CN111784364A - 一种基于epcis的物联网食品信息服务系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统，涉及物联网电子追溯技术领域，是基于EPCIS的扩展，由3个服务模块组成，数据采集服务模块提供2个采集接口，分别用于数据和文件采集。数据查询服务模块由查询控制接口和查询回调接口构成；查询控制接口用于响应用户的订阅请求和即时查询请求，查询回调接口会根据用户的订阅条件从核心数据库或数据采集服务获取数据，推送给用户；省级监管平台数据上报服务模块提供监管数据上报接口，根据监管要求上传食品安全相关数据。

Description

一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，尤其是一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统。

背景技术

EPCIS 是一个EPCglobal网络服务，通过该服务，能够使业务合作伙伴通过网络交换EPC相关数据。目前成为国际标准的信息服务只有EPCIS及其核心业务词汇。在兼容性上，作为一个国际标准，EPCIS考虑了对其他编码的支持，而其他信息服务则只被设计用于自有体系的编码系统。部署上，EPCIS 建议企业各自部署，而其他有由运营商提供 集中数据库的，也有在体系内各自搭建信息服务的。

但是通过分析，目前使用 EPCIS 作为食品安全信息服务还存在一些问题：

1.主数据存取访问的问题

EPCIS 并没有包含主数据存储的功能，仅提供了在对象事件中通过 ILMD 来保存少量的与事件相关的主数据的功能。同时在 GS1体系中，主数据需要通过 GDSN 进行注册和查询。而在我国，大多数的食品生 产企业对使用复杂的 GDSN 进行数据交换存在障碍，部分企业甚至都没有申请 GS1 的厂商识别代码。而经营企业（物流企业、零售商）很少有申请GS1 编码 的需要或将企业业务位置信息注册到 GDSN。

2.结构化投料、检验等表单数据存取的问题

EPCIS 将事件数据保存在EPCISEvent 数据结构中，包括发生事件的相关标识、事件发生时间、发生业务 位置标识、事件内容等，但是并不包含食品安全所关注的检验报告、投料等信息。

3.不支持问题食品召回流程的问题

根据国家食品药品监督管理总局令第12 号《食品召回管理办法》，在我国对问题食品召回分为以下几个步骤:

a．确认问题食品

b．食品生产经营者制订召回计划

c．地方食品药品监督管理部门确认召回计划

d．食品生产经营者发布召回通知或公告

e．食品生产经营者进行问题产品的召回过程

f．食品生产经营者对召回产品进行处置

在 EPCIS 中，事件的记录包含两个维度：BIZSTEP 用于描述事件的具体行 为，如：生产、收货、接受、封存、检验等，DISPOSITION 则用于描述 BIZSTEP 行为后，物品的状态，如正常、召回、退回、销毁等状态。EPCIS 并没有对问 题食品召回步骤的 a-d 进行记录。在GS1 的产品召回实施指引手册中，这部分 数据建议通过额外的 EDI 在各参与方中传递。

4．缺少与监管平台的数据交互

根据 2015 年颁布的食品安全法，企业需要建设食品安全追溯体系，保证食 品可追溯，而县级以上地方人民政府对本行政区域的食品安全监督管理工作负责。 各地食药监局都在建立省级平台，要求食品生产经营企业按时上报食品安全相关数据。目前 EPCIS 并不具备这个功能，企业需要在 EPCIS 里存储信息，然后再到上报平台中登记信息，这样存在重复建设的问题。

鉴于此，急需一种技术方案解决上述技术问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统，是基于 EPCIS 的扩展，由3个服务模块组成，数据采集服务模块提供2个采集接口，分别用于数据和文件采集。数据查询服务模块由查询控制接口和查询回调接口构成；查询控制接口用于响应用户的订阅请求和即时查询请求，查询回调接口会根据用户的订阅条件从核心数据库或数据采集服务获取数据，推送给用户；省级监管平台数据上报服务模块提供监管数据上报接口，根据监管要求上传食品安全相关数据。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统，包括数据采集服务模块、数据查询服务模块、省级监管平台数据上报服务模块和核心数据库；所述数据采集服务模块将采集到的数据通过转换成标准数据格式存放在所述核心数据库中；所述数据采集服务模块包括用于采集企业数据的数据采集接口，和用于采集资源文件的文件采集接口；所述数据查询服务模块包括用于响应用户的订阅管理和即时查询请求的查询控制接口，和根据用户的订阅数据查询请求从所述核心数据库或所述数据采集服务模块获取的对应数据的查询回调接口；所述省级监管平台数据上报服务模块通过监管数据上报接口与省级平台上报接口连接，根据监管要求将存储于所述核心数据库中的相关数据上传至省级平台。

