一种基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统及方法

专利名称：一种基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统及方法
技术领域：
本发明属于乳制品质量管理及物联网应用领域，具体的说是一种基于物联网技术的乳制品供应链信息追溯系统及方法。
背景技术：
乳制品是城乡居民最基本的生活必需品之一，乳制品的质量安全关系到每个城乡居民的切身利益甚至关系到整个社会的稳定。然而随着乳制品供应链的不断延伸和行为参与人的日趋复杂，乳业的质量安全问题日益凸显。从阜阳劣质奶粉事件到光明回收奶事件再到蒙牛黄曲霉素Ml超标事件，乳制品质量安全事故频发，严重的打击了消费者对乳制品质量安全的信心，同时也影响到我国乳业的健康持续发展。因此，提高乳制品质量安全水平，对于保障广大城乡居民的消费安全具有重要意义。乳制品行业属我国食品加工业中发展较晚的行业，而且乳制品的原料产出地多为 分散式，以及乳制品供应链本身所具有的复杂性，国内对乳制品供应链管理的研究还处于起步阶段，发表的论文也很少。由此可见，基于物联网的乳制品供应链追溯平台的理论及应用研究是刚刚起步。由于乳制品质量问题可能发生在乳牛的养殖环节、原料奶的生产环节、乳制品的加工环节、乳制品的配送环节和乳制品的销售环节，所以，保证乳制品的质量安全，把安全隐患降至最低点，不仅需要政策上的推动，还需要相关技术的支持。目前乳制品供应链中信息流存在的问题至少包括首先，对乳制品供应链中信息的研究，大多数都是关注供应链的某个节点，如乳牛养殖场或乳制品加工企业，对包括配送和销售在内的整条链的研究较少；其次，对乳制品质量安全的研究，大多数都是从管理手段上入手，而具体技术的结合应用的研究较少；第三，乳制品供应链中信息流的不通畅和不稳定，管理者及消费者缺乏对信息数据进行有效追溯的技术；第四，如饲料采购、牛奶生产、乳制品运输、销售等信息，缺乏供应链各节点企业以及消费者之间公开、正确的记录和传递。

发明内容
本发明实施例的目的在于，提供一种基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统及方法，以实现乳制品供应链信息的可视化。为达上述目的，一方面，本发明实施例提供了一种基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统，所述追溯系统包括通过网络互相连接的多个子系统，所述多个子系统包括乳牛的养殖子系统、原料奶的生产子系统、乳制品的加工子系统、乳制品的配送子系统、乳制品的销售子系统和乳制品供应链跟踪追溯子系统；所述乳牛的养殖子系统，用于采集、记录乳牛的养殖信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统；所述原料奶的生产子系统，用于采集、记录原料奶的生产信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统；
所述乳制品的加工子系统，用于采集、记录乳制品的加工信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统；所述乳制品的配送子系统，用于采集、记录乳制品的配送信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统；所述乳制品的销售子系统，用于采集、记录乳制品的销售信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统；所述乳制品供应链跟踪追溯子系统，用于通过网络收集所述养殖信息、所述原料奶的生产信息、所述乳制品的加工信息、所述乳制品的配送信息和所述乳制品的销售信息，以及接收查询请求并返回包含上游和/或下游信息的查询结果。为达上述目的，另一方面，本发明实施例提供了一种基于物联网的乳制品供应链信息追溯方法，所述方法适用于上述的基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统，所述方法包括 接收包含产品编码的查询请求；判断是否存在所述产品编码，当存在所述产品编码时，根据所述产品编码进行上游产品信息查询和/或下游产品信息查询；返回包含上游产品信息和/或下游产品信息的查询结果。与现有技术相比，本发明实施例的上述技术方案的有益效果在于(I)将物联网相关技术结合，实时跟踪追溯乳制品供应链中的信息本发明利用条码技术、RFID技术、EPC技术、无线传感器网络技术、GPS技术等物联网相关技术，搭建了基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统，可以实时地跟踪追溯乳制品供应链中的信息，解决了现有的物资供应技术无法真正实现供应链信息可视化的问题，确保人民群众的食品质量安全，促进物流信息技术在现代乳业可持续发展。(2)平台共享理念本发明整合供应链中各节点企业的业务流程，建立统一平台，协同监督管理，不仅解决了整体供应链中信息的实时监控问题，更全方位提升各节点企业的业务效率和管理水平，促进行业发展。(3)可以为政府对乳制品质量监管提供基础信息服务。


