物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜產(chǎn)品中的應用

摘要：介紹了物聯(lián)網(wǎng)體系結構和關(guān)鍵技術(shù)，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜產(chǎn)品中的應用。以RFID電子標簽為主要載體，依托網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)和數據庫技術(shù)，可以構建從畜產(chǎn)品養殖、屠宰加工到配送銷(xiāo)售的產(chǎn)業(yè)鏈全過(guò)程的信息追溯管理系統，可有效解決我國畜產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈物流中存在的各種問(wèn)題，保障畜產(chǎn)品的質(zhì)量安全。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；RFID；畜產(chǎn)品；追溯

0 引言
物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)是當前備受關(guān)注的新一代信息技術(shù)，被稱(chēng)為繼計算機、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的第三次世界信息產(chǎn)業(yè)浪潮。利用先進(jìn)的信息采集、處理與交換(如產(chǎn)品電子代碼、無(wú)線(xiàn)射頻自動(dòng)識別等)技術(shù)組建的物聯(lián)網(wǎng)，能夠以智能、快捷的方式實(shí)現人與物、物與物之間的信息交流與溝通，以快速的、動(dòng)態(tài)的方式去管理社會(huì )生產(chǎn)和人類(lèi)生活。
近年來(lái)，RFID技術(shù)已進(jìn)入大規模實(shí)用階段，特別是隨著(zhù)全世界各國政府對“瘋牛病”、“禽流感”等動(dòng)物疾病的關(guān)注，對動(dòng)物疫病控制和畜產(chǎn)品食用安全的溯源管理需求在急劇地上升。所以，物聯(lián)網(wǎng)在畜產(chǎn)品食用安全溯源管理等方面得到應用，已成為全球信息網(wǎng)絡(luò )化發(fā)展的重要趨勢。

1 物聯(lián)網(wǎng)概述
1．1 物聯(lián)網(wǎng)定義
物聯(lián)網(wǎng)的概念是美國麻省理工學(xué)院(MIT)的Kevin Ash-ton教授于1991年首次提出的。比爾·蓋茨于1995年在《未來(lái)之路》一書(shū)中也曾提及物聯(lián)網(wǎng)。美國麻省理工學(xué)院于1999年建立了“自動(dòng)識別(Auto-ID)”系統，提出的“萬(wàn)物皆可通過(guò)網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)”思想闡明了物聯(lián)網(wǎng)的基本含義，明確指出了利用物聯(lián)網(wǎng)既可用米實(shí)現人與物之間的通信，也可用來(lái)實(shí)現物與物之間的通信聯(lián)系。當前，通用的物聯(lián)網(wǎng)的概念是指將自動(dòng)識別、傳感網(wǎng)、短距離無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和全球定位系統以及條形碼、二維碼等技術(shù)接入融合而成的一個(gè)巨大的信息網(wǎng)絡(luò )系統。
1．2 工作原理
在物聯(lián)網(wǎng)中要實(shí)現物與物、物與人之間的通信，首先需要對物品屬性進(jìn)行標識。其中，物品的靜態(tài)屬性要直接存儲在標簽中；物品的動(dòng)態(tài)屬性要先由傳感器實(shí)時(shí)探測，然后再存儲使用。其次需要利用識別設備完成對物品屬性的讀取和信息轉換。最后需要將物品的信息通過(guò)各種網(wǎng)絡(luò )傳輸到物聯(lián)網(wǎng)信息控制中心，由信息中心完成物品之間相互通信的相關(guān)計算，從而實(shí)現對物品的“透明”管理，實(shí)現處理和解決問(wèn)題的能力。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)
2．1 物聯(lián)網(wǎng)體系結構
目前，物聯(lián)網(wǎng)的體系結構被公認由三個(gè)層次組成，各層分別完成不同的功能，從下到上依次是感知層、網(wǎng)絡(luò )層和應用層。