优选的，所述企业数据和所述资源文件均以企业为对象，所述所述企业数据包括事件数据和主数据。

优选的，所述主数据由词汇、词汇元素和主数据属性3个层次构成，包括企业主数据、企业证照主数据、业务点主数据、产品主数据、产品批次主数据、传感设备主数据和传感器通道主数据。

优选的，所述事件数据包括对象事件、聚合事件、业务事件和转换事件，所述事件数据通过 EPCISEvent 数据结构存取。

优选的，还包括一个用于存放额外的与事件相关的信息的扩展信息数据结构。

优选的，所述省级监管平台数据上报服务模块将待传数据转换成所述省级平台需要的格式，并自动上报。

优选的，所述自动上报的方式包括每日定时上报或实时上报。

有益效果

本发明所提供的一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统，是基于 EPCIS 的扩展，以企业为对象进行设计和分布式部署，通过采集接口从企业内部管理系统获取各类原始数据，通过转换将标准数据格式存放在信息服务的数据库中。同时 iotIS 与构架中的iotNS，iotDS 配合进行工作，客户端经过解析、目录服务的查询，寻址到对应的 iotIS 访问入口，进而通过查询接口对 iotIS 数据进行检索。本信息服务系统结构简单，数据访问方便，能够更有效的 用于食品安全电子追溯系统的建设。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明所述一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统的结构图；

图2为本发明所述一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统的工作原理图；

图3为本发明所述一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统的以企业为对象的主数据结构原理图;

图4为本发明所述一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统的EPCISEvent 数据结构原理。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

文件词语释义如下： IoT（Internet of Things） 物联网；

iotDS（internet of things Directory Services）物联网目录服务；

iotIS（internet of things Information Services）物联网信息服务；

iotNS（internet of things Name Services）物联网解析服务；

iotTS（internet of things Trust Services）物联网可信服务。

如图1所示，一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统，包括数据采集服务模块、数据查询服务模块、省级监管平台数据上报服务模块和核心数据库；所述数据采集服务模块将采集到的数据通过转换成标准数据格式存放在所述核心数据库中；所述数据采集服务模块包括用于采集企业数据的数据采集接口，和用于采集资源文件的文件采集接口；所述数据查询服务模块包括用于响应用户的订阅管理和即时查询请求的查询控制接口，和根据用户的订阅数据查询请求从所述核心数据库或所述数据采集服务模块获取的对应数据的查询回调接口；所述省级监管平台数据上报服务模块通过监管数据上报接口与省级平台上报接口连接，根据监管要求将存储于所述核心数据库中的相关数据上传至省级平台。

具体的，本物联网食品信息服务系统基于 EPCIS 的扩展，其分布式构架模型如图2所示。iotIS 信息服务是以企业为对象进行设计和分布式部署，通过采集接 口从企业内部管理系统获取各类原始数据，通过转换将标准数据格式存放在信息 服务的数据库中。同时 iotIS 与构架中的 iotNS，iotDS 配合进行工作，客户端经过解析、目录服务的查询，寻址到对应的 iotIS 访问入口，进而通过查询接口对 iotIS 数据进行检索。

系统内部结构如图1所示，由3个服务模块组成。数据采集服务提供2个采集接口，分别用于数据和文件采集。数据查询服务由查询控制接口和查询回调接口构成。查询控制接口用于响应用户的订阅请求和即时查询请求，查询回调 接口会根据用户的订阅条件从核心数据库或数据采集服务获取数据，推送给用户。省级监管平台数据上报服务提供监管数据上报接口，根据监管要求上传食品安全相关数据。

本信息服务系统中主数据存储模型设计

为了适应国内环境的需求，iotIS 需要支持主数据的存储和查询。食品生产经营者可以将产品信息、企业信息、业务位置信息通过数据捕获接口上传到 iotIS， 用户可以使用EPCIS 标准定义的 POLL 接口方法进行查询，整个查询过程完全符合 EPCIS 的标准。

iotIS 中的主数据由词汇（Vocabulary）、词汇元素（Vocabulary Element） 和主数据属性（Master Data Attribute）3 个层次构成，其数据结构的原理如图3所示，其中包括：