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做一简单地介绍，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例的基于物联网的乳制品追溯系统的整体框架示意图；图2为本发明实施例的基于物联网的乳制品供应链追溯系统的体系层次示意图；图3为本发明实施例的基于物联网的乳制品供应链追溯系统的应用架构示意图；图4为本发明实施例的基于物联网的乳制品供应链追溯系统的功能结构示意图；图5为本发明实施例的乳制品供应链跟踪追溯子系统的功能结构示意图；图6为本发明实施例的乳牛的养殖子系统的功能结构示意图7为本发明实施例的乳牛的养殖场子系统的架构示意图；图8为本发明实施例的原料奶的生产子系统的功能结构示意图；图9为本发明实施例的原料奶的生产子系统的架构示意图；图10为本发明实施例的乳制品的加工子系统的功能结构示意图；图11为本发明实施例的乳制品的加工子系统的架构示意图；
图12为本发明实施例的乳制品的配送子系统的功能结构示意图；图13为本发明实施例的乳制品的配送子系统的架构示意图；图14为本发明实施例的乳制品的销售子系统的功能结构示意图；图15为本发明实施例的乳制品的销售子系统的架构示意图；图16为本发明实施例的基于物联网的乳制品供应链追溯系统的数据流图；图17为本发明实施例的乳制品供应链跟踪与追溯序列图与活动图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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。有鉴于此，建立乳制品供应链信息的追溯系统，应利用高科技的信息技术手段实现对我国乳制品安全状况的整体监管以及跟踪、追溯，从源头控制乳制品安全，这样才有助于协调、解决乳制品安全问题。物联网的出现及其在全球范围内对每个物品跟踪监控的全新理念，将在根本上改变供应链流程和管理手段，为企业供应链管理的发展带来新的机遇。物联网与乳制品供应链管理的融合，能够帮助管理人员准确地追踪和定位供应链中流动的每一产品，实现管理层对乳制品供应链管理的透明管理。本发明开展基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统研究，将会极大地促进我国乳制品供应链管理的发展，从而实现乳制品质量的可视化和可追溯，确保人民群众的食品质量安全，对促进现代乳业可持续发展以及参与国际竞争有着重要的意义。本发明实施例首先对追溯系统的整体框架进行描述，然后对其体系层次、平台应用架构和功能结构做了更深入的阐述，最后通过数据流图详细说明了基于物联网的乳制品供应链追溯系统的跟踪和追溯过程，目的在于提供一套基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统解决方案。该追溯系统可以采用先进的条码技术、RFID(射频识别,Radio FrequencyIDentification)技术、EPC (Electric Product Code,电子产品代码)技术、无线传感器网络技术、GPS (Global Positioning System,全球位置测定系统)技术和信息系统技术,进行乳制品质量数据采集、传递、统计和分析，从而解决现有的物资供应技术无法真正实现供应链信息可视化的问题，为物联网技术在乳制品供应链信息追溯中的应用提供了技术支持。I.追溯系统的整体框架在整条乳制品供应链中，当乳制品进入下一个环节后，供应链的下游企业利用电子编码和RFID等自动识别技术采集关键信息并上传至追溯系统，追溯系统完成溯源信息的前后连接，并与后台数据库进行交互。根据所形成的完整的信息链，供应链上的各个实体均可在供应链的不同位置，在系统平台的基础上进行信息的跟踪与追溯。
