CN108492116A - 一种基于物联网的食品质量安全追踪管理系统 - Google Patents

一种基于物联网的食品质量安全追踪管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的食品质量安全追踪管理系统，包括牲畜肉类溯源模块和农产品溯源模块，牲畜肉类溯源模块包括牲畜产品溯源码生成模块、牲畜养殖模块、牲畜屠宰检疫模块、牲畜养殖冷链运输模块、牲畜养殖分解销售模块及牲畜养殖终端查询模块；农产品溯源模块包括农产品溯源码生成模块、农产品生产模块、农产品加工模块、农产品冷链运输模块、农产品分拣销售模块及农产品终端查询模块。本发明通过对种植养殖基地、屠宰场、批发市场、农贸市场、超市、专卖店、配送中心等各个流通节点的交易记录信息进行数据采集，从而实现来源可追溯、去向可查证、责任可追究、市场可管控的目的，从而保障市民食品安全、提升政府食品流通安全管理水平。

Description

一种基于物联网的食品质量安全追踪管理系统
技术领域
本发明涉及食品质量领域，具体涉及一种基于物联网的食品质量安全追踪管理系统
背景技术
近年来，国内外各种重大畜禽产品安全事件频繁发生。疯牛病、口蹄疫、猪流感、禽流等各种食品安全事故和隐患呈迅速扩展和蔓延之势。食品安全控制机制要求对食品生产、流通过程中各关键环节的信息加以有效管理，来实现食品安全预警和追溯。国家相关文件也指出：“近年来，食品安全是社会安全中危害最大，波及范围最广的安全问题之一。鉴于此，本发明针对食品在生产管理和质量追溯等方面存在的不足，利用物联网技术研究食品生产、加工、流通和消费等全过程进行监管，实现食品“从生产到餐桌”的全程透明化。即消费者可通过无线传感器网络，RFID、二维码技术对肉产品进行追溯，当产品发生安全性等事故时，通过追溯信息系统可迅速回溯过程及查明原因所在，防止产品事故的再发生。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种基于物联网的食品质量安全追踪管理系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于物联网的食品质量安全追踪管理系统，包括牲畜肉类溯源模块和农产品溯源模块，所述牲畜肉类溯源模块
包括牲畜产品溯源码生成模块、牲畜养殖模块、牲畜屠宰检疫模块、牲畜养殖冷链运输模块、牲畜养殖分解销售模块及牲畜养殖终端查询模块，
所述牲畜产品溯源码生成模块用于负责登记牲畜的相关信息(如：品种、畜主、养殖场等)并为其制作含有其唯一ID的二维码和超高频RFID耳标，并为牲畜产品经营户发放标注其身份信息的IC卡；同时，根据中心服务器维护管理中心管理平台的数据库，提供WEB查询功能，方便政府有关部门对牲畜产品质量的信息的监督和管理；
所述牲畜养殖模块采用沙盘、猪模型、草坪等相关硬件模拟牲畜养殖的环境，并配置相关的传感器，继电器等，通过相关电路连接铺设在草坪上的电灯、电扇、加湿器、警报灯等控制终端，在环境监控平台上通过对观察无线传感器采集的各种数据可对相关终端的控制，也可以进行远程生产管理从而实现智能化养殖生产的目的；同时，畜牧兽医可用PDA来采集辖区内的生猪防疫和检疫信息，并且无线网络摄像头将抓拍这一图片，并通过无线路由器将相关的信息上传到中心服务器的数据库中，作为食品追溯的源头信息；通过大屏幕实施监测养殖现场环境，包括传感器信息及执行器件状态；
所述牲畜屠宰检疫模块用于模拟企业中肉类的加工制作的过程，结合计算机、Zigbee、串口服务器、超高频RFID标签、超高频RFID识读器等相关硬件将生猪的二维码耳标与RFID耳标以及RFID电子标签进行相关联，最终将相关信息记录到加工后的肉类上，同时利用轨道秤及相应的显示器、条码打印机等硬件将肉类的重量信息也记录下来，并且无线网络摄像头将在进厂时抓拍厂方利用二维码识读头来采集牲畜的防疫信息，以及出厂时肉品经营户凭标识其身份的IC卡进货的相关图片，通过无线路由器将相关的信息上传到中心服务器的数据库中；
