基于物联网的牛奶质量溯源系统

基于物联网的牛奶质量溯

源系统Preparedon24November2020基于物联网的牛奶质量

安全溯源系统研究2015年10月29日目录第一章物联网及其牛奶溯源系统研究背景及其现状介绍研究背景及意义随着社会的发展，人们的生活水平越来越高，衣食住行也越来越方便。但是，一些问题也随之而来，特别是食品安全问题。从三鹿“三聚氰胺事件”、美国麦乐鸡含橡胶化学成分，到“假紫砂”、“瘦肉精”……这些热门话题，让人们对食品安全问题越来越上心。为了改善我国农产品及加工食品的质量安全问题，也为了满足生产者、消费者对食品生产的透明化需求，以牛奶的生产与流通为例，建设一套标准化、智能化，并且符合社会需求的牛奶安全溯源系统显得尤为迫切。当今，由于物联网技术的快速发展，使得牛奶溯源系统的实现成为了可能。本方案设计的牛奶溯源系统，是利用电子标签、数据库、互联网等技术将牛奶的生产、加工、流通等环节的信息，通过物联网发送到数据库中。消费者可以通过牛奶包装上的RFID码，通过数据库进行查询。生产者也可以通过溯源系统查询系统监控到整个生产流程，能够及时发现问题，以便能够迅速顺利地解决。国内外发展状况我国关于溯源系统的正式研究始于2002年，在研究和实施过程中，逐步制定了一些标准和指南。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统和网络交换平台。在国内，较有影响的食品溯源系统主要有以下五个：上海食用农副产品安全信息质量查询系统、北京市农业局食用食品（蔬菜）质量安全追溯系统、国家蔬菜质量安全追溯体系、中国肉牛全程质量安全追溯管理系统、世纪三农食品安全溯源管理系统。由于现有食品溯源系统开发的原则和目标的不同，现有系统存在溯源信息不完整，系统不规范，信息流程不一致、系统软件不兼容等一系列问题，造成溯源信息无法共享。其具体表现如下：目前我国的溯源系统，大多是以单个企业为单位的内部溯源系统，能够满足本企业的技术需要，但是一般不能实现信息共享。现有溯源系统信息不一致，有繁有简，很难形成通用版本，无法大范围使用。溯源信息链较短，没有实现相关企业的信息传递，对食品安全的监督作用较差。食品生产企业的多元化，给食品安全溯源系统的研究和开发带来了一定的难度。食品安全溯源系统终端匮乏，缺少有效机制的承载作用，服务模式的可行性不佳，阻碍了系统的普及和推广。欧美一直是肉制品的生产和消费大国，相应地牛奶也成为餐饮行为必不可少的物品。从上世纪九十年代开始，国外很多国家和地区便应用可追源系统进行质量安全管理，并形成了符合该国国情的可追溯系统。目前，国外对这方面的研究主要涉及三个方面：立法，系统构建以及系统信息格式。其具体信息如下所示：1）立法方面：以欧盟和美国为例，叙述国外对该研究的立法方面的情况欧盟自1986年发生疯牛病以来，率先进行可追溯性研究，并制定了《食品安全白皮书书》，且将食品可追溯系统的构建纳入法律框架中，并于2005年，制定了更加严格的措施，并规定必须在该地销售的食品必须拥有可追溯标签，否则拒绝进入。美国在《生物性恐怖法案》的指导下，食品与药物管理局颁布了《食品安全跟踪条例》，要求食品生产者、加工者、分包商、零售商、进口商等都要建立并保全食品流通的全部记录，以便迅速识别食品的供给方和接收方。2）系统构建方面：国外在可追溯系统的实施过程中，主要采用了两种系统构建形式。一种是“one-UpOne-Down"可追溯，即"向上一步，向下一步"可追溯，为欧盟立法建立的追溯系统结构，该结构相对简单，供应链中的每一环节只要知道该环节的上一步信息和下一步信息，就可知道供应链的所有信息。一种是集中（全程）可追溯，该系统更为复杂，因为整个系统将与供应链的各个子环节的子系统相关联。3）系统信息格式方面：系统是全球开放的物流信息标识和条码表示系统，在这个系统下，被授权的、能够代表对象唯一的代码将以打印条码或RFID的形式被放置在产品、仓库、车船和销售架上，作为传递信息和沟通的方式。