该追溯系统是一个开放的系统，乳制品供应链上的各企业以及最终消费者可以凭各自的权限登录追溯系统，进行数据的上传和查询。图I为本发明实施例的基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统的整体框架示意图。2.体系层次在本发明实施例的追溯系统的体系层次中，包括提供数据采集的感知层、提供数据处理的服务层、提供信息存储的数据层和提供各种业务的应用层。图2为本发明实施例的基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统的体系层次示意图。如图2所示，其中感知层主要包括条形码、条码扫描仪、RFID标签、RFID读写器、传感器和GPS终端等数据采集设备。感知层位于乳制品供应链追溯系统的底层，用于感知和采集数据。网络层的作用就是当感知层中的感应设备将产品信息传输到网络节点后，在通过 网络层中的网络服务器、接入网关、互联网等网络连接各个服务器，以此来使乳制品供应链上的各个企业可以根据自己的需要获取产品信息。网络层主要包括网络服务器、接入网关、互联网、无线网络和3G/GPRS网络。数据层包括产品数据库和业务数据库。企业的产品数据保存在企业的产品数据库中，企业的业务数据保存在企业的业务数据库中。应用层负责业务处理和数据的存储，包括乳牛的养殖子系统、原料奶的生产子系统、乳制品的加工子系统、乳制品的配送子系统和乳制品的销售子系统和供应链跟踪追溯子系统。客户层提供用户采用不同方式使用系统的界面，用户可通过多种方式与该追溯系统交互，主要分为手机客户端、浏览器/服务器(Browser/Server，B/S)结构下的浏览器客户端和客户机/服务器(Client/Server, C/S)结构下的定制软件客户端。3.系统应用架构图3为本发明实施例的基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统的应用架构示意图。如图3所示，基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统主要由条形码、条码扫描仪、RFID标签、RFID读写器、传感器、GPS终端、数据库服务器及应用子系统等构成。供应链中各环节(包括乳牛的养殖环节、原料奶的生产环节、乳制品的加工环节、乳制品的配送环节和乳制品的销售环节)的企业内部通过建立局域网进行信息传递，网络结构基本一致，采用传统局域网布局。在RFID标签数据读取方面，采用固定式和手持式两种读写器，标签数据的读写主要是通过无线网络。企业间的通信主要是通过Internet与各种信息系统进行交互实现信息的共享。平台的公共网络依托Internet,通过架设根0NS(0bject Name Service,对象名解析服务器)服务器和数据库服务器，提供查询服务。4.功能结构基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统是采用B/S模式和C/S模式相结合的分布式的网络应用模式。在各环节的企业内部系统中，采用表示层、业务逻辑层、数据访问层三层体系结构的B/S模式；在平台的ONS服务中，采用C/S模式。图4为本发明实施例的基于物联网的乳制品供应链追溯系统的功能结构示意图。如图4所示，在一个实施例中，该追溯系统的功能结构主要包括通过网络互相连接的多个子系统，所述多个子系统包括乳牛的养殖子系统、原料奶的生产子系统、乳制品的加工子系统、乳制品的配送子系统、乳制品的销售子系统和乳制品供应链跟踪追溯子系统；
所述乳牛的养殖子系统，用于采集、记录乳牛的养殖信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统；所述原料奶的生产子系统，用于采集、记录原料奶的生产信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统；所述乳制品的加工子系统，用于采集、记录乳制品的加工信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统；所述乳制品的配送子系统，用于采集、记录乳制品的配送信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统；所述乳制品的销售子系统，用于采集、记录乳制品的销售信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统；所述乳制品供应链跟踪追溯子系统，用于通过网络收集所述养殖信息、所述原料·奶的生产信息、所述乳制品的加工信息、所述乳制品的配送信息和所述乳制品的销售信息，以及接收查询请求并返回包含上游和/或下游信息的查询结果。