所述牲畜养殖冷链运输环节模块，用于通过网关和温湿度传感器实时监控不同冷冻物流车内容器(冷库、车厢、冰箱、保温箱)的温度，具有物流信息查询、报警设置、历史温度查询的功能，可以通过PC和安卓平板实现监控查询；以便控制运输过程中车厢里的温度，保证肉品在运输途中的安全，通过该环节可以实现对整个冷链过程实时监测，达到降低经济损失，最终实现可管、可控、放心的冷链供应链。
所述牲畜养殖分解销售模块采用喷绘背景展架渲染，真实货架设计，并增加购物车、溯源电子秤，条码扫描器模拟超市销售的场景；销售时利用IC卡启动智能溯源电子台秤，交易时智能溯源电子台秤将自动将相关数据上传到中心服务器的数据库中；
所述牲畜养殖终端查询模块采用市场上安装相应的溯源码查询终机，以方便消费者扫描肉品质量安全信息追溯码，即可查询出所购肉品的来源信息，最终保障肉类产品的质量安全；
所述农产品溯源模块包括农产品溯源码生成模块、农产品生产模块、农产品加工模块、农产品冷链运输模块、农产品分拣销售模块及农产品终端查询模块。
所述农产品溯源码生成模块，用于负责登记农产品的相关信息(如：品种、产地等)并为其制作含有其唯一ID的二维码和超高频RFID标签，并为农产品经营户发放标注其身份信息的IC卡；同时，利用中心服务器维护管理中心管理平台的数据库，提供WEB查询功能，方便政府有关部门对农产品质量的信息的监督和管理；
农产品生产模块采用农业沙盘的形式，模拟农产品规模化生产的真实环境；在生产过程中为每一个区域或一个品种设定一个标签，对该区域或该品种农产品从种植到打包上市的整个过程中的必要信息通过读入或输入设备进行及时初始信息的录入，如农产品的品种、种植户，所喷施农药的名称；并根据农产品编码标准，对每一类农产品设置一个编号作为其身份的唯一标识。这样在该品种农产品完成供应链的第一个环节时，该电子标签(或射频卡)已经存储了其所有基本信息；同时在农业沙盘上铺设相关的传感器，继电器等，并且通过相关电路连接铺设在草坪上的电灯、电扇、警报灯等控制终端，然后根据架设的环境监控平台收集无线传感器采集的各种数据信息，根据采集的数据信息对相关终端进行控制，从而实现农产品远程智能化生产管理的目的；同时，农产品种植户可通过喷淋灌溉来进行农药施肥，并且无线网络摄像头将抓拍这一图片，并通过无线路由器将相关的信息上传到中心服务器的数据库中，作为食品追溯的源头信息；通过大屏幕实施监测农产品种植环境，包括传感器信息及执行器件状态；
农产品加工模块，用于模拟企业中农产品规模化的加工过程，在规模化的农产品加工过程中结合计算机、Zigbee、串口服务器、超高频RFID标签、超高频RFID识读器等相关硬件将记录农产品的二维码信息与RFID电子标签进行相关联，实现将相关信息记录到加工后的农产品上，同时利用称重秤及相应的显示器、条码打印机等硬件将农产品的重量信息也记录下来，并且通过无线网络摄像头将在进厂时抓拍，厂房利用超高频RFID读取农产品的一些农药使用信息，以及批发时农产品经营户凭标识其身份的IC卡进货的相关图片，通过无线路由器将这些相关的信息上传到中心服务器的数据库中；
所述农产品冷链运输模块，用于在农产品冷冻物流运输的过程中，控制运输车车厢里的温度，保证农产品在运输途中的安全，通过该模块可以实现对整个冷链过程实时监测，达到降低经济损失，最终实现可管、可控、放心的冷链供应链；
所述农产品分解销售模块采用喷绘背景展架渲染成超市货架，并增加购物车、溯源电子秤、条码扫描器等模拟超市销售的真实场景，销售时利用IC卡启动智能溯源电子台秤，交易时智能溯源电子台秤自动将相关数据和图像信息通过交换机上传到中心服务器的数据库中；
所述农产品终端查询模块采用市场上安装相应的溯源码查询终机及农药残留检测设备，以方便消费者在购买完农产品后，可进行相应的农产品质量安全信息查询，如农产品的农药残留量及农产品的产地等，最终保障农产品质量安全。
本发明是以食品质量安全追踪体系中最具代表性的中心发卡环节、食品批发环节、食品零售环节和城市管理平台为范本进行浓缩设计，采用识读和感知技术，通过互联网、软件平台、硬件设备(电子称、IC卡、识读器等)等先进手段对肉菜种植养殖、运输、检疫、交易(批发、零售)等整个流通环节进行记录、追溯、统计分析等的大型管理系统。