在互联网环境下，信息想从一个计算机传递到另一个计算机，也需要标准的信息交换格式，即XML格式，它定义了文件的信息要求和结构要求。标识和传输信息的国际化标准格式，使得物联网在全球范围内链接成为了可能研究目的及意义牛奶具有良好的营养价值，且价格合适，已成为人们生活中必不可少的饮品之一。而自三鹿牛奶“三聚氰胺”事件发生之后，人们对于牛奶的信心日益降低，因此消费者和企业都需要一个系统让他们能够进行溯源追踪。本系统基于物联网技术、数据库技术的溯源系统，可以为每一个生产环节以及配送过程提供监控、查询功能，为企业实现合理决策和食品安全预警提供了可能。在技术上，RFID与条形码的应用贯穿于食品安全始终，通过对牛奶的生产、加工、物流配送、消费等环节的全程监控，建立一条完整的牛奶产业链安全控制体系。这一体系能够使得企业内部实现高质量的数据交流，向社会提供优质的牛奶。第二章基于物联网的牛奶质量安全溯源系统的技术路线物联网及其关键技术由于对物联网认识的不够深入和不同领域研究者出发点的不同，现在还没有一个公认和明确的定义。但大家都认可的是“物联网是一个基于互联网、传统电信网络等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络”。换句话说，在物联网世界，每一个物体均可寻址，每一个物体均可通信，每一个物体均可控制。普遍认为物联网是继计算机、互联网和移动通信后引领信息产业革命的新一次浪潮。又由于物联网所倡导的物物互联规模要远大于现阶段的人与人通信业务，因此物联网的预期市场前景也要远大于之前的计算机、互联网和移动通信等。物联网在逻辑上可以分为认知层、网络层、管理层和应用层。把它与传统的信息系统构架相比，多了一个认知层。认知层，即遍布在我们周边的各类传感器、条形码、摄像头等组成的传感器网络。它的作用是实现对物体的感知、识别、检测及数据采集，以及反应和控制等。这些作用改变了传统信息系统内部运算能力强但是但是对外部感知能力弱的状况，因此认知层是物联网的基础，也是物联网与传统信息系统的最大区别所在。网络层，即由各种有线及无线节点、固定与移动网关组成的通信网络与互联网的融合体。主要作用是把认知层的数据接入网络以供上层使用。它的核心是互联网（包括下一代互联网），而各种无线网络则提供随时随地的网络接入服务。使用的技术包括互联网、移动通信网络、WiFi等无线宽带网络和蓝牙等无线低速网络等。管理层，其作用是在高性能计算机和海量存储技术的支撑下，将大规模数据高效可靠地组织起来，为上层服务层提供智能的支撑平台。包括能储存大量数据的数据中心、以搜索引擎为代表的网络信息查询技术、智能处理系统和保护信息与隐私的安全系统等。应用层，即物联网技术与各类行业应用相结合，通过物联网的“物物互联”实现无所不在的智能化应用，例如智能物流、智能电网、智能交通、环境监测等。物联网的关键技术主要包括以下几种：1）自动感知技术自动感知技术也可以称为信息采集技术，它是实现物联网的基础。目前，信息采集主要采用电子标签和传感器等方式完成。其具体内容包括RFID标签选型与读写器设计，RFID标签编码体系与标准研究，传感器选型与传感器节点设计，传感器的设计与实现，中间件与数据处理软件的设计与实现。在感知技术中，电子标签（RFID）用于对采集的信息进行标准化标识，数据采集和设备控制通过射频识别读写器、二维码识读器等实现。射频识别（RFID）是一种非接触式的自动识别技术，属于近程通信，与之相关的技术还有蓝牙技术等。RFID通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别过程无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID读写器（即PCE机）和电子标签（即PICC卡）之间通过电磁场感应进行能量、时序和数据的无线传输。在RFID读写器天线的可识别范围内，可能会同时出现多张PICC卡。如何准确识别每张卡，是A型PICC卡的防碰撞（也叫防冲突）技术要解决的关键问题。