基于識別代碼物聯網技術的品牌糧食質量追溯系統的探討

周 鵬

航天信息江蘇有限公司 (南京 210000)

探索建立包含從種植、收購、儲運、運輸到加工和銷售的全流程溯源的基于識別代碼物聯網技術的品牌糧食質量追溯系統，將傳感器采集、智能化識別、定位追蹤、監控管理以及云計算等多種物聯網最新技術應用于糧食溯源監測中，建立貫穿稻谷種植、收割、倉儲、加工、運輸、銷售和食用等整個糧食產業鏈流程的、較為完善的質量安全溯源體系，從而保障了企業谷物食品安全，降低企業谷物食品安全風險，確保谷物食品的質量，提高體系內的信息追蹤、安全保障和可信可控能力，為相關管理部門執行安全、快速、智能決策提供有效依據，使全產業鏈達到“生產有記錄、信息可查詢、流向可追蹤、責任可追究”，實現向廣大消費者提供充足的“安全、營養、健康、綠色、無公害、無污染”的優質大米，讓老百姓“買得放心、吃得安全”。

1 系統整體思路

物聯網識別技術適用于糧食及農產品質量溯源信息可視化系統建設，建設范圍主要包括：可視化視頻遠程監控系統、糧食生長環境溯源信息監測系統以及農產品質量溯源管理系統等。整個系統通過前端設備將生產信息(視頻、圖片、溫度、濕度、光照、風速、風向等)上傳至服務器，通過Web端以及手機微信的方式實現數據信息的管理以及應用展示，最終實現信息可視化系統的建設。

2 系統整體框架

2.1 各子系統的功能說明

(1)糧食種植環境監測平臺系統

通過采集田間外置傳感器的環境物理量的信息參數，包含空氣溫濕度、土壤溫濕度、光照強度、風向、風速等，并將實時采集到的各項物理量數據參數通過GPRS、有線網絡、WIFI、數傳電臺等方式上傳數據信息至遠端平臺系統。平臺系統軟件結合大數據技術及現場視頻圖像等信息進行分析種植信息，提供預警、專家分析、歷史數據分析等功能，從而突破傳統方法從作物生長信息獲取中需要田間采樣、室內分析等繁瑣問題，通過大數據分析來指導技術人員精確施肥。

(2)各環節的環境監測系統

收儲環節的智能倉儲保管系統，用于監管糧倉內糧食存儲情況、倉內溫濕度、氣體及檢化驗環節中蟲害、水分等信息；糧食加工環節中用于監測烘干及加工生產車間內的溫濕度、粉塵、氧氣等數據信息；物流運輸環節中用于監管糧食運輸過程中的物流、溫濕度、水分等信息。從而解決了傳統物流“貨物一發出，什么都不知”的情況。

(3)各環節視頻監控可視化系統

對糧食種植、倉儲、加工、運輸、銷售等各個環節進行遠程監管，實現各環節監控部位的統一管理、數據存儲備份、轉發和監控，對需要采集視頻數據的各端口軟件進行采集。

(4)各環節糧食溯源信息上傳系統

通過電腦、手機APP、微信端等多種互聯網形式實現對各個環節的溯源監管信息進行上報，包括業務作業信息、檢化驗信息、人員信息等。

(5)糧食溯源信息監管系統

系統擁有完整的質量溯源管理體系和標準。利用物聯網技術來實現農產品的安全溯源監管，涵蓋了種植、收割、倉儲、加工、包裝、運輸、銷售等各個環節，最終有助于提高糧食品質，對環境不僅沒有任何的負面的影響，還在生產加工中實時的對糧食所處環境進行檢測，有利于提高生產和加工等場所的環境質量，實現綠色經濟。

(6)糧食溯源信息公眾服務平臺

面向公眾查詢的糧食溯源服務平臺。

2.2 各子系統解決方案

2.2.1種植環節環境信息自動采集系統

田間種植環節的管理直接關系到整個產品的質量，整個種植環節的監控管理主要包含以下部分。

(1)綜合監測空氣溫濕度、大氣壓、風速、風向、土壤溫濕度、土壤PH值、視頻等參數，并將采集到的信息參數物理量通過數據傳輸方式等上傳至環境監測平臺。

(2)支持擴展對于特有的針對水稻小麥的在線生長檢測，以及診斷種植土壤的氮、磷、鉀等含量監測，可以檢測作物葉層氮積累量、葉干重、葉層氮含量、葉面積指數等生長指標，從而克服了傳統作物生長信息獲取中需要田間采樣、室內分析等繁瑣過程，根據指標指導精確施肥。

