大学生创新性实验项目申请表-物联网蔬菜供应链追溯系统.doc

大学生创新实验项目（UIRP）申 报 表 项目名称 基于物联网技术的蔬菜可追溯系统的设计项目负责人 院（系）专业、年级 联系电话 电子邮件 填表日期 陕西理工学院教务处制填表说明一、陕西理工学院大学生创新实验项目申报表要按顺序逐项用计算机进行填写，项目填写要求实事求是，讲诚信，表达要明确、严谨。空缺项要填“无”。一律用A4纸打印，于左侧装订成册。 二、申报陕西理工学院大学生创新实验项目可以是个人，也可以是团队（不超过5人）。三、申请参加陕西理工学院大学生创新实验项目的团队须聘请1-2名教师作为项目指导教师，并请指导教师在申请书上签名。四、申报表一式二份（均为原件），由教学单位统一报送教务处实践科，同时上报电子稿。项目名称基于物联网技术的蔬菜可追溯系统设计经费5500元起止时间2012.042012.10负责人学号姓名年级所在院（系）、专业联系电话E-mail参加成员导师1姓名陈勇院系计算机系职务/职称E-mail联系电话签名导师2姓名院系职务/职称E-mail联系电话签名一、 项目申请理由（包括项目背景及自身具备的知识、素质、能力和等条件）1、项目背景近年来，我国食品安全事件层出不穷，“瘦肉精”事件尘埃未落，“染色馒头”“回炉面包”“牛肉膏”又接踵而来，何以至此？今后百姓的生命安全何以保障？食品安全问题关键是工厂企业主以利益为重，道德缺失，监管部门监督不利，导致频频暴发食品安全事件，引发群众恐惶和不满。食品安全日益受到更多消费者和政府的关注之时，作为人们生活的必需品，果蔬类农产品的质量安全问题关系着国计民生，但由于其附加值较低，目前尚无成型的供应链信息追溯系统在实际中得以应用。如果能够建立对果蔬类农产品从种植、生产加工、存储、运输、销售等环节和政府职能部门共同参与的全过程安全追溯管理体系，将能更好地为消费者提供更为可靠的食品安全，同时也可以减少企业的损失。物联网（Internet Of Things）概念的提出已经有十余年的历史，并在世界范围内引起了越来越高的关注。在国内。随着政府规物联网产业关注和支持力度的显著提高，物联网已经逐渐从产业愿景走向现实应用。所谓物联网，就是“物物相连的智能互联网”，我们可以这样理解：首先物联网是基于互联网的网络，是互联网的延伸和扩展；其次，物联网的客户端可以是任何物品，是物品之间可以进行信息交换和通讯；再者，物联网具有智能属性，可以通过智能控制，自动监测进行自动操作。更具体一点，一般认为物联网（The Internet of Things）的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。这里的“物”要有如下功能模块：信息接收器、数据传输通路、存储设备、CPU、操作系统、专门的应用程序、数据发送器、通信协议、世界唯一的网络识别。本项目的目的是基于物联网技术，利用无线射频识别技术(RFID)并依托网络技术、及数据库技术，设计实现一个蔬菜安全追溯系统。进而实现信息融合、查询、监控，为蔬菜每一个种植环节以及分销到最终消费领域的过程提供针对每一批次蔬菜安全性、来源及库存控制的合理决策，实现蔬菜食品安全预警机制。RFID技术贯穿于蔬菜食品安全始终，包括种植、加工、流通、消费各环节，全过程严格控制，建立一个完整的供应链的蔬菜食品安全控制体系，以保证向社会提供优质的放心的绿色蔬菜食品，并可确保供应链的高质量数据交流，让蔬菜食品行业实施蔬菜食品的源头追踪以及在整个供应链中提供完全透明的能力。 通过蔬菜可追溯系统的建立，不仅可以追溯种植与加工的疫病和污染问题，还可以追溯在蔬菜种植过程中滥用药、加工过程中超范围超限量使用添加剂、运输与仓储过程中不按规定条件运输与储存等现象。通过面向公众的查询接口，终端消费者将可以随时随地的通过多种方式查看所购蔬菜食品的信息。 2、自身具备的知识、素质、能力等条件项目组成员承担过多项课外研学活动，对本项目进行了详细的调研，对项目的内涵有了深入的了解并作了详细的规划。同时，一些已经学习和正在学习的课程也为本项目的研究打下良好的基础。作为计算机科学与技术专业的大三学生，我们已经经过三年的相关专业知识学习，学习了C语言、数据结构、单片机、嵌入式系统原理及应用、数字电路与模拟电路等专业基础课程，而且成绩优秀，可以说理论知识较扎实。同时我们都喜欢探索与钻研，热衷于参加实验实践活动，动手能力较强。