学生通过本实训平台，可以进行体验性实训、操作性实训和设计性实训等。学生通过体验性实训的学习，掌握食品安全信息追溯和物联网技术概念性知识，了解各种典型的物联网业务模型。在掌握了食品安全信息追溯业务和物联网技术的基础后，学生通过操作性实训的学习，了解和掌握物联网各种设备管理维护和软件开发技能，具备基本的物联网应用模型分析、管理和开发能力。重点培养学生运用所学的物联网知识和技术，通过技术实践，让学生在物联网设计过程中找到学习的乐趣。
附图说明
图1为本发明实施例基于物联网的食品质量安全追踪管理系统的流程图。
图2为本发明实施例基于物联网的食品质量安全追踪管理系统的网络拓扑图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种基于物联网的食品质量安全追踪管理系统，该互动平台对农业养殖、生产、运输、销售整个过程的跟踪与记录业务流程见图1，如图2所示，具体包括牲畜肉类溯源模块和农产品溯源模块，所述牲畜肉类溯源模块
包括牲畜产品溯源码生成模块、牲畜养殖模块、牲畜屠宰检疫模块、牲畜养殖冷链运输模块、牲畜养殖分解销售模块及牲畜养殖终端查询模块，
所述牲畜产品溯源码生成模块用于负责登记牲畜的相关信息(如：品种、畜主、养殖场等)并为其制作含有其唯一ID的二维码和超高频RFID耳标，并为牲畜产品经营户发放标注其身份信息的IC卡；同时，根据中心服务器维护管理中心管理平台的数据库，提供WEB查询功能，方便政府有关部门对牲畜产品质量的信息的监督和管理；
所述牲畜养殖模块采用沙盘、猪模型、草坪等相关硬件模拟牲畜养殖的环境，并配置相关的传感器，继电器等，通过相关电路连接铺设在草坪上的电灯、电扇、加湿器、警报灯等控制终端，在环境监控平台上通过对观察无线传感器采集的各种数据可对相关终端的控制，也可以进行远程生产管理从而实现智能化养殖生产的目的；同时，畜牧兽医可用PDA来采集辖区内的生猪防疫和检疫信息，并且无线网络摄像头将抓拍这一图片，并通过无线路由器将相关的信息上传到中心服务器的数据库中，作为食品追溯的源头信息；通过大屏幕实施监测养殖现场环境，包括传感器信息及执行器件状态；
所述牲畜屠宰检疫模块用于模拟企业中肉类的加工制作的过程，结合计算机、Zigbee、串口服务器、超高频RFID标签、超高频RFID识读器等相关硬件将生猪的二维码耳标与RFID耳标以及RFID电子标签进行相关联，最终将相关信息记录到加工后的肉类上，同时利用轨道秤及相应的显示器、条码打印机等硬件将肉类的重量信息也记录下来，并且无线网络摄像头将在进厂时抓拍厂方利用二维码识读头来采集牲畜的防疫信息，以及出厂时肉品经营户凭标识其身份的IC卡进货的相关图片，通过无线路由器将相关的信息上传到中心服务器的数据库中；
所述牲畜养殖冷链运输环节模块，用于通过网关和温湿度传感器实时监控不同冷冻物流车内容器(冷库、车厢、冰箱、保温箱)的温度，具有物流信息查询、报警设置、历史温度查询的功能，可以通过PC和安卓平板实现监控查询；以便控制运输过程中车厢里的温度，保证肉品在运输途中的安全，通过该环节可以实现对整个冷链过程实时监测，达到降低经济损失，最终实现可管、可控、放心的冷链供应链。
所述牲畜养殖分解销售模块采用喷绘背景展架渲染，真实货架设计，并增加购物车、溯源电子秤，条码扫描器模拟超市销售的场景；销售时利用IC卡启动智能溯源电子台秤，交易时智能溯源电子台秤将自动将相关数据上传到中心服务器的数据库中；
所述牲畜养殖终端查询模块采用市场上安装相应的溯源码查询终机，以方便消费者扫描肉品质量安全信息追溯码，即可查询出所购肉品的来源信息，最终保障肉类产品的质量安全；
所述农产品溯源模块包括农产品溯源码生成模块、农产品生产模块、农产品加工模块、农产品冷链运输模块、农产品分拣销售模块及农产品终端查询模块。
所述农产品溯源码生成模块，用于负责登记农产品的相关信息(如：品种、产地等)并为其制作含有其唯一ID的二维码和超高频RFID标签，并为农产品经营户发放标注其身份信息的IC卡；同时，利用中心服务器维护管理中心管理平台的数据库，提供WEB查询功能，方便政府有关部门对农产品质量的信息的监督和管理；
