基于RFID的生猪溯源系统设计与实现

　　1 生猪溯源系统

　　1.1 生猪肉品质量信息溯源系统

　　生猪肉品质量信息溯源系统是面对管理辖区内的生猪养殖场、定点屠宰场、冷链运输环节、肉品批发市场、农贸市场的肉品摊位、大型超市和大卖场、餐饮企业和定点单位的生猪及肉制品的质量安全可追溯系统。系统利用绑定在生猪以及猪肉上的RFID电子标签与供应链上各业务用户不同IC身份卡信息相关联，通过无线传输技术实时上传供应链上猪肉的流向变化到中心数据库，各业务用户按权限登录平台系统可以随时获取自身在政府数据中心存储的每日业务数据。

　　基于RFID物联网的生猪溯源系统，是以信息共享为最终目的，面向企业、消费者和政府监管部门的服务平台，通过应用RFID物联网，对猪肉产品在供应链各个环节的信息进行跟踪，为猪肉产品的可追溯提供强大的数据支持。

　　1.2 猪肉溯源监管系统国内外研究现状

　　(1)成都市猪肉质量安全溯源系统

　　该猪肉质量安全溯源监管系统是第一个基于成都云计算平台成功部署的电子政务应用[1]，系统可对猪肉制品整个供应链提供信息服务，对包括养殖、加工、流通和销售在内的各个环节，实现有效的数据跟踪和实时的监管决策，自2009年8月正式上线以来，已经稳定运行了2 000多个小时;目前所有进入成都市中心城区的白条猪基本都绑定了溯源芯片、进入系统监管范围，可以实时追溯其产地、来源、渠道以及检疫流程。

　　(2)国外研究

　　从20世纪90年代开始，沿生产链追溯肉类食品的安全可靠性，引起了世界范围内不同经济体的关注。如欧盟在2000～2002年立项资助了24家包括进口商、加工商、出口商和研究院(所)代表参加的“水产品溯源”项目[2]。其目标是为生产链的可追溯性确认信息的需求，并为溯源数据的电子收集与发布形成自愿的工业标准。这些资源的标准成为欧盟2005年强制的追溯要求的依据。FREDENKSON T L[3]等为丹麦的鲜水产品供应链利用条形码技术和列货运包装箱代码(SSCC)开发了水产品溯源系统，该系统可确认每一货源单元和跟踪每个派送产品，成功地显示了溯源的内涵。

　　2 系统总体架构

　　2.1 系统设计

　　针对生猪肉品安全监管特点，本系统分手持RFID读写器、数据处理软件和网站3个部分。前端连接RFID读写器扫描猪肉耳标，扫描所得的数据上传到数据处理软件中存储和处理，并将数据通过溯源网站开放，供用户查询溯源信息。生猪溯源管理系统用例图如图1所示。

　　2.2 体系结构

　　软件体系结构是描述某一特定应用领域中系统组织方式的惯用模式。目前流行的数据库软件开发模式中，软件体系结构有C/S结构、B/S结构和C/S与B/S混合结构3种[4]。软件体系结构的设计和选择，直接影响到最终系统软件的使用和维护工作。猪肉食品安全溯源管理系统采用B/S和C/S混合模式的软件体系结构进行设计，在RFID读写器和数据处理软件端采用C/S架构，使数据处理更加快捷方便;在溯源网站端采用B/S架构。软件体系结构如图2所示。

　　3 系统设计与实现

　　3.1 系统功能模块设计

　　溯源管理系统模块分为猪只饲养管理、猪只检疫、猪只屠宰3个子模块，外加一个溯源网站模块。饲养管理模块首先对进入猪场的仔猪信息进行登记，在饲养过程中要及时提交并记录喂养饲料信息、疾病及其防治信息;猪只检疫模块提交猪只检疫所使用的疫苗信息;猪只屠宰模块提供猪只屠宰场信息以及负责将猪只养殖、检疫、屠宰信息与猪肉标牌关联。系统的功能模块如图3所示。

　　(1)猪只饲养模块：猪只饲养模块主要利用RFID读写器在猪只耳标中写入猪只从出生到出栏整个过程中饲养情况信息。需要采集的信息包括母猪品种、出生日期、饲料名称、饲料量、饲养农场信息，并将这些信息上传到中心数据库。

　　(2)猪只检疫模块：检疫人员能通过猪只检疫模块读取猪只相关信息，并根据读取的信息对猪只进行检疫。需要采集的信息包括检疫人员姓名、疫苗名称、检疫日期，采集的信息写入猪只耳标RFID，并且上传到中心数据库，与猪只饲养信息关联。

　　(3)猪只屠宰管理：主要是为了采集屠宰场内猪只信息，包括屠宰场名称、屠宰日期，采集的信息上传到中心数据库，并且与猪只耳标内的饲养信息、检疫信息关联，一起写入猪肉标牌，供以后溯源查询使用。

　　(4)溯源查询网站：经过饲养模块、检疫模块、屠宰模块处理之后的信息存储在中心数据库和猪肉标牌内，用户购买到肉制品之后，通过猪肉标牌上的ID号查询溯源网站，可以查询到记录的饲养、检疫、屠宰信息。

　　3.2 系统详细设计

　　(1)数据存储结构

　　①饲养信息如表1所示。饲养信息记录生猪饲养场地和畜种等信息，供溯源查询时确定生猪起源使用。

　　②检疫信息如表2所示。检疫信息表记录生猪检疫疫苗情况及检疫时间，供溯源查询时确定检疫信息使用。

　　③屠宰信息如表3所示。屠宰信息表记录猪只屠宰场、屠宰时间和猪肉标牌信息，供溯源查询时确定屠宰信息使用。

　　(2)流程

　　猪只饲养、检疫、屠宰流程如图4～图6所示，这些流程是为了以后的溯源查询提供数据源。溯源查询流程图如图7所示，描述猪肉顾客溯源查询过程。

　　4 生猪溯源管理系统应用

　　生猪溯源管理系统部署在养殖场、屠宰场、猪肉超市等地[5]。养殖场猪出生之后必须佩带RFID耳标，标示猪只养殖信息和检疫信息;屠宰场将耳标信息转移到猪肉标牌上;超市顾客可以通过猪肉标牌上的猪肉ID查询溯源网站，查到猪只的详细信息。