2）网络通信技术根据目前物联网所涵盖的概念，其工作范围可以分成两大块：一块是体积小、能量低、存储容量小、运算能力弱的智能小物体的互联，即传感网；另一块是没有上述约束的智能终端的互联，如智能家电、视频监控等。对于智能小物体网络层的网络通信技术目前有两项：一是基于ZigBee联盟开发的ZigBee协议进行传感器节点或者其他智能物体的互联；另一技术是IPSO联盟所倡导的通过IP实现传感网节点或者其他智能物体的互联。在物联网的机器到机器、人到机器和机器到人的信息传输中，有多种通信技术可供选择，他们主要分为有线（如DSL、PON等）和无线（如CDMA、GPRS、IEEEb/gWLAN等）两大类技术，这些技术均已相对成熟。在物联网的实现中，格外重要的是无线传感网技术。3）数据融合与智能技术物联网是由大量传感网节点构成的，在信息感知的过程中，采用各个节点单独传输数据到汇聚节点的方法是不可行的。因为网络存在大量冗余信息，会浪费大量的通信带宽和宝贵的能量资源。此外，还会降低信息的收集效率，影响信息采集的及时性，所以需要采用数据融合与智能技术进行处理。4）分布式数据融合技术所谓数据融合是指将多种数据或信息进行处理，组合出高效且符合用户需求的数据的过程。在传感网应用中，多数情况只关心监测结果，并不需要收集大量原始数据，数据融合是处理该类问题的有效手段例如，借助数据稀疏性理论在图像处理中的应用，可将其引入传感网用于数据压缩，以改善数据融合效果。分布式数据融合技术需要人工智能理论的支撑，包括智能信息获取的形式化方法、海量信息处理的理论和方法、网络环境下信息的开发与利用方法，以及计算机基础理论。同时，还需掌握智能信号处理技术，如信息特征识别和数据融合、物理信号处理与识别等。5）海量信息智能分析与控制海量信息智能分析与控制是指依托先进的软件工程技术，对物联网的各种信息进行海量存储与快速处理，并将处理结果实时反馈给物联网的各种“控制”部件。智能技术是为了有效地达到某种预期的目的，利用知识分析后所采用的各种方法和手段。通过在物体中植入智能系统，可以使得物体具备一定的智能性，能够主动或被动的实现与用户的沟通，这也是物联网的关键技术之一。智能分析与控制技术主要包括人工智能理论、先进的人机交互技术、智能控制技术与系统等。物联网的实质是给物体赋予智能，以实现人与物体的交互对话，甚至实现物体与物体之间的交互或对话。为了实现这样的智能性，例如，控制智能服务机器人完成既定任务包括运动轨迹控制、准确的定位及目标跟踪等，需要智能化的控制技术与系统。根据物联网的内涵可知，要真正实现物联网需要感知、传输、控制及智能等多项技术。物联网的研究将带动整个产业链或者说推动产业链的共同发展。信息感知技术、网络通信技术、数据融合与智能技术、云计算等技术的研究与应用，将直接影响物联网的发展与应用，只有综合研究解决了这些关键技术问题，物联网才能得到快速推广，造福于人类社会，实现智慧地球的美好愿望。物联网在各个领域的应用现状和未来的发展状况表明，各个行业对于物联网的需求程度不一，侧重点更是千差万别。基于目前物联网技术的发展状况，可以预见，物联网正在快速地走进人们的生活，它的实际应用将分以下三个步骤实现：实现物体的自我感知功能；物与物之间相互联系，交换信息；系统通过分析物联节点的信息，做出最优化的调整策略，控制整个系统超优化方向做出改变。目前物联网的发展正处起步阶段，仍然面临技术完备性不足、产品成熟度低、成本偏高等诸多制约因素，但目前良好的外部环境，将有利于这些问题的解决。相信在不久的将来我们一定会看到一个充满生机与活力的物联网。数据库及其关键技术物联网的发展使信息的收集变得更加全面和迅速，于是就需要更有效的手段对信息进行储存和组织，并提供便捷的查询。这就用到了已经有着半个世纪历史的数据库技术。在上世纪60年代，诞生了以IBM的SABRE为代表的一些成功的早起数据库系统。这些系统在今天看来虽说很落后，但是在当时的时代背景下仍然是十分先进且有实际作用的。由于这些数据库如果要访问想要的内容，需要遍历整个数据库，这就是在其数据库最大的缺陷。