农产品生产模块采用农业沙盘的形式，模拟农产品规模化生产的真实环境；在生产过程中为每一个区域或一个品种设定一个标签，对该区域或该品种农产品从种植到打包上市的整个过程中的必要信息通过读入或输入设备进行及时初始信息的录入，如农产品的品种、种植户，所喷施农药的名称；并根据农产品编码标准，对每一类农产品设置一个编号作为其身份的唯一标识。这样在该品种农产品完成供应链的第一个环节时，该电子标签(或射频卡)已经存储了其所有基本信息；同时在农业沙盘上铺设相关的传感器，继电器等，并且通过相关电路连接铺设在草坪上的电灯、电扇、警报灯等控制终端，然后根据架设的环境监控平台收集无线传感器采集的各种数据信息，根据采集的数据信息对相关终端进行控制，从而实现农产品远程智能化生产管理的目的；同时，农产品种植户可通过喷淋灌溉来进行农药施肥，并且无线网络摄像头将抓拍这一图片，并通过无线路由器将相关的信息上传到中心服务器的数据库中，作为食品追溯的源头信息；通过大屏幕实施监测农产品种植环境，包括传感器信息及执行器件状态；
农产品加工模块，用于模拟企业中农产品规模化的加工过程，在规模化的农产品加工过程中结合计算机、Zigbee、串口服务器、超高频RFID标签、超高频RFID识读器等相关硬件将记录农产品的二维码信息与RFID电子标签进行相关联，实现将相关信息记录到加工后的农产品上，同时利用称重秤及相应的显示器、条码打印机等硬件将农产品的重量信息也记录下来，并且通过无线网络摄像头将在进厂时抓拍，厂房利用超高频RFID读取农产品的一些农药使用信息，以及批发时农产品经营户凭标识其身份的IC卡进货的相关图片，通过无线路由器将这些相关的信息上传到中心服务器的数据库中；
所述农产品冷链运输模块，用于在农产品冷冻物流运输的过程中，控制运输车车厢里的温度，保证农产品在运输途中的安全，通过该模块可以实现对整个冷链过程实时监测，达到降低经济损失，最终实现可管、可控、放心的冷链供应链；
所述农产品分解销售模块采用喷绘背景展架渲染成超市货架，并增加购物车、溯源电子秤、条码扫描器等模拟超市销售的真实场景，销售时利用IC卡启动智能溯源电子台秤，交易时智能溯源电子台秤自动将相关数据和图像信息通过交换机上传到中心服务器的数据库中；
所述农产品终端查询模块采用市场上安装相应的溯源码查询终机及农药残留检测设备，以方便消费者在购买完农产品后，可进行相应的农产品质量安全信息查询，如农产品的农药残留量及农产品的产地等，最终保障农产品质量安全。
本具体实施各部件的具体参数如下表所示：
本具体实施通过对种植养殖基地、屠宰场、批发市场、农贸市场、超市、专卖店、配送中心、团体采购单位等各个流通节点的交易记录信息进行数据采集，从而实现来源可追溯、去向可查证、责任可追究、市场可管控的目的，从而保障市民食品安全、提升政府食品流通安全管理水平。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于物联网的食品质量安全追踪管理系统，其特征在于，包括牲畜肉类溯源模块和农产品溯源模块，所述牲畜肉类溯源模块包括牲畜产品溯源码生成模块、牲畜养殖模块、牲畜屠宰检疫模块、牲畜养殖冷链运输模块、牲畜养殖分解销售模块及牲畜养殖终端查询模块，
所述牲畜产品溯源码生成模块用于负责登记牲畜的相关信息并为其制作含有其唯一ID的二维码和超高频RFID耳标，并为牲畜产品经营户发放标注其身份信息的IC卡；同时，根据中心服务器维护管理中心管理平台的数据库，提供WEB查询功能，方便政府有关部门对牲畜产品质量的信息的监督和管理；
所述牲畜养殖模块采用沙盘、猪模型、草坪模拟牲畜养殖的环境，并配置相关的传感器和继电器，在环境监控平台上可通过对观察传感器采集的各种数据可对相关终端进行控制，也可以进行远程生产管理从而实现智能化养殖生产的目的；同时，畜牧兽医可用PDA来采集辖区内的生猪防疫和检疫信息，并且无线网络摄像头将抓拍这一图片，并通过无线路由器将相关的信息上传到中心服务器的数据库中，作为食品追溯的源头信息；通过大屏幕实施监测养殖现场环境，包括传感器信息及执行器件状态；