在一个实施例中，结合参阅图I-图3、图7,所述乳牛的养殖子系统具体可以包括第一 RFID读写器，用于通过读取乳牛的电子耳标获得乳牛的养殖信息，所述电子耳标为RFID标签；第一 ONS服务器，即乳牛养殖场本地的ONS服务器，与所述第一 RFID读写器连接，用于记录所述乳牛的养殖信息，并通过网络上传到所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。在一个实施例中，结合参阅图I-图3、图9，所述原料奶的生产子系统具体可以包括第二 RFID读写器，用于读取电子标签所存储的原料奶的生产信息，包括日产信息、原料奶品质检测信息、相关添加剂信息；第二ONS服务器，即原料奶生产企业的本地ONS服务器，与所述第二 RFID读写器连接，用于记录所述原料奶的日产信息、原料奶品质检测信息、相关添加剂信息，并通过网络上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。在一个实施例中，结合参阅图I-图3、图11，所述乳制品的加工子系统具体可以包括至少一个传感器节点，通过无线信道与簇头节点连接，用于采集乳制品的加工环境信息并通过无线信道传输给簇头节点；至少一个簇头节点，通过无线信道与汇聚节点连接，用于接收所述至少一个传感器节点发送的数据，然后进行数据融合处理之后经无线信道传给汇聚节点；汇聚节点，用于接收所述至少一个簇头节点发送的数据，然后通过有线网络将汇总的采集数据传送给第三ONS服务器，并把相关指令传送给所述至少一个簇头节点；第三RFID读写器，用于读取电子标签所存储的乳制品的加工信息；以及，第三ONS服务器，与所述汇聚节点和所述第三RFID读写器连接，用于记录乳制品的加工环境信息和加工信息，并通过网络上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。传感器节点中安装有温湿度传感器，能实现对温度与湿度的周期查询。首先各传感器节点和簇头节点组成星形拓扑网络，由传感器节点完成采集数据并通过无线信道传给簇头节点，然后簇头节点进行数据处理之后经无线信道传给汇聚节点。汇聚节点通过有线网络将汇总的采集数据传送给本地服务器，并把相关指令传给簇头节点。在一个实施例中，结合参阅图I-图3、图13，所述乳制品的配送子系统具体可以包括第四RFID读写器，用于获取电子标签所存储的乳制品的出入库信息；监控设备，用于接收GPS终端上传的数据，保存并上传到第四ONS服务器，即配送中心的服务器；至少一个GPS终端，通过GPRS网络和与监控设备实时通讯，发送GPS定位数据和车辆状态数据到该监控设备；以及第四ONS服务器，即配送中心的服务器，与所述第四RFID读写器和该监控设备连接，用于记录包含乳制品的出入库信息在内的乳制品的配送信息、GPS定位数据和车辆状态数据，并通过网络上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。在一个实施例中，结合参阅图I-图3、图15，所述乳制品的销售子系统具体可以包括条形码扫描设备，用于通过扫描条形码，获取乳制品的销售信息；第五ONS服务器，即销售店的服务器，与所述条形码扫描设备连接，用于记录乳制品的销售信息，并通过网络上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。在一个实施例中，结合参阅图I-图3，所述乳制品供应链跟踪追溯子系统具体可以包括根ONS服务器，用于存储供应链上节点企业的本地ONS服务器的地址；对供应链上的各节点企业各自的本地ONS服务器地址进行注册，接受消费者在追溯系统上输入的产品追溯码，根据追溯码查找到与该追溯码对应的企业的本地ONS服务器地址，再通过该企业的本地ONS服务器获取产品信息；数据库服务器，用于存储所述养殖信息、所述原料奶的生产信息、所述乳制品的加 工信息、所述乳制品的配送信息和所述乳制品的销售信息；以及查询服务器，用于与手机客户端、B/S客户端、或者C/S客户端交互，接收包含产品编码信息的查询请求，并返回包含上游和/或下游产品信息的查询结果。较佳地，所述乳牛的养殖子系统还可以进一步包括RFID数据处理器，用于将读取的原始数据进行过滤处理，去除重复、不合法的数据。在又一实施例中，所述乳牛的养殖子系统，还用于采集、记录乳牛的养殖场信息，并上传至乳制品供应链跟踪追溯子系统；在又一实施例中，所述原料奶的生产子系统，还用于采集、记录原料奶的生产企业信息，并上传至乳制品供应链跟踪追溯子系统；在又一实施例中，所述乳制品的加工子系统，还用于采集、记录乳制品的加工企业信息，并上传至乳制品供应链跟踪追溯子系统；在又一实施例中，所述乳制品的配送子系统，还用于采集、记录乳制品的配送中心信息，并上传至乳制品供应链跟踪追溯子系统；在又一实施例中，所述乳制品的销售子系统，还用于采集、记录乳制品的销售店信息，并上传至乳制品供应链跟踪追溯子系统；在又一实施例中，所述乳制品供应链跟踪追溯子系统，还用于通过网络收集所述养殖场信息、所述原料奶的生产企业信息、所述乳制品的加工企业信息、所述乳制品的配送中心信息和所述乳制品的销售店信息，以及接收查询请求并返回包含上游/下游企业信息及产品信息的查询结果。