量的全程監(jiān)控。牛奶安全全程質(zhì)量控制跟蹤系統(tǒng)主要包括條形碼打印機(jī)、信息輸入系統(tǒng)和識(shí)別系統(tǒng)。條形碼中包含了生產(chǎn)廠家、牛奶名稱、生產(chǎn)時(shí)間、工序號(hào)等信息。一旦出現(xiàn)質(zhì)量或安全問題，可溯源到生產(chǎn)廠家和生產(chǎn)時(shí)間，在最短時(shí)間內(nèi)得到控制。牛奶溯源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)結(jié)合常見的產(chǎn)品跟蹤追溯系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用模型和相關(guān)的無線通訊技術(shù)以及我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)銷特點(diǎn)，下面我們將利用這些技術(shù)在跟蹤追溯領(lǐng)域內(nèi)的各自的優(yōu)勢(shì)整合起來進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品跟蹤追溯的物聯(lián)網(wǎng)模型的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的完整體系結(jié)構(gòu)如圖所示。圖溯源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖牛奶跟蹤追溯系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層組成，各層次通過相互協(xié)同與配合，協(xié)同完成真正意義上的“物物相連”，并提供牛奶類農(nóng)產(chǎn)品的跟蹤追溯服務(wù)。（1）感知層：牛奶溯源系統(tǒng)的感知層主要實(shí)現(xiàn)智能感知和交互功能，包括信息采集，捕獲、物體識(shí)別和定位等。這里的信息采集涉及到溯源鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，從奶牛生長(zhǎng)環(huán)節(jié)中奶牛身體健康狀況參數(shù)的采集，到加工環(huán)節(jié)和倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中車間環(huán)境溫濕度的記錄，再到運(yùn)輸環(huán)節(jié)貨物位置的定位以及銷售環(huán)節(jié)貨物的標(biāo)識(shí)等。感知層的關(guān)鍵技術(shù)包括傳感器、控制器、RFID標(biāo)簽和讀寫器，二維碼標(biāo)簽、GPS、等多項(xiàng)技術(shù)。（2）網(wǎng)絡(luò)層：也稱網(wǎng)絡(luò)傳輸層，主要實(shí)現(xiàn)信息的接入、傳輸和通信，其作用類似與人的大腦，負(fù)責(zé)處理和傳遞底層捕獲的感知信息。包括接入層和核心層。網(wǎng)絡(luò)層可依托公眾電信網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)等。通過網(wǎng)絡(luò)層的信息交換與傳輸，可以使農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更大范圍的覆蓋和信息共享。（3）應(yīng)用層包括業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)服務(wù)層，主要實(shí)現(xiàn)信息的處理與決策，其與跟蹤追溯系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用需求相結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在系統(tǒng)中的智能應(yīng)用。具體體現(xiàn)為一系列業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)、管理平臺(tái)、信息處理平臺(tái)、智能計(jì)算平臺(tái)、中間件平臺(tái)等。按照各個(gè)模塊來講，其主要負(fù)責(zé)各環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)服務(wù)請(qǐng)求。各種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，為系統(tǒng)中各項(xiàng)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)來源第四章牛奶質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)信息平臺(tái)設(shè)計(jì)牛奶跟蹤追溯系統(tǒng)和大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品跟蹤追溯系統(tǒng)一樣也包括生產(chǎn)、加工、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸和銷售環(huán)節(jié)，提高新鮮牛奶跟蹤追溯系統(tǒng)效率的關(guān)鍵也就是如何協(xié)調(diào)每個(gè)環(huán)節(jié)及如何提高每個(gè)環(huán)節(jié)的效率。