所述牲畜屠宰检疫模块用于模拟企业中肉类的加工制作的过程，结合计算机、Zigbee、串口服务器、超高频RFID标签、超高频RFID识读器将生猪的二维码耳标与RFID耳标以及RFID电子标签进行相关联，最终将相关信息记录到加工后的肉类上，同时利用轨道秤及相应的显示器、条码打印机将肉类的重量信息也记录下来，并且无线网络摄像头将在进厂时抓拍厂方利用二维码识读头来采集牲畜的防疫信息，以及出厂时肉品经营户凭标识其身份的IC卡进货的相关图片，通过无线路由器将相关的信息上传到中心服务器的数据库中；
所述牲畜养殖冷链运输环节模块，用于通过网关和温湿度传感器实时监控不同冷冻物流车内容器的温度，具有物流信息查询、报警设置、历史温度查询的功能，可以通过PC和安卓平板实现监控查询；
所述牲畜养殖分解销售模块采用喷绘背景展架渲染，真实货架设计，并增加购物车、溯源电子秤，条码扫描器模拟超市销售的场景；销售时利用IC卡启动智能溯源电子台秤，交易时智能溯源电子台秤将自动将相关数据上传到中心服务器的数据库中；
所述牲畜养殖终端查询模块采用市场上安装相应的溯源码查询终机，以方便消费者扫描肉品质量安全信息追溯码，即可查询出所购肉品的来源信息，最终保障肉类产品的质量安全；
所述农产品溯源模块包括农产品溯源码生成模块、农产品生产模块、农产品加工模块、农产品冷链运输模块、农产品分拣销售模块及农产品终端查询模块；
所述农产品溯源码生成模块，用于负责登记农产品的相关信息并为其制作含有其唯一ID的二维码和超高频RFID标签，并为农产品经营户发放标注其身份信息的IC卡；同时，利用中心服务器维护管理中心管理平台的数据库，提供WEB查询功能，方便政府有关部门对农产品质量的信息的监督和管理；
农产品生产模块采用农业沙盘的形式，模拟农产品规模化生产的真实环境；在生产过程中为每一个区域或一个品种设定一个标签，对该区域或该品种农产品从种植到打包上市的整个过程中的必要信息通过读入或输入设备进行及时初始信息的录入；并根据农产品编码标准，对每一类农产品设置一个编号作为其身份的唯一标识。这样在该品种农产品完成供应链的第一个环节时，该电子标签已经存储了其所有基本信息；同时在农业沙盘上铺设相关的传感器，继电器，并且通过相关电路连接铺设在草坪上的电灯、电扇、警报灯，然后根据架设的环境监控平台收集无线传感器采集的各种数据信息，根据采集的数据信息对相关终端进行控制，从而实现农产品远程智能化生产管理的目的；同时，农产品种植户可通过喷淋灌溉来进行农药施肥，并且无线网络摄像头将抓拍这一图片，并通过无线路由器将相关的信息上传到中心服务器的数据库中，作为食品追溯的源头信息；通过大屏幕实施监测农产品种植环境，包括传感器信息及执行器件状态；
农产品加工模块，用于模拟企业中农产品规模化的加工过程，在规模化的农产品加工过程中结合计算机、Zigbee、串口服务器、超高频RFID标签、超高频RFID识读器将记录农产品的二维码信息与RFID电子标签进行相关联，实现将相关信息记录到加工后的农产品上，同时利用称重秤及相应的显示器、条码打印机将农产品的重量信息也记录下来，并且通过无线网络摄像头将在进厂时抓拍，厂房利用超高频RFID读取农产品的一些农药使用信息，以及批发时农产品经营户凭标识其身份的IC卡进货的相关图片，通过无线路由器将这些相关的信息上传到中心服务器的数据库中；
所述农产品冷链运输模块，用于在农产品冷冻物流运输的过程中，控制运输车车厢里的温度，保证农产品在运输途中的安全，通过该模块可以实现对整个冷链过程实时监测，达到降低经济损失，最终实现可管、可控、放心的冷链供应链；
所述农产品分解销售模块采用喷绘背景展架渲染成超市货架，并增加购物车、溯源电子秤、条码扫描器模拟超市销售的真实场景，销售时利用IC卡启动智能溯源电子台秤，交易时智能溯源电子台秤自动将相关数据和图像信息通过交换机上传到中心服务器的数据库中；
所述农产品终端查询模块采用市场上安装相应的溯源码查询终机及农药残留检测设备，以方便消费者在购买完农产品后，可进行相应的农产品质量安全信息查询。
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