一种基于EPCIS的食品安全一体化溯源系统及溯源方法与流程

本发明属于食品安全技术领域。

背景技术：

当前参与食品安全溯源的企业分为食品生产企业和食品流通企业两大类。其中食品生产企业的生产工艺复杂，生产流程多样，食品生产企业大多自己建设有企业erp系统或生产管理系统，因此食品生产企业大多自己有能力建立企业自己的信息化系统完成食品安全溯源。而食品流通企业数量众多，这些企业普遍规模比较小，技术能力差，很多企业仅仅只有一个仓库或一个门店；针对中小型食品流通企业，实现食品安全溯源的推进难度极大。但中小型食品流通企业的生产经营模式比较单一，因此针对这一类企业，迫切有需求统一研发出一款既能满足企业自身的信息化管理需求，自动采集各种食品安全溯源相关的环境质量参数，且方便部署的一体化数据采集溯源系统。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于epcis的食品安全一体化溯源系统及溯源方法，解决了通过epcglobal物联网对食品的流通进行溯源监督的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于epcis的食品安全一体化溯源系统，包括食品企业一体化溯源设备、第一接口转换器、第二接口转换器、第三接口转换器、第四接口转换器、温湿度采集器、空气环境质量采集器、入库rfid闸门、出库rfid闸门、rfid智能货架rfid读写器、二维码扫描器、标签打印机、手持盘库机和视频监控器，食品企业一体化溯源设备包括嵌入式触控平板工控机、语音输出模块、第一wifi模块和rfid刷卡模块，嵌入式触控平板工控机设有rj45网络接口、音频输入接口和串口；语音输出模块通过所述音频输入接口连接嵌入式触控平板工控机，第一wifi模块通过所述rj45网络接口连接嵌入式触控平板工控机，rfid刷卡模块通过所述串口连接嵌入式触控平板工控机；

第一接口转换器、第二接口转换器、第三接口转换器和第四接口转换器均包括主控芯片、rs232芯片、rs485芯片、usb芯片、以太网芯片、232串口接口，485串口接口、usb接口、网线接口和第二wifi模块，rs232芯片、rs485芯片、usb芯片、以太网芯片和第二wifi模块均与主控芯片电连接，所述第二wifi模块与所述第一wifi模块通信，232串口接口连接rs232芯片的输入端，485串口接口连接rs485芯片的输入端，usb接口连接usb芯片的输入端，网线接口连接以太网芯片的输入端；

温湿度采集器通过232串口总线与第一接口转换器的232串口接口连接，空气环境质量采集器通过485串口总线与第一接口转换器的485串口接口连接；

所有入库rfid闸门的控制端和所述出库rfid闸门的控制端均通过485串口总线连接第二接口转换器的485串口接口；

rfid智能货架rfid读写器的输出端通过485串口总线连接第三接口转换器的485串口接口；

二维码扫描器通过usb总线连接第四接口转换器的usb接口，标签打印机通过网线连接第四接口转换器的网线接口；

手持盘库机与视频监控器均通过wifi网络与第一wifi模块通信。

所述空气环境质量采集器为所述空气环境质量采集器为pm2.5检测仪或浮游菌群检测仪。

所述语音输出模块为音响和麦克风。

所述rfid刷卡模块的型号为mt5000hf。

所述嵌入式触控平板工控机的型号为ppc-070c。

与所述的一种基于epcis的食品安全一体化溯源系统配套的溯源方法，包括如下步骤：

步骤1：食品生产厂家部署一个食品安全一体化溯源系统，在每一个流通商均部署一个食品安全一体化溯源系统，在销售商部署一个食品安全一体化溯源系统，所有食品安全一体化溯源系统中的食品企业一体化溯源设备均通过internet网络进行互联互通；食品生产厂家在食品出厂时，利用在食品生产厂家部署的食品安全一体化溯源系统中的标签打印机，在食品包装上打印溯源码；

步骤2：设定进行食品交易的双方为发货商和收货商，当发货商为食品生产厂家、流通商或销售商时，部署在食品生产厂家、流通商或销售商的食品安全一体化溯源系统为发货商食品安全一体化溯源系统；当收货商为流通商或销售商时，部署在流通商或销售商的食品安全一体化溯源系统为收货商食品安全一体化溯源系统；

步骤3：当发货商和收货商进行贸易数据交接的时候，其数据交接步骤如下：

步骤a：收货商根据销售的市场需求首先要向发货商订货，在收货商订货之前，收货商需要首先通过收货商食品安全一体化溯源系统获取到发货商食品安全一体化溯源系统的ip地址：首先发货商向收货商提供一个url地址，收货商通过收货商食品安全一体化溯源系统向国家物联网标识管理公共服务平台发起所述url地址的地址解析查询，然后国家物联网标识管理公共服务平台将发货商的食品安全一体化溯源系统的ip地址返回给收货商食品安全一体化溯源系统；