(1) Vocabulary：由类型（type）和词汇元素组成。iotIS 定义了 7 种类型 的主数据，用户可以根据实际需要进行扩展。7 种类型主数据的名称和值如下：

a.企业主数据：urn:cfst:vtype:companyInfo

b.企业证照主数据：urn:cfst:vtype:licenceInfo

c.业务点主数据：urn:cfst:vtype:BusinessLocation

d.产品主数据：urn:cfst:vtype:itemBasic

e.产品批次主数据：urn:cfst:vtype:objectCode

f.传感设备主数据：urn:cfst:vtype:sensor

g.传感器通道主数据：urn:cfst:vtype:sensorCh

(2) Vocabulary Element：由标识符（ID）和主数据属性构成。根据类型的 不同，标识符的构成规则也不同。标识符采用统一资源名称（URN）来表示。

(3)Attribute：一组无序的与单个词汇元素相关联的名称/值配对。

结构化检验数据存储模型设计

在iotIS的事件存储结构中，增加一个扩展信息数据结构 iotExtension，用于存放额外的与事件相关的信息，这样检验报告可以保存在数据结构中。具体方 法是：将主表和明细表转成 JSON 字符串，明细表的 JSON 字符串嵌套在主表 的 JSON 字符串中。检验报告的表头则作为标准与上下游企业进行确认，JSON 格式的灵活性可以确保不同格式的检验报告都可以保存在相同的数据结构中。

当查询者读取到该检验事件时，从扩展信息中读iotExtension中的字符串，根据先前约定的表头标准，将数据展开成主表和明细表。数据挖掘软件在查询时，也可以通过相同的方法将数据还原。

iotExtension 数据结构由多项事件元素列表组成，每一个事件元素列表包含内容如下：

extName 扩展信息名称

extContent 扩展信息内容

extID 扩展信息内容类型区分，值为 00001 时，表示 extContent 字段内容是以JSON 格式保存的检 验报告

resLink 扩展信息资源链接

resType 资源链接指向的目标类型

问题食品召回工作原理

根据原国家食品药品监督管理总局令第 12 号《食品召回管理办法》，在我国对问题食品召回分为以下几个步骤：

1.确认问题食品

2.食品生产经营者制订召回计划

3.地方食品药品监督管理部门确认召回计划

4.食品生产经营者发布召回通知或公告

5.食品生产经营者进行问题产品的召回过程

6.食品生产经营者对召回产品进行处置

在完成步骤 4 食品生产经营者发布召回通知或公告后，召回责任人向所属 iotIS 插入召回通知事件，忽略 BIZSTEP 值、DISPOSITION 设定为 recalled， 并将召回计划中的关键信息存入事件的扩展信息中，包括召回的原因、范围、时 间、处理方法等，表示这些涉及的问题食品标识已经进入等待被召回状态。当下 游企业需要对这些产品进行操作时，业务系统/消费者溯源软件会提示扫描者， 当前产品正在被召回，通过扩展信息可以获得召回的详细内容，包括召回的原因、召回的方法，指导下游企业或消费者正确处理被召回的问题食品。

在进行步骤 5 时将记录问题食品的实际召回事件，BIZSTEP 根据实际的情况设定，可能的选择有：

a.holding 描述问题食品被生产经营者封存

b.staging_outbound 描述问题食品准备进行运输

c.storing 描述问题食品正在被仓储

d.receiving 描述问题食品被零售商、经销商、生产商接收

e.shipping 描述问题食品的逆向物流过程

f.inspecting 描述检查问题食品的过程

DISPOSITION 用于描述 BIZSTEP 后问题食品的状态，在召回过程中被设

定为 recalled。查询应用当获得产品的状态为 recalled 时，可以向所有者提供警示信息，类似“该食品已经被召回”，防止相关的问题食品通过非法渠道再一次进入流通。