2.2.2種植環節視頻可視化系統

采用室外高桿安裝百萬級高清可調焦寬動態監控，實現整個種植農田24 h視頻監控的“高清晰、全覆蓋”。監控點位分布在每塊種植田的中間地帶，以便獲取田間種植的實時全部的作業狀況。

2.2.3物流環節溯源信息采集系統

通過手機端(微信或小程序)上報運輸車輛信息，建立起與運輸糧食的關聯信息，后期可以拓展車載環境信息自動采集設備，采集溫濕度、GPS、圖片等信息。

2.2.4倉儲環節溯源信息上報系統

原糧收購出入庫信息溯源：原糧通過第三方物流車輛進駐米業倉儲庫存，需記錄每輛運輸車輛車牌照、收購時間、重量及原糧來源、水分、雜質、不完善率、存放庫位等信息，系統可隨時錄入、查詢、修改原糧收購基本信息，對每批次的進場原糧進行初始的理化檢測及重金屬檢測，對不符合檢測指標的情況進行相應處理。

原糧倉儲信息溯源上報：糧食儲藏過程中對糧情變化的實時檢測，對檢測數據進行分析與預測、對異常糧情提出處理建議和予以控制等，結合糧情監測系統記錄三溫檢查、糧堆氣體檢查、害蟲檢查、鼠雀的防治、儲存品質檢驗、質量檢驗。

2.2.5加工環節溯源信息上報系統

(1)大米加工信息管理：客戶訂單對應了原糧品種、原糧倉儲，根據相應的質量標準，加工流程進行大米加工。

(2)大米加工：根據稻谷清理、去石、谷糙分離、碾米、分級、磁選、色洗、拋光、檢驗包裝過程中設立閾值和監控監測方法，設置質量風險預警機制和糾偏措施。

(3)大小麥加工接口：系統預留大小麥加工的模型接口，方便后期拓展加工業務。

(4)成品庫(倉)管理：主要包含出入庫作業管理、庫存管理。

2.2.6系統拓展

在現有系統基礎上，利用新技術、新方法，進一步實現溯源信息的自動化采集，減少各個環節的人工干預，具體如下。

(1)種植環節：實現田間環境監測站與溯源系統的有效對接，開發田間管理APP軟件，實現溯源信息的簡單、快速、準確的上報。

(2)運輸環節：增加自動化運輸信息采集設備，可以實時自動采集運輸位置、糧食溫濕度、運輸過程照片等信息，結合圖像分析處理技術，實現運糧過程中糧食的安全、信息的真實。

(3)倉儲環節：增加智能云盒網關設備，實現對不同廠家的糧情系統、出入庫系統的數據采集、轉換、上傳到云平臺，實現與溯源系統的無縫對接，極大的減少人工干預。

(4)加工環節：增加加工環節自動化信息采集設備，將加工環境信息、現場圖片信息、設備運行信息等自動上傳上報。

(5)防偽溯源：探索通過一物一碼、大數據采集抓取銷售信息、物理防偽數字水印等技術手段，實現防偽溯源，解決區域竄貨、假冒偽劣產品現象。

(6)公眾服務平臺：開發打造溯源公眾服務平臺，用于發布政策信息、標準、溯源標準、達到標準企業的展示發布、已上溯源系統企業的展示發布。

3 結束語

隨著我國經濟市場化的進一步增強，農業發展也步入了一個新的階段，糧食產品市場供應趨向飽和，在激烈的競爭環境下，企業生產必須考慮消費者的需求。通過建立質量溯源系統，滿足生產全過程數據采集、上傳、分析、管理、查詢等功能的需要，為政府、企業、消費者了解糧食產品質量信息提供支持，為解決糧食產品的質量糾紛提供了依據，成為消費者了解產品的橋梁。同時實現對糧食質量的全程溯源與監控，有助于提高糧食品質，對環境不僅沒有任何的負面的影響，還在生產加工中實時的對糧食所處環境進行檢測，有利于提高生產和加工等場所的環境質量，實現綠色經濟。