以下对本发明实施例的各子系统进行更为详细的说明(I)乳制品供应链跟踪追溯子系统图5为本发明实施例的乳制品供应链跟踪追溯子系统的功能结构示意图。如图5所示，该乳制品供应链跟踪追溯子系统包括①地址注册单元用于存储供应链上节点企业的本地ONS服务器的地址，对供应链上的各节点企业各自的本地ONS服务器地址进行注册。②数据管理单元用于根据收集到的所述养殖信息、所述原料奶的生产信息、所述乳制品的加工信息、所述乳制品的配送信息和所述乳制品的销售信息，建立中心数据库，以确保信息一致性、整体性、可靠性和可恢复性。③数据备份单元与该数据管理单元连接，用于实现对所述数据管理元中数据的备份，数据的导出、导入，以加强数据安全性。④系统广品认证单兀凡参与追溯系统的企业的广品，都应粘贴追溯系统的认证标签，管理标签的日常分发工作。⑤系统管理单元用于对乳制品供应链跟踪追溯子系统的登录人员执行身份认证,并分配系统权限。⑥信息查询单元与该数据管理单元连接，用于供消费客户通过电话、手机短信、网络等方式查询乳制品的上游和/或下游产品信息。⑦客户投诉单元用于记录消费客户反映的投诉信息以及投诉信息的处理状况。由以上所述，该跟踪追溯子系统的根ONS服务器包含地址注册单元；数据库服务器包含数据管理单元、数据备份单元、系统用户认证单元和系统产品认证单元；查询服务器包含系统管理单元、信息查询单元和客户投诉单元。(2)乳牛的养殖子系统乳牛的养殖子系统即养殖场生产管理系统主要监管的是乳制品供应链的乳牛养 殖环节。乳牛养殖环节是乳制品供应链信息安全控制的起点，也是关键所在，利用养殖场生产管理系统记录牲畜从出生到出栏的所有信息，能够从源头上杜绝乳制品质量安全问题的产生。通过给乳牛安装基于RFID技术的电子耳标，饲养员可以用手持设备及时记录它们的喂料、免疫、检疫等信息传回乳牛的养殖子系统，并上传到乳制品供应链跟踪追溯子系统。图6为本发明实施例的乳牛的养殖子系统的功能结构示意图。如图6所示，乳牛的养殖子系统包括养殖场信息管理单元和养殖信息管理单元。养殖场信息管理单元详细记录了养殖企业信息、职工信息、乳牛信息，用于管理养殖场基础数据；养殖信息管理单元详细记录了饲料采购信息，喂料信息、药品采购信息，疾病治疗及用药信息和检验检疫信息，用于管理乳牛的一系列养殖信息。图7为乳牛的养殖场子系统的架构示意图。该子系统运用了 RFID技术，RFID读写器自动读取乳牛的电子耳标信息，把接收到的信息通过网络传输到乳牛养殖场的服务器中。图7中的PC机为本地企业的办公电脑，供企业员工登陆本地ONS服务器。(3)原料奶的生产子系统图8为本发明实施例的原料奶的生产子系统的功能结构示意图。如图8所示，原料奶的生产子系统包括原料奶生产企业信息管理单元和原料奶生产信息管理单元。原料奶生产企业信息管理单元详细记录了生产企业信息管理和职工信息，用于管理原料奶生产企业的基础数据；原料奶生产信息管理单元详细记录了日产奶量信息、牛奶品质检测信息、相关添加剂信息、仓储信息等用于管理原料奶的一系列生产信息。图9为原料奶的生产子系统的架构示意图。该子系统运用了 RFID技术，RFID读写器自动读取原料奶生产车间奶箱的电子标签信息，把接收到的信息通过网络传输到原料奶生产企业的服务器中。(4)乳制品的加工子系统原料奶在原料奶生产企业进行品质检验合格后进入生产企业加工环节，图10为本发明实施例的乳制品的加工子系统的功能结构示意图。如图10所示，乳制品的加工子系统包括加工企业信息管理单元和乳制品的加工信息管理单元。加工企业信息管理单元详细记录了加工企业信息和职工信息，用于管理加工企业的基础数据；乳制品的加工信息管理单元详细记录了生产批次信息、生产量信息及仓储信息，用于管理乳制品的一系列乳制品的加工信息。图11为乳制品加工子系统的架构示意图。该系统运用了 RFID技术、Wi-Fi技术和无线传感器网络技术。RFID读写器自动读取乳制品的生产批次等加工信息，把接收到的信息通过网络传输到乳制品加工企业的服务器中；多个传感器节点，用于采集乳制品的加工环境信息并通过无线信道传输给簇头节点；至少一个簇头节点， 用于接收所述至少一个传感器节点发送的数据，然后进行数据融合处理之后经无线信道传给汇聚节点；汇聚节点，用于接收所述至少一个簇头节点发送的数据，然后通过有线网络将汇总的采集数据传送给乳制品加工企业的服务器中，并把相关指令传送给所述至少一个簇头节点。