而这类早期数据库被统称为“导航式数据库”。到了70年代，为了改变早期数据库的弊端，IBM的Codd进行了一系列研究并最先提出了数据库逻辑组成与物理储存结构分离的思想，这为关系数据库的发展奠定了基石。此后加州大学伯克利分校开发的Ingres和IBM开发的SystemR引领了关系数据库几十年的发展历史，以至于如今大部分的商用数据库都出自二者。关系数据库的优点主要有以下几个：高度的数据独立性；开放的数据语意、数据一致性、数据冗余性；灵活的自定义操作语言。关系数据库的应用取得了巨大的成功，但是它也是有缺点的，主要体现在：缺乏对真实世界实体的有效表达；缺乏对复杂查询的有效处理；缺乏对Web应用的有效支持。因此关系数据库在CAD、CAM、GIS和动态网页等方面产生了局限性。鉴于此，很多科学家开始研究被称为“NoSQL”的非关系数据库来弥补关系数据库的这些缺陷，并且一些知名的开源NoSQL数据库已经在Facebook等社交网站开始应用。但是需要注意的是NoSQL并不是取代关系数据库，而是要弥补一些关系数据库遇到的瓶颈。在传统的数据处理领域关系数据库的地位依然无可替代。无线传感网是物联网的一个重要组成部分，它的一个重要特点是以数据库为中心。无线传感网的数据具有以下特点：1）海量性：假设有一个拥有100个传感器的传感网，而每个传感节点每分钟只传回1Kb的数据，那么每天的数据量就达到。如果是一些大型的敏感的传感网，每天的数据量可达1TB以上。至于未来物物互联的物联网时代，产生的数据就是十分庞大的数量。因此物联网数据具有海量性。2）多态性：物联网的应用包罗万象，产生的数据自然也是多种多样。有温度、湿度等环境数据；有视频、音频等多媒体数据；还有与用户交换信息的结构化数据等等。数据的多态性必然增加数据的复杂性，不同网络产生的数据格式可能不同，就算是相同类型的数据也会有单位和精度的差别，一个测量量在不同的时间也在变化。因此物联网数据具有多态性3）关联性及语义性：物联网中的数据都不会是相互独立的。描述同一个实体的数据在时间上具有关联性；描述不同实体的数据在空间上会有关联性；描述实体的不同维度之间也具有关联性。而不同的关联性组合会产生丰富的语义，可以通过数据在时间或空间或维度上的关联性推断出实体的变化。由上可见，数据库技术在物联网时代还应该能储存海量的数据，并快速处理用户的查询，以及消除查询结果中的冗余和不确定性。在本方案中，数据库技术得到了很好的应用。数据库的关键技术如下：RFID技术通过上面的介绍我们已经知道，物联网追求的是“物物互联”，但是当赋予地球上所有的物品以唯一地址时，对各个物品所蕴含的信息的储存、识别、读取和传输就十分重要。这就需要应用到自动识别技术。自动识别技术主要包括以下几种：光符号识别技术、语音识别技术、生物计量识别技术、IC卡技术、条形码技术和射频识别技术等。其中条形码技术在我们生活中应用的十分广泛，几乎在每件商品上都有条形码的身影。但是它也有例如读取速度慢、储存能力小。工作距离近等很明显的缺点。近年来无线射频识别技术（RFID）逐渐完善，它有许多独特的优势，例如防水防磁、读取速度快、储存能力强和识别距离远等，因此RFID能十分好的替代现有的条形码技术。特别是当有通信能力的RFID技术和赋予任何物体IP地址的IPv6技术相结合后，充分释放了它们二者的优点，使物联网所倡导的人和人、人和物、物和物的互联称为可能。射频识别技术（RFID）是利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）来实现无接触信息传递并通过所传递的信息来达到自动识别目的的技术。RFID技术的雏形甚至可以追溯到二战时期雷达系统为了区分敌我而使用的敌我飞机识别器（IFF）。20世纪60年代，人类对RFID的研究正式拉开大幕。而随着大规模集成电路、可编程存储器、微处理器以及软件技术和编程语言的发展，RFID技术才开始逐渐推广和部署在民用领域。发达国家如美国、德国等在RFID技术上起步较早也发展较快，因而具有比较成熟和先进的RFID系统。