基于物聯網的食品電子溯源應用

蔡立新

利用物聯網技術進行物品全生命周期電子溯源，最早的大規模應用是2011年開始實施的國家物聯網技術研發及產業化專項-----國家科技支撐計劃（863）“農業物聯網與食品安全控制體系的研究”項目。我國已經在物聯網的國際標準制定、理論研究以及領域應用面走在了世界前列。

物聯網（英語：Internet of Things，縮寫IOT）、是互聯網傳統電信網等信息承載體，讓所有能行使獨立功能的普通物體實現互聯互通的網絡。物聯網將現實世界數字化，應用范圍十分廣泛。

“電子溯源”技術包含二個層面的含義-----支撐技術與領域應用技術。

電子溯源的支撐技術是互聯網技術的擴展-----物聯網技術。

利用物聯網技術對物品進行統一標識。物聯網的實現需要給每個物體分配唯一的標識或地址。最早的可定址性想法是基于RFID標簽和電子產品唯一編碼來實現的。目前，廣泛使用的二維碼就是一種最普遍的標識形式。

作為國家物聯網標識管理公共服務平臺的應用推廣商，我們在基于物聯網的食品電子溯源方面做了一些積極的探索：

一、有一個穩妥的技術架構：

（1）國家物聯網標識管理公共服務平臺為技術支撐平臺;

（2）用戶企業的信息采集、電子溯源標識管理、應用管理、信息服務、數據庫等構成的應用平臺所構成。

其中，技術支撐平臺為電子溯源用戶提供訪問企業物聯網信息資源的統一入口，包括兩種交互方式：基于瀏覽器的交互方式和基于統一API接口的交互方式。

應用平臺以：

（1）企業物聯網信息資源數據庫為核心;

（2）通過企業內部信息接入層從企業ERP等采集供應鏈各個環節的產品信息、并為國家平臺對接實現電子溯源標識管理;

（3）通過門戶物聯網網站接受用戶訪問并向用戶提供信息服務;

（4）通過平臺的各類應用模塊實施電子溯源信息處理、商業增值服務。

技術支撐平臺、應用平臺及用戶之間的信息邏輯關系如圖：

2.2技術支撐平臺服務架構

2.2.1物聯網標識的注冊服務

技術支撐平臺提供物聯網標識注冊與解析兩類服務。類似于互聯網域名的注冊解析管理方式，國家平臺對申請加入國家物聯網標識管理服務體系的各種物聯網用戶（節點資源），分配予以統一的企業物聯網標識（UIR形式）。 在這個企業物聯網標識之下，企業可根據業務需求，進一步自主注冊描述物品的生產地點、物品品類以及物品靜態、動態屬性的各類從屬物聯網標識。

注冊服務的具體內容有：

企業物聯網標識的注冊

業務點物聯網標識的注冊

品類物聯網標識的注冊

物品物聯網標識的注冊

（詳細內容參見技術平臺應用基礎）

對于流通企業.只需要注冊企業物聯網標識并選注業務點物聯網標識， 不需要注冊品類及物品物聯網標識。

2.2.2物聯網標識的解析服務

類似于互聯網的域名解析服務過程，物聯網用戶提交的（URI形式的物聯網物品標識所對應的）訪問要求，需要指向到復數個提供物品信息的資源位置（企業平臺IP ）。以一個有效注冊了的物品物聯網標識為例，平臺的解析服務商提供如圖所示的物聯網標識解析服務：

2.2.3用戶對物聯網的訪問

國家平臺為物聯網用戶提供兩種訪問物聯網資源的統一入口：基于瀏覽器等的交互方式和基于統一API接口的交互方式。其中，

（1 ）在基于瀏覽器等的交互方式下，物品信息的用戶可以直接通過普通的瀏覽器以及微信平臺等訪問本平臺下的各種物聯網資源;

（2）在基于統一API接口的交互方式下，國家平臺支持企業開發基于統一信息表達方式的各類物聯網應用客戶端，同時任意物聯網用戶可以參與物聯網的業務應用創新，通過統一API開發應用程序，利用物聯網中各種資源，為各類用戶提供豐富多樣的應用。

2.3技術平臺應用基礎

技術平臺使用前需要了解以下基礎知識：

企業物聯網標識

企業物聯網標識是賦予給物品信息宿主的，用以在物聯網上得到其信息的統一資源位置和訪問方法的標識符。按照國家物聯網標識管理公共服務平臺的命名規范，物品信息宿主物聯網標識由物聯網根域名、信息宿主名稱構成。例如：

niuniu.cniotroot.cn

其中：cniotroot. cn是國家物聯網標識管理公共服務平臺管理的物聯網根域名、niuniu是信息宿主名稱。

業務點物聯網標識

業務點物聯網標識是賦予給具備了生產、流通業務點的，用以在物聯網上得到其各類信息的事件位置和訪問方法的標識符。業務點物聯網標識由物聯網根域名、信息宿主名稱、業務點編碼三個部分構成。例如：

loc.niuniu.cniotroot.cn

其中：cniotroot.cn是國家物聯網標識管理公共服務平臺管理的物聯網根域名，niuniu是信息宿主名稱， loc是業務點編碼：

（當企業不需要標識業務點時，本標識可以省略）

品類物聯網標識

品類物聯網標識是賦予給具備了物品編碼的一類物品的，用以在物聯網上得到其分類信息的統一資源位置和訪問方法的標識符。品類物聯網標識由物聯網根域名、信息宿主名稱、品類編碼三個部分構成例如：

jiu.niuniu.cniotroot.cn

其中：cniotroot.cn是國家物聯網標識管理公共服務平臺管理的物聯網根域名、niuniu是信息宿主名稱、jiu是品類編碼.