可选地，每一个簇头节点可以与多个传感器节点构成星形拓扑结构，较佳地可形成多个星形拓扑网络结构。(5)乳制品的配送子系统图12为本发明实施例的乳制品的配送子系统的功能结构示意图，如图12所示，乳制品的配送子系统包括配送中心信息管理单元和配送信息管理单元。配送中心信息管理单元详细记录了配送中心信息和人员信息，用于管理配送中心的基础数据；配送信息管理单元详细记录了产品入库信息，产品出库信息和仓储信息，用于管理一系列配送信息。图13为配送子系统的架构示意图。该子系统运用了 RFID技术、GPS技术。RFID读写器，用于获取电子标签所存储的乳制品的出入库信息；至少一个GPS终端，通过GPRS网络与监控设备(如监控电脑)实时通讯，发送GPS定位数据和车辆状态数据到监控设备；监控设备，用于接收GPS终端上传的数据，保存并上传到配送中心的服务器中。配送中心的服务器，与该RFID读写器和该监控设备连接，用于记录包含乳制品的出入库信息在内的乳制品的配送信息、GPS定位数据和车辆状态数据，并通过网络上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。(6)乳制品的销售子系统在销售环节中，基于管理系统对流入流出各个销售店的乳制品进行数据采集并将其保存到销售点数据库中。图14为本发明实施例的乳制品的销售子系统的功能结构示意图，如图14所示，乳制品的销售子系统包括销售店信息管理单元和销售信息管理单元。销售店信息管理单元详细记录了销售店信息和销售人员信息，用于管理销售店的基础数据；销售信息管理单元详细记录了订单信息、零售信息和销售日常信息，用于管理一系列销售信息。图15为本发明实施例中销售店子系统的架构示意图。该子系统运用了条码技术。条形码扫描设备，用于通过扫描条形码，获取乳制品的销售信息，然后通过以太网把数据传输到销售店的服务器中。5.数据流图为增强系统应用的生命力，系统设计时将采用统一的、规范的数据流程，并采用相应的策略来控制数据的流向。数据流图的统一和规范，不仅是实现系统功能的要求，而且是为了满足系统能更好的与相关系统进行数据共享和交流的需要。图16为本发明实施例的基于物联网的乳制品供应链追溯系统的数据流图。如图16所示，一方面，链上各节点企业将信息传到中心数据库乳牛的养殖场将养殖场信息和养殖信息传到中心数据库；原料奶的生产企业将原料奶生产企业信息和原料奶生产信息传到中心数据库；乳制品的加工企业将乳制品加工企业信息和乳制品加工信息传到中心数据库；乳制品的配送中心将配送中心信息和配送信息传到中心数据库；乳制品的销售店将销售店信息和销售信息传到中心数据库。另一方面，相关机构或管理部门将食品安全公告、监测指标常识等信息传送到中心数据库。又一方面，由于各企业间的业务往来,下级生产商往往需要上级供应商的有关原材料的安全信息。为了更详细说明基于物联网的乳制品供应链追溯系统的跟踪和追溯过程，图17给出了乳制品供应链跟踪与追溯序列图与活动图。如图17所示，发送产品编码信号送到该乳制品供应追溯系统，该系统进行产品编码查询，在数据库服务器的产品信息库中查询相关编码得到结果，记录查询结果并进行判断，如果不存在该产品编码，返回空结果退出；如果存在该产品编码，就对该产品编码进行上游产品信息查询和下游产品信息查询。上游产品信息查询之后，如没有上游产品信息返回查询结果退出，如果有上游产品信息，显示上游产品信息并回到产品信息库继续追溯，此为乳制品供应链追溯过程。下游产品信息查询之后，如没有下游产品信息返回查询结果退出，如果有下游产品信息，显示下游产品信息并回·到产品信息库继续跟踪，此为乳制品供应链跟踪过程。其中产品信息例如包括生产信息等。以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统，其特征在于，所述追溯系统包括通过网络互相连接的多个子系统，所述多个子系统包括乳牛的养殖子系统、原料奶的生产子系统、乳制品的加工子系统、乳制品的配送子系统、乳制品的销售子系统和乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述乳牛的养殖子系统，用于采集、记录乳牛的养殖信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述原料奶的生产子系统，用于采集、记录原料奶的生产信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述乳制品的加工子系统，用于采集、记录乳制品的加工信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述乳制品的配送子系统，用于采集、记录乳制品的配送信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述乳制品的销售子系统，用于采集、记录乳制品的销售信息，并上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述乳制品供应链跟踪追溯子系统，用于通过网络收集所述养殖信息、所述原料奶的生产信息、所述乳制品的加工信息、所述乳制品的配送信息和所述乳制品的销售信息，以及接收查询请求并返回包含上游和/或下游信息的查询结果。