從牛奶跟蹤追溯系統(tǒng)整體可以看到，通過使用RFID技術(shù)，能夠方便的把整個(gè)跟蹤追溯系統(tǒng)中各個(gè)環(huán)節(jié)的信息讀入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，各個(gè)環(huán)節(jié)也可以方便地從系統(tǒng)中讀取數(shù)據(jù)。消費(fèi)者和監(jiān)管部門仍可以通過通訊網(wǎng)絡(luò)和終端進(jìn)行查詢和追溯。RFID技術(shù)在系統(tǒng)中的應(yīng)用生產(chǎn)環(huán)節(jié)：在較具有規(guī)模的奶牛養(yǎng)殖基地，由于奶牛養(yǎng)殖基地一般實(shí)行的是規(guī)模化奶牛養(yǎng)殖，集約化經(jīng)營(yíng)，因此其具有使用RFID技術(shù)的條件。在應(yīng)用RFID標(biāo)簽時(shí)，基地管理人員可為每一頭奶牛綁定一個(gè)標(biāo)簽，對(duì)該奶牛選擇開始到養(yǎng)殖，產(chǎn)奶，加工，存儲(chǔ)，運(yùn)輸，一直到打包上市的每一個(gè)環(huán)節(jié)的必要信息通過RFID的讀寫設(shè)備，為標(biāo)簽進(jìn)行錄入。對(duì)每一頭奶牛產(chǎn)的牛奶設(shè)定唯一的編碼標(biāo)識(shí)。于是在牛奶跟蹤追溯系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)（生長(zhǎng)環(huán)節(jié)）RFID標(biāo)簽便已經(jīng)儲(chǔ)存牛奶的基本信息。收購(gòu)環(huán)節(jié)：當(dāng)批發(fā)商或某大型采購(gòu)企業(yè)進(jìn)行采購(gòu)時(shí)，可直接通過RFID的讀寫裝置對(duì)牛奶信息進(jìn)行采集。此方法不但提高了采購(gòu)環(huán)節(jié)的速度，減少了差錯(cuò)，而且為整個(gè)的牛奶類農(nóng)產(chǎn)品跟蹤追溯系統(tǒng)提供了生長(zhǎng)環(huán)節(jié)的完整數(shù)據(jù)。加工環(huán)節(jié)：由于RFID電子標(biāo)簽具有方便信息讀取和存儲(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)。牛奶加工企業(yè)可以根據(jù)自身需要和監(jiān)管部門的規(guī)定存儲(chǔ)加工環(huán)節(jié)的必要信息。這一環(huán)節(jié)的信息數(shù)據(jù)包括：企業(yè)的名稱，加工日期，加工過程中所使用的包裝材質(zhì)，深加工環(huán)節(jié)所用到的添加劑以及重量等。一旦加工企業(yè)將此環(huán)節(jié)信息錄入到電子標(biāo)簽以后，批發(fā)市場(chǎng)的零售商通過數(shù)據(jù)融合查詢牛奶類產(chǎn)品信息。倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)：牛奶類農(nóng)產(chǎn)品作為一種對(duì)保鮮要求較高的時(shí)令產(chǎn)品，對(duì)倉(cāng)庫(kù)的儲(chǔ)存環(huán)境較高，如果倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境達(dá)不到要求，應(yīng)該盡量減少倉(cāng)庫(kù)存放時(shí)間。倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)用到的RFID設(shè)備包括手持式設(shè)備和固定式RFID設(shè)備，對(duì)于多電子標(biāo)簽與讀寫器交互時(shí)發(fā)生的標(biāo)簽信號(hào)碰撞干擾的問題，將在下一節(jié)將作深入研究。庫(kù)存環(huán)節(jié)：入庫(kù)前的牛奶類農(nóng)產(chǎn)品通過對(duì)其綁定電子標(biāo)進(jìn)行標(biāo)簽的數(shù)據(jù)讀取，貨品的包裝規(guī)格、包裝重量等將自動(dòng)錄入計(jì)算機(jī)，同時(shí)，將根據(jù)庫(kù)容、貨品保鮮期、存儲(chǔ)環(huán)境等情況，指定入庫(kù)區(qū)位、貨架、貨位等。倉(cāng)儲(chǔ)盤點(diǎn)時(shí)，讀寫設(shè)備讀取包裝上的標(biāo)簽統(tǒng)計(jì)數(shù)量。清點(diǎn)完畢后倉(cāng)儲(chǔ)人員確認(rèn)清點(diǎn)的數(shù)量并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。一旦發(fā)現(xiàn)清點(diǎn)后的數(shù)據(jù)與原記錄數(shù)據(jù)有出入，系統(tǒng)將自動(dòng)生成清單出入表并提交管理部門或提示重新復(fù)查。由于引入RFID技術(shù)農(nóng)產(chǎn)品出庫(kù)時(shí)也無須過多的人工參與就可以對(duì)庫(kù)存數(shù)據(jù)自動(dòng)更改。運(yùn)輸環(huán)節(jié)：RFID技術(shù)在運(yùn)輸環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要體現(xiàn)為物流跟蹤。