而在中国，RFID技术也已经广泛应用于铁路机车识别、二代身份证、危险品管理等多个领域。相信随着RFID产品种类的不断丰富和价格的逐渐降低，RFID技术将更加大规模的应用到我们的生活中，深刻影响各行各业。我们通常将RFID系统分为3个部分：阅读器、天线和电子标签。在工作时，阅读器通过天线发出电子信号，标签在接收到信息后发射自己内部储存的信息，这些信息再通过天线被阅读器接收，最后再被主机所接收。阅读器和电子标签之间通过耦合元件实现信号的空间耦合，其方式有两种，即变压器模型的电感耦合和雷达模型的电磁反向散射耦合。阅读器是RFID系统中最重要的组成部分，它的作用是通过天线主动向标签询问标识信息，因而在使用中经常把它和天线集成于一个设备。天线的作用是在阅读器和标签间传递射频信号，由于RFID系统的工作频率范围很广，主要的工作频率有125kHz、、433MHz、等，所以天线与标签间的匹配问题就十分重要标签是由芯片、微型天线和耦合元件组成的，它附在物体上，用来标识目标对象。当标签接收到阅读器发出的射频信号，利用感应电流的能量发出储存在芯片内的电子编码或主动发出信号。标签利用三种方式进行数据存储：电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、铁电随机存取存储器（FRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）。一般主要采用的方式是EEPROM。而根据是否内置电源又可将标签分为三类：被动式标签、主动式标签和半主动式标签。传感器扩展了人感知周围环境的能力，是现代生活中人类获取信息的重要手段。最早的传感器早在1861年就已经出现。随着科技的进步，现代传感器走上了微型化、智能化和网络化的发展路线，其典型代表就是无线传感器节点。无线传感器节点与传统传感器最大的不同，就是它不仅包括传感器部件还集成了微处理器和无线通信芯片，因此无线传感节点不但能从外界获取信息还能对信息进行分析和传输。无线传感网是由大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多跳无线网络。它主要用于长期、实时、大规模、自动化的环境监测。随着节点软硬件技术的发展使节点的价格更加低廉，所以节点的部署也可以更加广泛，计算能力也可以更强更智能。一方面，传感器将朝着低价格、微体积的方向发展；另一方面，传感器将和智能手机、医疗设备等结合，朝着智能化、人性化的方向发展。而物联网的兴起也带给传感网新的发展契机。物联网将扩展传感网的应用模式，实现更透彻的感知、更深入的智能，实现“物物相联第三章基于物联网的牛奶质量安全溯源系统研究溯源系统概述溯源，追本溯源，探寻事物的根本、源头；溯源系统就是利用电子标签的系统。溯源系统可以实现所有批次产品从原料到成品、从成品到原料100%的双向追溯功能。这个系统最大的特色功能就是数据的安全性，每个人工输入的环节均被软件实时备份。该系统建立后，一旦发生相关事故，监管人员就能够通过该系统判断企业是否存在过失行为，企业内部也可借助该系统查找是哪个环节、哪个步骤出现了问题、责任人是谁，避免了由于资料不全、责任不明等给事故处理带来的困难，使问题得到更快解决。而且，消费者可以通过溯源系统，查询自己所购买的商品的相关信息，从而能够有效预防食品安全问题。牛奶溯源系统原理我们对牛奶最关心的是保鲜性、变质性、及时性，这些问题出现时，我们需要对牛奶类农产品每一个环节：生产环节、采购环节、加工环节、仓储环节、运输环节以及销售环节等涉及到的各类农产品信息进行跟踪追溯，从而达到产品信息追踪的目的。这就是牛奶跟踪追溯系统。牛奶溯源系统记录了每个溯源环节的信息，是实现牛奶全程质量控制的必要工具，是消费者对牛奶产品质量享有知情权的重要窗口。牛奶溯源系统目的是为了给出牛奶出现问题时的解决方法，一旦发现有问题的牛奶，就可以通过牛奶溯源系统查询出是在哪个环节出现的问题，从而在根源上解决问题，并能够及时回收市场上未出售的牛奶，把危害和损失降到最低。