感知層的功能是完成物與物之間相關(guān)信息的采集、轉換和收集。感知層由傳感器和短距離傳輸網(wǎng)絡(luò )兩部分組成。傳感器用來(lái)進(jìn)行數據采集及實(shí)現控制；短距離傳輸網(wǎng)絡(luò )是將傳感器收集到的數據發(fā)送到網(wǎng)關(guān)或者將應用平臺控制指令發(fā)送到控制器。感知層的關(guān)鍵技術(shù)主要包括傳感器、RFID、GPS、短距離無(wú)線(xiàn)通信等技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò )層的功能是完成信息的傳遞和處理。網(wǎng)絡(luò )層由接入網(wǎng)絡(luò )和核心網(wǎng)絡(luò )兩部分組成。接入網(wǎng)絡(luò )是連接感知層的網(wǎng)橋，用來(lái)匯聚從感知層獲得的數據，并將數據發(fā)送到核心網(wǎng)絡(luò )。接入網(wǎng)絡(luò )即現有的通信網(wǎng)絡(luò )，包括移動(dòng)通信網(wǎng)、有線(xiàn)電話(huà)網(wǎng)、廣電網(wǎng)等。核心網(wǎng)絡(luò )是指通過(guò)多種方式組成的互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò )，包括當前的局域網(wǎng)、專(zhuān)用網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)等。網(wǎng)絡(luò )層的關(guān)鍵技術(shù)主要包括移動(dòng)通信技術(shù)、有線(xiàn)寬帶技術(shù)、公共交換電話(huà)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )終端技術(shù)等。
應用層的功能是完成與實(shí)際應用所需數據的處理和管理。應用層由物聯(lián)網(wǎng)中間件和物聯(lián)網(wǎng)應用兩部分組成。其中，物聯(lián)網(wǎng)中間件是一種獨立的軟件或程序，它位于操作系統和數據庫之上、應用軟件之下，它的作用是管理計算機資源和網(wǎng)絡(luò )通信，連接兩個(gè)獨立應用程序或獨立系統的軟件。物聯(lián)網(wǎng)應用是指物聯(lián)網(wǎng)中用戶(hù)直接使用的各種應用，例如家電智能控制、電力抄表和遠程醫療等。應用層的關(guān)鍵技術(shù)主要有軟件技術(shù)、云運算等各種數據處理技術(shù)。
2．2 物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)有傳感器技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、傳感網(wǎng)絡(luò )相關(guān)的通信技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)以及它們之間的結合技術(shù)。
傳感器負責物聯(lián)網(wǎng)信息的采集，是實(shí)現對現實(shí)世界感知的基礎，是物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和應用的基礎。由于各種傳感器存在的溫度、壓力、速度、濕度、高度、視頻、圖像、位置等的不同，傳感器所提供的信息接口存在巨大差異，是對物聯(lián)網(wǎng)終端規?；淖畲筇魬?。
傳感器網(wǎng)絡(luò )可形成一套完整的物理層、鏈路層、網(wǎng)絡(luò )層規范。傳感網(wǎng)絡(luò )有藍牙、Wi-Fi、RFID、wirelessHART等相關(guān)通信技術(shù)。傳感器終端具有IP化，功耗低、體積小、信包雙向傳遞，免人工維護等智能化功能。
通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)為物聯(lián)網(wǎng)數據提供傳送通道，適應物聯(lián)網(wǎng)低數據率、低移動(dòng)性等業(yè)務(wù)需求。
物聯(lián)網(wǎng)平臺技術(shù)主要是和物聯(lián)網(wǎng)終端之間，以及現有網(wǎng)絡(luò )、系統間進(jìn)行配合，以提供物聯(lián)網(wǎng)能力給不同的物聯(lián)網(wǎng)應用。在網(wǎng)絡(luò )架構上，構建一個(gè)能適合多個(gè)行業(yè)應用的統一業(yè)務(wù)平臺，為跨行業(yè)的統一信息服務(wù)提供支撐。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，發(fā)展到協(xié)同感知，甚至泛在服務(wù)的階段后，必然需要考慮更為有效的物聯(lián)網(wǎng)架構、名址、路由和通信協(xié)議。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜產(chǎn)品跟蹤和追溯模型中的應用