把RFID技術(shù)GPS全球定位系統(tǒng)結(jié)合起來，能夠?yàn)槲锪髌髽I(yè)提供實(shí)時(shí)跟蹤查詢服務(wù)，另一方面對(duì)于客戶而言可以通過互聯(lián)網(wǎng)登錄農(nóng)產(chǎn)品電子商務(wù)平臺(tái)了解訂單實(shí)時(shí)位置，是否被掉包等情況。運(yùn)輸監(jiān)管單位在道口檢查時(shí)無須拆開貨品包裝，通過閱讀器讀取包裝上的電子標(biāo)簽便能夠了解貨物信息，大大提高了貨品在運(yùn)輸過程中的通關(guān)速度。銷售環(huán)節(jié)：提供客戶或者消費(fèi)者牛奶類農(nóng)產(chǎn)品信息查詢服務(wù)，零售商通過閱讀器讀取農(nóng)產(chǎn)品包裝上的電子標(biāo)簽，并將讀取的詳細(xì)信息印制在二維碼等新興技術(shù)標(biāo)識(shí)上，消費(fèi)者通過掃描二維碼便可以了解到產(chǎn)品詳細(xì)信息。RFID頻段的選取RFID工作頻段如何選取在其應(yīng)用中具有重要的價(jià)值。電子標(biāo)簽成本低。應(yīng)用中常常采用擴(kuò)大標(biāo)簽天線尺寸的方法來彌補(bǔ)傳播距離短的不足低頻段可采用1至2個(gè)天線，以實(shí)現(xiàn)無線作用范圍內(nèi)圈區(qū)域覆蓋。此讀寫器和電子標(biāo)簽的工作距離還和無線電發(fā)射功率有關(guān)。針對(duì)牛奶類農(nóng)產(chǎn)品水分含量高的特點(diǎn)，貨品運(yùn)輸運(yùn)輸量大的特點(diǎn)，提出了選用抗干擾強(qiáng)，通信距離遠(yuǎn)的頻段特點(diǎn)，結(jié)合低頻和高頻的特點(diǎn)，通過折衷的辦法選取較合適的頻段。對(duì)于牛奶類跟蹤追溯系統(tǒng)，綜合考慮距離特性和抗干擾能力等特性。倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)中固定式閱讀器建議采取的頻段在?之間。運(yùn)輸環(huán)節(jié)道口通關(guān)檢查時(shí)框架式RFID閱讀器建議采取的頻段在860~960MHz。銷售環(huán)節(jié)中零售超市等消費(fèi)場(chǎng)所手持式閱讀器建議頻段在125?134KHz之間。牛奶溯源系統(tǒng)實(shí)體環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)牛奶追溯系統(tǒng)的實(shí)體環(huán)節(jié)是信息的源頭，直接關(guān)系到牛奶食品的質(zhì)量安全。因此，實(shí)體環(huán)節(jié)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是非常重要的。本設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)體環(huán)節(jié)進(jìn)行了初步的分析和設(shè)計(jì)，以找出采用什么技術(shù)和工具來建立可溯源系統(tǒng)，才能讓實(shí)體環(huán)節(jié)中的追溯信息更加有效的傳輸?shù)街行臄?shù)據(jù)庫(kù)集群中。溯源環(huán)節(jié)主要包括養(yǎng)殖基地、加工、配送中心、協(xié)調(diào)中心和零售點(diǎn)。奶廠的管理）奶場(chǎng)的每頭奶牛胃部被植入胃瘤式RFID標(biāo)，即被封裝在陶瓷等耐酸容器內(nèi)的RFID電子標(biāo)鑒，并且在奶場(chǎng)的擠奶廳周圍安裝多個(gè)閱讀器。2）每次奶牛進(jìn)入擠奶廳，閱讀器根據(jù)RFID標(biāo)簽識(shí)別每頭奶牛，每頭奶牛的牛奶產(chǎn)量將會(huì)被記錄并通過后臺(tái)的管理信息系統(tǒng)自動(dòng)分析奶牛的奶量變化，進(jìn)而得卅每頭奶牛的產(chǎn)奶性能、泌乳曲線、健康狀況等。3）通過RFID系統(tǒng)和自動(dòng)投料系統(tǒng)的結(jié)合，記錄和分析每頭奶牛的乳蛋自、乳脂肪和體細(xì)胞數(shù)據(jù)，為精準(zhǔn)飼養(yǎng)提供依據(jù)。牛奶生產(chǎn)環(huán)節(jié)1）首先在原奶罐上貼上RFID電子標(biāo)簽，并對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行初始化，正確識(shí)讀后裝車（低溫儲(chǔ)藏）。通過該RFID電子標(biāo)簽ID可查詢到奶罐中牛奶的來源和產(chǎn)奶時(shí)間。2）將原奶的質(zhì)量檢驗(yàn)信息記錄到電子標(biāo)上，并將電子標(biāo)簽上的信息傳到后臺(tái)管理信息系統(tǒng)中。3）將原奶生產(chǎn)成牛奶。在生產(chǎn)開始,向前儲(chǔ)罐中放置感應(yīng)器記錄奶罐中原奶的容量，傳到后臺(tái)管理信息系統(tǒng)，由此標(biāo)記生產(chǎn)開始時(shí)時(shí)間。4）在同批次的牛奶上貼RFID電子標(biāo)簽，并將這批次的牛奶進(jìn)行保溫試驗(yàn)，將檢驗(yàn)的結(jié)果寫入到標(biāo)簽上，并傳到信息系統(tǒng)中，注意（在小包裝上打印一維條形碼，記錄牛奶的生產(chǎn)時(shí)時(shí)間和產(chǎn)奶地。人包裝箱上.安裝電子標(biāo)簽，記錄同批次奶的全而信息）5）入庫(kù)，對(duì)這一批次的牛奶進(jìn)行保溫檢測(cè)，將檢驗(yàn)的結(jié)果寫入到標(biāo)簽上，井傳到信息系統(tǒng)中，出廠。牛奶的運(yùn)輸環(huán)節(jié)系統(tǒng)由CPS定位系統(tǒng)、/r