牛奶溯源系统的溯源流程如图3．1所示。图牛奶溯源系统的溯源流程具体的实施流程是，将按照一定的编码规则（通常采用国际统一认定标识系统技术）采集到的牛奶信息，存放于各种形式的电子标签中，然后通过感知技术识别标签中的信息并传输到数据库中，对牛奶流通环节进行跟踪与溯源，从而达到对牛奶溯源的目的，实现对牛奶质量的全程监控。牛奶安全全程质量控制跟踪系统主要包括条形码打印机、信息输入系统和识别系统。条形码中包含了生产厂家、牛奶名称、生产时间、工序号等信息。一旦出现质量或安全问题，可溯源到生产厂家和生产时间，在最短时间内得到控制。牛奶溯源系统的结构结合常见的产品跟踪追溯系统的物联网技术应用模型和相关的无线通讯技术以及我国农产品的产销特点，下面我们将利用这些技术在跟踪追溯领域内的各自的优势整合起来进行农产品跟踪追溯的物联网模型的体系结构设计。系统的完整体系结构如图所示。图溯源系统结构图牛奶跟踪追溯系统的物联网网络架构由感知层、网络层、应用层组成，各层次通过相互协同与配合，协同完成真正意义上的“物物相连”，并提供牛奶类农产品的跟踪追溯服务。（1）感知层：牛奶溯源系统的感知层主要实现智能感知和交互功能，包括信息采集，捕获、物体识别和定位等。这里的信息采集涉及到溯源链的各个环节，从奶牛生长环节中奶牛身体健康状况参数的采集，到加工环节和仓储环节中车间环境温湿度的记录，再到运输环节货物位置的定位以及销售环节货物的标识等。感知层的关键技术包括传感器、控制器、RFID标签和读写器，二维码标签、GPS、等多项技术。（2）网络层：也称网络传输层，主要实现信息的接入、传输和通信，其作用类似与人的大脑，负责处理和传递底层捕获的感知信息。包括接入层和核心层。网络层可依托公众电信网或互联网等。通过网络层的信息交换与传输，可以使农产品溯源系统实现更大范围的覆盖和信息共享。（3）应用层包括业务逻辑层和数据服务层，主要实现信息的处理与决策，其与跟踪追溯系统各个环节的应用需求相结合，从而实现物联网技术在系统中的智能应用。具体体现为一系列业务支撑平台、管理平台、信息处理平台、智能计算平台、中间件平台等。按照各个模块来讲，其主要负责各环节的业务服务请求。各种数据的数据库，为系统中各项应用提供数据来源第四章牛奶质量安全溯源系统信息平台设计牛奶跟踪追溯系统和大多数农产品跟踪追溯系统一样也包括生产、加工、仓储、运输和销售环节，提高新鲜牛奶跟踪追溯系统效率的关键也就是如何协调每个环节及如何提高每个环节的效率。从牛奶跟踪追溯系统整体可以看到，通过使用RFID技术，能够方便的把整个跟踪追溯系统中各个环节的信息读入系统数据库，各个环节也可以方便地从系统中读取数据。消费者和监管部门仍可以通过通讯网络和终端进行查询和追溯。RFID技术在系统中的应用生产环节：在较具有规模的奶牛养殖基地，由于奶牛养殖基地一般实行的是规模化奶牛养殖，集约化经营，因此其具有使用RFID技术的条件。在应用RFID标签时，基地管理人员可为每一头奶牛绑定一个标签，对该奶牛选择开始到养殖，产奶，加工，存储，运输，一直到打包上市的每一个环节的必要信息通过RFID的读写设备，为标签进行录入。对每一头奶牛产的牛奶设定唯一的编码标识。于是在牛奶跟踪追溯系统的第一个环节（生长环节）RFID标签便已经储存牛奶的基本信息。收购环节：当批发商或某大型采购企业进行采购时，可直接通过RFID的读写装置对牛奶信息进行采集。此方法不但提高了采购环节的速度，减少了差错，而且为整个的牛奶类农产品跟踪追溯系统提供了生长环节的完整数据。加工环节：由于RFID电子标签具有方便信息读取和存储的优点。牛奶加工企业可以根据自身需要和监管部门的规定存储加工环节的必要信息。这一环节的信息数据包括：企业的名称，加工日期，加工过程中所使用的包装材质，深加工环节所用到的添加剂以及重量等。一旦加工企业将此环节信息录入到电子标签以后，批发市场的零售商通过数据融合查询牛奶类产品信息。