在实践创新方面，我们也参与了我校的“实时考勤系统”、“蔬菜安全系统”、“指纹识别系统”等大学生创新性实验项目，积累了丰富的经验。所以我们团队很有信心研究开发出基于物联网技术的蔬菜安全可追溯系统。二、项目研究内容 1、蔬菜食品可追溯方法研究蔬菜食品批次标示方法针对蔬菜食品的批次的特点，设计其电子代码（Electronic Product Code,EPC）,其编码是唯一的，且编码中的每个数字都包含某种信息含义。同时通过数据库的操作建立起该编码与蔬菜食品批次的信息的对应关系，当经过编码的数据传到计算机上时，由计算机上的应用程序在数据库中提取相应的信息对数据进行操作和处理。蔬菜食品的自动识别跟踪方法基于无线射频识别（Radio Frequency Identification ,RFID）技术，设计实现在蔬菜产品从种植、加工、运输与仓储到最后消费领域的全过程自动跟踪，并实时获取各个环节的有关信息上传到数据库，为一旦出现蔬菜食品安全事故提供决策支持。蔬菜食品标识控制方法为了实现蔬菜食品可追溯系统的蔬菜批次标识的跟踪与识别，设计采用软硬结合的方式实现供应链上各个环节的数据交换。2、 使用UML对蔬菜食品可追溯系统的建模利用统一的建模语言UML，对本系统从需求分析、系统分析、系统设计、系统构造和系统测试等各个软件系统开发阶段进行描述。从而准确的确定系统功能、结构与行为。进而设计出可追溯系统总体的方案。3、蔬菜食品中央数据库的实现采用SQL Server数据库技术，设计统一的蔬菜食品中央数据库，用于存储整个可追系统中各个环节的信息，使得在蔬菜食品供应链中的所有企业和物流商公用一个中央数据库，任何一个环节需要了解蔬菜食品的信息，通过唯一的蔬菜食品EPC编码，即可以从中央数据库中得到，追溯速度快，透明度高。4、 可追溯系统的设计与实现 基于Windows开发平台，采用Visual Studio集成开发环境，采用C/S体系结构开发“蔬菜安全生产与加工管理系统”、“蔬菜供应链管理系统”，采用B/S体系结构开发“蔬菜安全基础信息服务系统”。3、 项目实施思路及时间安排（含对研究方案及技术路线进行可行性分析；列出查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、开题报告、实验研究、数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题答辩等时间安排）1、研究方案本系统是采用基于RFID射频识别的物联网蔬菜供应链追溯系统。系统框图如下：图 物联网蔬菜供应链追溯系统框图系统由以下几个部分组成：1） 中心数据库：存储蔬菜供应链各个环节的信息；2） 安全生产与加工管理系统：管理蔬菜生产与加工过程；3） 蔬菜供应链管理系统：管理蔬菜供应链的仓储与运输过程；4） 蔬菜安全基础信息服务系统：为消费者提供多种方式的蔬菜供应链信息查询服务； 系统工作流程如下： 1）蔬菜种植阶段：生产者为蔬菜粘贴RFID标签并将蔬菜的名称、产地、品种、农药使用情况、生产者信息等必要内容都依据标签编码上传存储到中心数据库中。 2）蔬菜加工阶段：对蔬菜加工时，依据蔬菜上RFID标签参考读取中心数据库中有关蔬菜的信息，如果符合加工条件，则投入到加工环节，否则剔除。在加工环节中，通过读取蔬菜初始信息，了解蔬菜的基本情况，有针对性的对不同的产品进行相应的处理，以确保蔬菜的质量安全。蔬菜加工完毕后，将加工阶段的信息，包括加工者、加工日期、加工方法、产品情况、保质期、存储条件等信息依据RFID标签中的编码，上传存储到中心数据库中。 3）蔬菜运输和仓储阶段：通过在沿途安装固定的RFID读写器，跟踪运输车辆的路线、记录各时间点、地点，并将这些信息依据RFID标签中的编码，上传到中心数据库中。如在仓库进口和出口记录蔬菜的进、出库信息。对于存储条件有较高要求的蔬菜，我们可以通过RFID标签中的编码迅速在中心数据库中读取蔬菜存储条件信息判断出该品种蔬菜是否适合在这个仓库存储。以及可以存储多长时间；出库时，通过读取RFID中的编码并在中心数据库查询出蔬菜的有关信息，优先选择待出库的蔬菜批次，避免经济损失。另外，仓库管理人员还可以利用RFID对仓库进行快速盘点，以便随时了解仓库里的产品情况。 4）蔬菜销售阶段：消费者如果想快速了解所购买蔬菜的情况，则可以通过RFID标签上的编码到指定的查询网站查询，或通过商场里的RFID读写器查询。另一方面。