2.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述乳牛的养殖子系统包括 第一 RFID读写器，用于通过读取乳牛的电子耳标获得乳牛的养殖信息，所述电子耳标为RFID标签； 第一对象名解析ONS服务器，与所述第一 RFID读写器连接，用于记录所述乳牛的养殖信息，并通过网络上传到所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。
3.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述原料奶的生产子系统包括 第二 RFID读写器，用于读取电子标签所存储的原料奶的日产信息、原料奶品质检测信息、相关添加剂信息； 第二 ONS服务器，与所述第二 RFID读写器连接，用于记录所述原料奶的日产信息、原料奶品质检测信息、相关添加剂信息，并通过网络上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。
4.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述乳制品的加工子系统包括 至少一个传感器节点，通过无线信道与簇头节点连接，用于采集乳制品的加工环境信息并通过无线信道传输给簇头节点； 至少一个簇头节点，通过无线信道与汇聚节点连接，用于接收所述至少一个传感器节点发送的数据，然后进行数据融合处理之后经无线信道传给汇聚节点； 汇聚节点，用于接收所述至少一个簇头节点发送的数据，然后通过有线网络将汇总的采集数据传送给第三ONS服务器，并把相关指令传送给所述至少一个簇头节点； 第三RFID读写器，用于读取电子标签所存储的乳制品的加工信息； 第三ONS服务器，与所述汇聚节点和所述第三RFID读写器连接，用于记录所述乳制品的加工环境信息和加工信息，并通过网络上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述每一个簇头节点与多个所述传感器节点组成星形拓扑网络。
6.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述乳制品的配送子系统包括 第四RFID读写器，用于获取电子标签所存储的乳制品的出入库信息； 监控设备，用于接收GPS终端上传的数据，保存并上传到第四ONS服务器； 至少一个GPS终端，通过GPRS网络与所述监控设备实时通讯，发送GPS定位数据和车辆状态数据到所述监控设备； 第四ONS服务器，与所述第四RFID读写器和所述监控设备连接，用于记录包含乳制品的出入库信息在内的乳制品的配送信息、GPS定位数据和车辆状态数据，并通过网络上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。
7.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述乳制品的销售子系统包括 条形码扫描设备，用于通过扫描条形码，获取乳制品的销售信息； 第五ONS服务器，与所述条形码扫描设备连接，用于记录乳制品的销售信息，并通过网络上传至所述乳制品供应链跟踪追溯子系统。
8.根据权利要求I所述的系统，其特征在于，所述乳制品供应链跟踪追溯子系统包括 根ONS服务器，用于存储供应链上节点企业的本地ONS服务器的地址；对供应链上的各节点企业各自的本地ONS服务器地址进行注册； 数据库服务器，用于存储所述养殖信息、所述原料奶的生产信息、所述乳制品的加工信息、所述乳制品的配送信息和所述乳制品的销售信息； 查询服务器，用于与手机客户端、B/S客户端、或者C/S客户端交互，接收包含产品编码信息的查询请求，并返回包含上游和/或下游产品信息的查询结果。
9.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述乳牛的养殖子系统还包括RFID数据处理器，用于将读取的原始数据进行过滤处理，去除重复、不合法的数据。