与监管平台数据交互实现原理与监管平台的数据上报交换功能可以省去企业手工上报的工作，它能提供根据设定的触发条件（定时、数据捕获触发等）将企业保存在iotIS 的数据转换为省级平台需要的格式，并进行自动上报。

iotIS 可配置不同的基于 WEB SERVICE 方式的升级平台上报入口，支持自动上传的数据，包括企业基本信息、原料进厂信息、原料自检明细信息、投入产出信息、出厂检验明细信息、出厂销售信息、产品品种信息、批次、单件产品信息、收货明细信息、不合格产品信息、召回信息等。根据不同省级平台，可配置 模板信息进行数据字段映射，实现数据的自动格式转换。

在 iotIS 中可选择以下两种不同的数据上报方式：

1. 每日定时上报：可设定每天一次或多次固定时刻上报数据;

2. 实时上报：当有新的事件信息保存到 iotIS 时，iotIS 立即向省级平台进行上报。

本信息服务系统中事件数据详细定义模型结构设计

在 iotIS 中一共定义了 4 种食品安全电子追溯的事件类型，具体如下：

(1) 对象事件（Object Event）: 发生在一个或多个物理及数字对象上 的事件。

(2) 聚合事件（Aggregation Event）：发生在一个或多个物理上聚合在 一起（物理上被限制在同一时间同一地点，比如在同一个托盘上的箱子）的 对象上的事件。

(3) 业务事件（Transaction Event）：一个或多个对象与一个或多个经 鉴定的业务交割之间相关联和去关联的事件。

(4) 转换事件（Transformation Event）：输入对象被整体或部分消耗的 同时产出输出对象。

iotIS 通过 EPCISEvent 数据结构存取事件信息，结构如图4所示，这其中包括了：

1.EPCISEvent 基础结构

EPCISEvent基础类型包含的结构说明如下：

字段：eventTime，类型：Time，描述：事件发生的日期和时间。

字段：recordTime，类型：Time，描述：（可选）事件记录时间。事件提交到 iotIS 采集服务时， 忽略该字段，由 iotIS 自动产生。当通过 iotIS 查询服务查 询事件时，应提供该字段。

字段：eventTimeZoneOffset，类型：String，描述：事件发生的时间和地点的有效时区偏移量，表示为 UTC 的偏移量。这个字段应是一个字符串，其以‘+’或‘-’ 开头，然后是两位数字，取值范围为 00 到 14，然后是一 个冒号‘:’， 然后是两位数字，取值范围为00 到 59。如果前两个数字是 14，那么后两个数字必须是 00。

2.EPC 结构

EPC 用于记录一个单件产品追溯码，应使用资源标识符形式。

3.QuantityElement 结构

QuantityElement用于记录一个批次追溯对象的标识符信息，其中的结构组成如下：

字段：epcClass，类型：EPCClass，描述：用于批次产品追溯码，应使用物联网资源标识符形式。

字段：quantity，类型：Decimal，描述：数量字段指示 EPCClass 的数量。

字段：uom，类型：UOM，描述：批次追溯对象的量化单位。当 quantity 字段省略时，uom 字段也应省略。

4.ReadPointID 和 BusinessLocationID 结构

ReadPointID 和 BusinessLocationID 是物联网资源标识符形式的业务点主数据标识符，它们的区别在于 ReadPointID 表示事件发生时刻对象所在的位置，BusinessLocationID 表示在事件发生后，对象的所处位置。

5.BusinessStepID 结构

BusinessStepID 是一个 URN 形式的标识符，它表示对象在业务流程中的步骤BusinessStepID 优先选用 ISO/IEC 19988中规定的词汇。

6.DispositionID 结构

DispositionID 是一个 URN 形式的标识符，它表示对象在发生业务流程时的 状态，该状态会一直延续到有另一个事件让其发生变化。DispositionID 优先选 用 ISO/IEC19988中规定的词汇。

7.Business Transaction 结构

Business Transaction用于记录与事件相关的业务单据信息，它的结构如下：

字段：type，类型：BusinessTransactionTypeID，描述：可选一个标识 符表示BusinessTransaction 表示的是什么类型的业务单据。如果省略则无法为用户提供单据类型 。 BusinessTransactionTypeID 优先选用 ISO/IEC 19988:2015 中规定的词汇。

字段：bizTransaction，类型：BusinessTransactionID，描述：URN 形式的业务单据标识符。

8.Source 和 Destination 类型

Source和Destination用于记录业务过程的起点与终点，它的结构如表：

字段：type，类型：SourceDestTypeID，描述：用于表示起点与终点类型的标识符，具体如下： owning_party：对象所有者； possessing_party：对象持有者；location：对象所在位置。