仓储环节：牛奶类农产品作为一种对保鲜要求较高的时令产品，对仓库的储存环境较高，如果仓储环境达不到要求，应该尽量减少仓库存放时间。仓储环节用到的RFID设备包括手持式设备和固定式RFID设备，对于多电子标签与读写器交互时发生的标签信号碰撞干扰的问题，将在下一节将作深入研究。库存环节：入库前的牛奶类农产品通过对其绑定电子标进行标签的数据读取，货品的包装规格、包装重量等将自动录入计算机，同时，将根据库容、货品保鲜期、存储环境等情况，指定入库区位、货架、货位等。仓储盘点时，读写设备读取包装上的标签统计数量。清点完毕后仓储人员确认清点的数量并将数据实时上传至后台数据库。一旦发现清点后的数据与原记录数据有出入，系统将自动生成清单出入表并提交管理部门或提示重新复查。由于引入RFID技术农产品出库时也无须过多的人工参与就可以对库存数据自动更改。运输环节：RFID技术在运输环节的应用主要体现为物流跟踪。把RFID技术GPS全球定位系统结合起来，能够为物流企业提供实时跟踪查询服务，另一方面对于客户而言可以通过互联网登录农产品电子商务平台了解订单实时位置，是否被掉包等情况。运输监管单位在道口检查时无须拆开货品包装，通过阅读器读取包装上的电子标签便能够了解货物信息，大大提高了货品在运输过程中的通关速度。销售环节：提供客户或者消费者牛奶类农产品信息查询服务，零售商通过阅读器读取农产品包装上的电子标签，并将读取的详细信息印制在二维码等新兴技术标识上，消费者通过扫描二维码便可以了解到产品详细信息。RFID频段的选取RFID工作频段如何选取在其应用中具有重要的价值。电子标签成本低。应用中常常采用扩大标签天线尺寸的方法来弥补传播距离短的不足低频段可采用1至2个天线，以实现无线作用范围内圈区域覆盖。此读写器和电子标签的工作距离还和无线电发射功率有关。针对牛奶类农产品水分含量高的特点，货品运输运输量大的特点，提出了选用抗干扰强，通信距离远的频段特点，结合低频和高频的特点，通过折衷的办法选取较合适的频段。对于牛奶类跟踪追溯系统，综合考虑距离特性和抗干扰能力等特性。仓储环节中固定式阅读器建议采取的频段在〜之间。运输环节道口通关检查时框架式RFID阅读器建议采取的频段在860~960MHz。销售环节中零售超市等消费场所手持式阅读器建议频段在125〜134KHz之间。牛奶溯源系统实体环节的设计牛奶追溯系统的实体环节是信息的源头，直接关系到牛奶食品的质量安全。因此，实体环节的系统设计是非常重要的。本设计对实体环节进行了初步的分析和设计，以找出采用什么技术和工具来建立可溯源系统，才能让实体环节中的追溯信息更加有效的传输到中心数据库集群中。溯源环节主要包括养殖基地、加工、配送中心、协调中心和零售点。奶厂的管理）奶场的每头奶牛胃部被植入胃瘤式RFID标，即被封装在陶瓷等耐酸容器内的RFID电子标鉴，并且在奶场的挤奶厅周围安装多个阅读器。2）每次奶牛进入挤奶厅，阅读器根据RFID标签识别每头奶牛，每头奶牛的牛奶产量将会被记录并通过后台的管理信息系统自动分析奶牛的奶量变化，进而得卅每头奶牛的产奶性能、泌乳曲线、健康状况等。3）通过RFID系统和自动投料系统的结合，记录和分析每头奶牛的乳蛋自、乳脂肪和体细胞数据，为精准饲养提供依据。牛奶生产环节1）首先在原奶罐上贴上RFID电子标签，并对电子标签进行初始化，正确识读后装车（低温储藏）。通过该RFID电子标签ID可查询到奶罐中牛奶的来源和产奶时间。2）将原奶的质量检验信息记录到电子标上，并将电子标签上的信息传到后台管理信息系统中。3）将原奶生产成牛奶。在生产开始,向前储罐中放置感应器记录奶罐中原奶的容量，传到后台管理信息系统，由此标记生产开始时时间。4）在同批次的牛奶上贴RFID电子标签，并将这批次的牛奶进行保温试验，将检验的结果写入到标签上，并传到信息系统中，注意（在小包装上打印一维条形码，记录牛奶的生产时时间和产奶地。人包装箱上.安装电子标签，记录同批次奶的全而信息）5）入库，对这一批次的牛奶进行保温检测，将检验的结果写入到标签上，井传到信息系统中，出厂。牛奶的运输环节系统由CPS定位系统、/r