3．1 畜產(chǎn)品生產(chǎn)
在畜產(chǎn)品生產(chǎn)的源頭，不管是畜類(lèi)飼養過(guò)程中的飼料信息，還是飼喂過(guò)程中的預混料信息，均可以通過(guò)電子標簽記錄到食品安全數據庫中，作為將來(lái)質(zhì)量追溯的原始數據。
3．2 畜產(chǎn)品加工和包裝
生產(chǎn)者記錄的所有畜產(chǎn)品的相關(guān)信息，都必須提供給供應鏈的下一個(gè)參與方。在這個(gè)環(huán)節將根據畜產(chǎn)品的質(zhì)量、尺寸、色彩進(jìn)行分級，并包裝成物流單元。根據供應鏈中前一個(gè)環(huán)節參與方提供的數據，可以生成所需信息的產(chǎn)品標簽。
3．3 畜產(chǎn)品運輸
畜產(chǎn)品運輸環(huán)節的應用主要體現為對畜產(chǎn)品的監控、跟蹤及道口檢查。RFID可以為物流公司提供實(shí)時(shí)監控和跟蹤服務(wù)，對于業(yè)主也可以通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )方便地查看自己貨物的位置等情況。同時(shí)，也可以準確地記錄畜產(chǎn)品在運輸途中變質(zhì)的時(shí)間和原因，并且因此確定是供應鏈中的哪個(gè)環(huán)節應該負責。
3．4 畜產(chǎn)品銷(xiāo)售
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在零售環(huán)節的應用體現為對畜產(chǎn)品統計、畜產(chǎn)品防盜、畜產(chǎn)品有效期監控等。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用實(shí)現了畜產(chǎn)品源頭及畜產(chǎn)品供應鏈的完全透明度，因為物聯(lián)網(wǎng)系統提供了一串詳盡而具有獨特視角的供應鏈信息。對于畜產(chǎn)品冷凍問(wèn)題，畜產(chǎn)品一旦變質(zhì)，RFID讀寫(xiě)器終端也會(huì )實(shí)時(shí)顯示過(guò)期信息，提示消費者不要食用，零售商應盡決將其撤下貨架。
3．5 畜產(chǎn)品危機應急方案
一旦發(fā)生緊急情況，物流商、經(jīng)銷(xiāo)商或消費者不僅可以根據畜產(chǎn)品安全追溯系統找到每件畜產(chǎn)品的最終消費者，還可以找到流通或生產(chǎn)加工過(guò)程出現問(wèn)題的環(huán)節，形成一個(gè)高效管理和運作的鏈條。
要確保肉畜產(chǎn)品質(zhì)量，源頭是關(guān)鍵。保障了源頭的質(zhì)量，接下來(lái)整個(gè)畜產(chǎn)品鏈的安全保障就有了很好的基礎和起點(diǎn)。
3．6 RFID的應用
很多飼養場(chǎng)都已經(jīng)運用RFID標簽來(lái)全程監測禽畜動(dòng)物的基本情況，如生長(cháng)、健康、飼料以及流通等情況，從而保證向市場(chǎng)提供放心的肉類(lèi)食品。
現以生豬食品供應鏈追溯模型為例進(jìn)行說(shuō)明?；赗FID技術(shù)的生豬食品產(chǎn)銷(xiāo)管理系統以RFID技術(shù)為核心，把現代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)、數據庫技術(shù)與生豬產(chǎn)業(yè)現狀相結合，構建從生豬繁育養殖、屠宰加工到配送銷(xiāo)售的產(chǎn)業(yè)鏈全過(guò)程的信息追溯管理系統。該系統可為種豬養殖繁育和商品豬飼養、屠宰、銷(xiāo)售提供最有效的信息管理，同時(shí)可以為政府等有關(guān)部門(mén)政策的制定和執行提供基礎數據，為金融保險機構向養殖企業(yè)、農戶(hù)投保提供依據，為消費者提供真實(shí)準確的產(chǎn)品信息，以保證消費者吃上真正的“放心肉”。

4 結語(yǔ)
通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜產(chǎn)品供應的環(huán)節中的應用，可以加速畜牧業(yè)的發(fā)展?，F代物流的發(fā)展強調信息技術(shù)的應用，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在畜產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈物流的應用正好符合這一發(fā)展趨勢，可有效地解決我國畜產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈物流中存在的各種問(wèn)題，大大提高畜產(chǎn)品的供應水平，保障畜產(chǎn)品的質(zhì)量安全。