10.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述第一RFID读写器为固定式或者手持式的RFID读写器。
11.根据权利要求I所述的系统，其特征在于， 所述乳牛的养殖子系统，还用于采集、记录乳牛的养殖场信息，并上传至乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述原料奶的生产子系统，还用于采集、记录原料奶的生产企业信息，并上传至乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述乳制品的加工子系统，还用于采集、记录乳制品的加工企业信息，并上传至乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述乳制品的配送子系统，还用于采集、记录乳制品的配送中心信息，并上传至乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述乳制品的销售子系统，还用于采集、记录乳制品的销售店信息，并上传至乳制品供应链跟踪追溯子系统； 所述乳制品供应链跟踪追溯子系统，还用于通过网络收集所述养殖场信息、所述原料奶的生产企业信息、所述乳制品的加工企业信息、所述乳制品的配送中心信息和所述乳制品的销售店信息，以及接收查询请求并返回包含上游/下游企业信息及产品信息的查询结果o
12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述根ONS服务器，包括 地址注册单元，用于存储供应链上节点企业的本地ONS服务器的地址，对供应链上的各节点企业各自的本地ONS服务器地址进行注册； 所述数据库服务器，包括 数据管理单元，用于根据收集到的所述养殖信息、所述原料奶的生产信息、所述乳制品的加工信息、所述乳制品的配送信息和所述乳制品的销售信息，建立中心数据库； 数据备份单元，与所述数据管理单元连接，用于实现对所述数据管理元中数据的备份，以及数据的导出和导入； 系统产品认证单元，用于管理标签的日常分发工作； 所述查询服务器，包括 系统管理单元，用于对乳制品供应链跟踪追溯子系统的登录人员执行身份认证，并分配系统权限； 信息查询单元，与所述数据管理单元连接，用于供消费客户通过电话、手机短信、网络等方式查询乳制品的上游和/或下游产品信息； 客户投诉单元，用于记录消费客户反映的投诉信息以及投诉信息的处理状况。
13.一种基于物联网的乳制品供应链信息追溯方法，其特征在于，所述方法适用于权利要求1-12中任一项所述的基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统，所述方法包括 接收包含产品编码的查询请求； 判断是否存在所述产品编码，当存在所述产品编码时，根据所述产品编码进行上游产品信息查询和/或下游产品信息查询； 返回包含上游产品信息和/或下游产品信息的查询结果。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，根据所述产品编码进行上游产品信息查询和/或下游产品信息查询包括 判断是否有上游产品信息，当没有上游产品信息时返回查询结果并退出查询，当有上游产品信息时显示上游产品信息并且继续追溯查询上一级的上游产品信息；和/或， 判断是否有下游产品信息，当没有下游产品信息时返回查询结果并退出查询，当有下游产品信息时显示下游产品信息并且继续跟踪查询下一级的下游产品信息。
全文摘要
本发明提供一种基于物联网的乳制品供应链信息追溯系统及方法，该系统包括通过网络互相连接的多个子系统，其包括乳牛养殖子系统、原料奶生产子系统、乳制品加工子系统、配送子系统、销售子系统和跟踪追溯子系统；养殖子系统采集记录乳牛的养殖信息；生产子系统采集记录原料奶的生产信息；加工子系统采集记录乳制品的加工信息；配送子系统采集记录乳制品的配送信息；销售子系统采集记录乳制品的销售信息；跟踪追溯子系统收集养殖、生产、加工、配送和销售等方面的信息，接收查询请求并返回包含上游和/或下游信息的查询结果。本发明利用条码技术、RFID技术、EPC技术、无线传感器网络技术、GPS技术实现乳制品供应链信息的可视化。
文档编号G06Q50/02GK102722850SQ20121019310
公开日2012年10月10日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者刘丙午, 刘军, 刘同娟, 朱杰 申请人:北京物资学院