字段：Source/destination，类型：SourceDestID，描述：用于描述起点与终点的标识符，使用 URN 形式。

9.ILMD 结构

ILMD可用于记录，因事件而产生的产品批次主数据的补充属性，它由一组 或多组属性组成，如下：

字段：id，类型：String，描述：属性名称/标识符

字段：value，类型：String，描述：属性内容

10.EvtElementList 结构

EvtElementList用于存放与食品安全相关的附加事件信息，其结构如下：字段：类型：描述：

字段：extName，类型：String，描述：附加信息名称

字段：extContent，类型：String，描述：附加信息内容

字段：extID，类型：String，描述：（可选）附加信息内容格式标识符，iotIS 已经 定义的有：00001—extContent 是 JSON 格式保 存的投料产出明细信息；00002—extContent是 JSON 格式保存的出厂检验明细信息；00003—extContent 是以 JSON 格式保存的原料自检 明细信息。

字段：resLink，类型：String，描述：资源链接，存放与内容相关的 URL

字段：resType，类型：String，描述：resLink 资源链接所指向的目标类型，iotIS 已经定义的有：0000—无内容；0001—图片；0002—视频；0003—网站；0004—地图。

本信息服务系统与 EPCIS 的功能对比分析如下：

异构编码支持：iotIS（支持），EPCIS（支持）；

主数据存取：iotIS（支持），EPCIS（需 GDSN支持）；

结构化检验数据存取：iotIS（支持），EPCIS（不支持）；

问题食品召回信息管理：iotIS（支持），EPCIS（仅支持逆向物流）；

与监管平台数据交互：iotIS（支持），EPCIS（不支持）；

通过如上对比可以看到：在异构编码支持方面，本实施例提出的 iotIS 与所比较的EPCIS 都支持。在主数据的存取功能上 iotIS 提供了独立的功能，相比之下 EPCIS 则需要依靠 GDSN 来完成。在结构化检验数据存取和与监管平台数据交互上， iotIS 能够代替EPCIS 的不足。在问题食品召回上，iotIS 能够进行完整的信息管理，而 EPCIS仅支持与召回业务有关的逆向物流部分。

综合分析得出，iotIS 在加入了满足食品安全监管的要素后，能够更有效的 用于食品安全电子追溯系统的建设。

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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统，其特征在于：包括数据采集服务模块、数据查询服务模块、省级监管平台数据上报服务模块和核心数据库；所述数据采集服务模块将采集到的数据通过转换成标准数据格式存放在所述核心数据库中；所述数据采集服务模块包括用于采集企业数据的数据采集接口，和用于采集资源文件的文件采集接口；所述数据查询服务模块包括用于响应用户的订阅管理和即时查询请求的查询控制接口，和根据用户的订阅数据查询请求从所述核心数据库或所述数据采集服务模块获取的对应数据的查询回调接口；所述省级监管平台数据上报服务模块通过监管数据上报接口与省级平台上报接口连接，根据监管要求将存储于所述核心数据库中的相关数据上传至省级平台。

2.根据权利要求1所述一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统，其特征在于：所述企业数据和所述资源文件均以企业为对象，所述所述企业数据包括事件数据和主数据。

3.根据权利要求2所述一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统，其特征在于：所述主数据由词汇、词汇元素和主数据属性3个层次构成，包括企业主数据、企业证照主数据、业务点主数据、产品主数据、产品批次主数据、传感设备主数据和传感器通道主数据。

4.根据权利要求1所述一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统，其特征在于：所述事件数据包括对象事件、聚合事件、业务事件和转换事件，所述事件数据通过 EPCISEvent数据结构存取。

5.根据权利要求1所述一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统的通信方法，其特征在于：还包括一个用于存放额外的与事件相关的信息的扩展信息数据结构。

6.根据权利要求1所述一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统的通信方法，其特征在于：所述省级监管平台数据上报服务模块将待传数据转换成所述省级平台需要的格式，并自动上报。

7.根据权利要求6所述一种基于EPCIS的物联网食品信息服务系统的通信方法，其特征在于：所述自动上报的方式包括每日定时上报或实时上报。

Images