商家通过商场里的RFID读写器，将商家名称，销售人员，销售时间等销售信息依据RFID标签中的编码上传到中心数据库中，这些信息将作为顾客退货，蔬菜召回时候的参考。 5）蔬菜召回与销毁阶段：当蔬菜发现问题时，通过读取蔬菜上的RFID中的编码在中心数据库查询获取有关问题批次蔬菜在种植、加工、运输、存储和销售等环节的信息，提供决策支持及高效的安全事故应急流程。2.研究技术路线可行性分析 1）蔬菜跟踪与追溯系统的功能架构包括传统的RFID中间件的数据接入层、数据层和RFID事件管理服务层，还包括面向业务单据的单据解析与转换、数据交换、EPCIS服务等功能组件。硬件层是蔬菜流通各环节安装的固定或手持RFID读写器和天线。以及追溯单元上粘贴的RFID电子标签；接入层包括RFID读写器适配器、RFID数据过滤、加密和数据格式转化处理；数据层包括EPCIS数据库、产品数据库、业务单据数据库；服务层包括RFID事件处理组件、XML业务单据解析与转化组件、EPCIS事件上传与查询组件、数据流管理、数据交换服务；基础管理包括用户和权限管理、产品数据和供应链企业信息管理和维护。RFID应用层包括产品RFID数据采集、安全生产与加工管理系统、蔬菜供应链管理系统、蔬菜安全基础信息服务系统。2）供应链中的企业在局域网内通过USB/串口/IP端口多方式连接RFID读写器，采集蔬菜跟踪的RFID信息，将RFID事件与企业应用系统进行业务数据集成，通过Internet将蔬菜的状态变化的RFID事件（XML文件）实时上传（Web Server 方式）到数据库中心的RFID事件数据库。蔬菜数据中心由数据库和EPCIS组成，存储产品EPC信息并提供数据交换。 3）设计开发基于RFID的物联网蔬菜供应链追溯系统。系统开发选用微软Visual Studio开发平台，C+编程语言，SQL Server数据库。采用客户端/服务器（Client/Server, C/S）和浏览器、服务器（Browser/Server, B/S）混合技术架构。其中安全生产与加工管理系统、蔬菜供应链管理系统采用C/S架构，蔬菜安全基础信息服务系统采用B/S架构。3.时间安排 2012年3月2012年4月 文献查询、社会调查：我们要参阅了大量相关资料的基础上拿出一个或几个方案，并在指导老师的指导下从理论、社会需求和实际的调查下验证方案的可行性，从而选择一个最佳方案。 2012年5月2012年6月 制定方案：原材料供应商在向食品厂家提供原材料时候进行批次管理，将原材料的信息录入到二维码中并打印带有二维码的标签，粘贴在包装箱上后交与食品厂家。在食品厂家原材料入库时，使用数据采集器读取二维码，取得到货原材料的原始生产数据。从该数据就可以马上确认交货的产品是否符合厂家的采购标准。然后将原材料入库。根据当天的生产计划，制作配方。根据生产计划单，员工从仓库中提取必要的原材料，按各个批次要求使用各种原材料的重量进行称重、分包，在分包的原材料上粘贴带有二维码的标签，码中含有原材料的信息。 2012年6月2012年8月 实施阶段：RFID食品追溯管理系统由以下各系统组成：中心数据库系统、种植养殖安全管理系统、安全生产与加工管理系统、食品供应链管理系统、监控系统、食品安全基础信息服务系统等组成，通过种植养殖生产、加工生产、流通、消费的信息化建立起来的信息链接，实现了企业内部生产过程的安全控制和对流通环节的实时监控，达到食品追溯与召回。 2012年8月2012年9月 改进阶段：通过试验得到系统的不足之处，还需要在老师的指导下对其加以修改，最终做出一套比较实用的样系统 2012年9月2012年10月 应用验证，专利申请 2012年11月2012年12月 研究报告，论文撰写，结题四、项目创新性 通过粘贴了RFID或二维条码的蔬菜，配备了GPS的运输工具，帮助快速定位与追踪蔬菜的位置和所处状态，以及对蔬菜的生产、加工、存储、流通、销售等各个环节进行全方位的监管。通过面向公众的查询接口，终端消费者可以随时随地查看所购蔬菜的信息。五、项目经费预算与用途（购置实验材料、试剂、药品、加工测试、资料、复印、调研、交通等经费开支） RFID采集模块1 1500元 RFID读写器1 2000元 RFID电子标签10 10元/件 RFID便携式手持机1 500元 资料费及论文发表费用 1000元 测试费用 400元 合计 5500元六、项目预期成果（研究论文、设计、调研报告、申请专利、开发软件、研制产品、项目鉴定等） 1、研究报告说明书 1份 2