（當企業不需要標識物品品類時，本標識可以省略）

物品物聯網標識

物品物聯網標識是賦予給具備了物品編碼（GSI、Ecode、Handle、OID等）的物品的，用以在物聯網上得到其各類信息的統一資源位置和訪問方法的標識符。一個完整的物品物聯網標識由物聯網根域名、信息宿主名稱、業務點信息、品類編碼、物品編碼五個部分構成。

例如：一個具備了 GS1物品編碼GTIN1，品類編碼是jiu，業務點編碼是loc、，物品信息宿主為niuniu的物品物聯網標識為：

GTIN1.jiu.loc.niuniu.cniotroot.cn

注意：當不需要物品品類及業務點信息時，物品物聯網標識可簡化為：

GTIN1.niuniu.cniotroot.cn

作為典型應用之一，在國家食品安全電子溯源應用標準中，物品編碼與其在物品物聯網標識中表現方式參見“附件3 ：食品安全電子溯源標識信息數據結構規范內容標準”提供的相關標準。

完成上述物聯網標識注冊之后，企業還需要獲得國家平臺授權服務商提供的物聯網解析服務

3.1應用平臺簡介

在國家平臺提供的物聯網技術支撐下，企業可以根據自身需求開發不同的商業應用。本手冊介紹的企業物品電子溯源平臺就是捷瑪信息開發的這樣這個企業物品電子溯源平臺的功能邏輯關系如圖所示：

平臺的底層為“接入層”。它提供的服務內容為物品信息的采集與物聯網標識的管理。根據相關的國家、地方、行業標準以及通常的企業需求，本平臺提供了需要接入平臺的基本物品信息列表。需要采集并接入平臺的物品事件信息主要有：

物品生產事件信息

物品流通事件信息（倉儲、入庫出庫、運輸、采購批發、銷售等）

物品消費信息

國家物聯網標識管理公共服務平臺接口作為典型應用之一，在國家食品安全電子溯源應用標準中，具體需要接入平臺主數據可參見"附件 4 ：食品安全電子溯源數據元規范”提供的相關標準。當企業有個別的需求時需要進行客制化開發。

信息采集方式有兩大類：第一類為手工錄入以及通過與企業的ERP等其他信息系統接口采集;第二類是通過各類傳感設備自動采集。

與國家平臺有關的物聯網標識管理內容主要有：

企業主數據

產品主數據

物品業務點主數據

物品包裝主數據

具體需要接入平臺的主數據可參見“附件3： 食品安全電子溯源標識信息數據結構規范”提供的相關標準。

當企業有個別的需求時需要進行客制化開發。

平臺的中間層為數據層。該層面由數據庫，數據庫I/O，數據運行支撐管理模塊構成。該層面為平臺的核心層，通常不需要進行客制化開發。

平臺的頂層為應用層。平臺的用戶可以是產品的生產企業、消費者、商品流通業者、政府監管部門等。根據不同的用戶需求，平臺層面有著豐富多彩的應用模塊。如：

產品溯源應用模塊

產品防偽應用模塊

電商應用模塊

用戶點評應用模塊

用戶舉報應用模塊等等

3.3.2應用平臺的特點

基于物聯網的電子溯源平臺具備八個主要特征。

（1）獨立性

企業是否需要利用物聯網發布企業、商品倍息，是否需要利用物聯網實現電子溯源等商業目的是由信息所有者根據市場規律，自行判斷決定，而非強制要求加入國家平臺。在整個物聯網體系中體現的業務內容信息由提供者（企業）負主體責任，國家平臺對其提供的信息的原型完整性做出技術背書。

（2）開放性

平臺上的信息除了商業機密信息需要有權限查詢以外，物品基本信息對用戶開放。可以進行企業及商品介紹、供應鏈管理、客戶服務以及電子商務等信息增值服務。

（3）完整性

物品的源頭信息必須由物品生產者或總經銷者提供。在無嚴格防偽要求的場合，流通環節的節點信息允許缺失。流通環節的節點企業將會在監管部門的指導以及商業利益的驅動下逐步加入電子溯源體系，使得物品信息鏈趨于完整。

（4）不可篡改性

企業通過平臺向使用者發布的物品基本信息等由發布者提供信息的誠信保證，平臺監督該信息不能被篡改。當物品基本信息被篡改時，平臺會及時向用戶提供物品基本信息被篡改的警示。

對于有防偽要求的物品，平臺通過物品流通業務邏輯為用戶提供防偽、防竄貨保障。例如：當用戶掃描到偽造標簽時，平臺會及時向用戶提供瞥示。

（5 ）統一性

國家物聯網標識管理體系保證物品標識的唯一性，統一性。用戶可以隨時在世界上任何地點通過互聯網、移動互聯網以及各類終端設備對物品進行溯源。

（6）安全性

由國家互聯網網絡信息安全保障體系以及物聯網專用網絡信息安全保障體系保證電子溯源網絡體系運行服務的安全

（7）可擴展性

電子溯源平臺下的企業用戶（物聯網網絡節點）數量可無限擴展，物品標識數量可無限擴展。用戶不受應用平臺（如：PC、IOS、Android等）限制.，不受應用領域限制。

（8）經濟性

與互聯網的設計使用思想一樣，物聯網是面向萬物、面向大眾設計使用的。早期的設計 示范使用對象是個體農戶及農產品，經使用證明，任何人都可以用得起物聯網。另外，隨著 物聯網應用的商業應用發展，各類物聯網增值服務為物聯網的加入者提供了新的豐厚的利潤源。

基于物聯網的物品電子溯源體系，從整體架構上保證了電子溯源體系實用性以及經濟價值。與迄今為止的互聯網商業應用發展歷史過程一樣，隨著各行各業物聯網商業應用的出現，物聯網將為人類社會帶來一場新的革命。