步骤b：收货商食品安全一体化溯源系统直接向发货商食品安全一体化溯源系统发起订货请求，发货商食品安全一体化溯源系统的嵌入式触控平板工控机上显示出收货商的订货请求，所述订货请求包括所要订货的食品项目信息、所要订货的食品数量、要求的交货时间和发货方式；

步骤c：发货商食品安全一体化溯源系统在接收了订单以后，会返回一个订货回单给收货商食品安全一体化溯源系统，通知收货商订货成功；订货回单中会生成一个用来给发货商和收货商之间交货使用的交货单号；

步骤d：发货商在实际准备好货物以后，发货商通过发货商食品安全一体化溯源系统生成一个交货单，发货商食品安全一体化溯源系统将交货单传送给收货商食品安全一体化溯源系统，所述交货单包括交货单号、交货食品项目信息、货物的数量、货物的单品序列号列表和货物的批号列表；

步骤e：发货商和收货商的贸易数据交接完成；

步骤4：当发货商和收货商进行实际的物流运输时，其物流运输时的溯源数据链的生成包括如下步骤：

步骤f：发货商在进行实际入库时，发货商食品安全一体化溯源系统采集各种食品入库信息，并将这些食品入库信息存储到发货商食品安全一体化溯源系统中的嵌入式触控平板工控机中；所述食品入库信息包括仓库温湿度信息、仓库空气质量信息、入库闸门开关信息、食品编码信息和食品货架信息；

步骤g：发货商食品安全一体化溯源系统按照epcis标准规范向在厂家部署的食品安全一体化溯源系统传递入库事件数据，所述入库事件数据包含食品入库事件发生的时间、动作和备注信息；

步骤h：发货商与收货商在实际交易时，发货商进行货物的实际出库，发货商食品安全一体化溯源系统采集各种食品出库信息，并将这些食品出库信息存储到发货商食品安全一体化溯源系统中的嵌入式触控平板工控机中；所述食品出库信息包括出库闸门开关信息、食品编码信息和食品货架信息；

步骤j：发货商食品安全一体化溯源系统按照epcis标准规范向在厂家部署的食品安全一体化溯源系统传递出库事件数据，所述出库事件数据包含出库事件发生的时间、动作和备注信息；

步骤k：收货商在收到食品后对食品进行实际入库，收货商食品安全一体化溯源系统采集各种食品入库信息，并将这些食品入库信息存储到收货商食品安全一体化溯源系统中的嵌入式触控平板工控机中；

收货商食品安全一体化溯源系统按照epcis标准规范向发货商食品安全一体化溯源系统传递货物入库事件数据；

步骤l收货商对食品进行实际销售时，收货商通过收货商食品安全一体化溯源系统对食品进行出库处理，收货商食品安全一体化溯源系统采集各种食品出库信息，并将这些食品出库信息存储到收货商食品安全一体化溯源系统中的嵌入式触控平板工控机中；

步骤m：收货商食品安全一体化溯源系统按照epcis标准规范向发货商食品安全一体化溯源系发送销售事件数据，该数据中包含销售事件发生的时间、动作和备注信息；

步骤n：生成物流运输时的溯源数据链的步骤完毕；

步骤5：当消费者或监管用户发起溯源查询的时候，其溯源查询的步骤如下：

步骤o：消费者或监管用户利用手机或电脑联系epcglobal物联网，根据食品包装上的溯源码向在生产厂家部署的食品安全一体化溯源系统发送溯源查询请求；

步骤p：在厂家部署的食品安全一体化溯源系统根据步骤4所得到的物流运输时的溯源数据链，查询出所有相关的流通商和销售商，并读取所有相关的发货商食品安全一体化溯源系统的url地址和收货商食品安全一体化溯源系统url地址；

步骤q：在厂家部署的食品安全一体化溯源系统将所有物流运输时的溯源数据链进行数据整理后，生成溯源数据，并将溯源数据通过epcglobal物联网发送给消费者或监管用户的手机或电脑供消费者或监管用户查询。

本发明所述的一种基于epcis的食品安全一体化溯源系统及溯源方法，解决了通过epcglobal物联网对食品的流通进行溯源监督的技术问题；本发明实现了生成食品流通的完整拓扑，最终生成食品的溯源数据链，实现了利用最少的资源对食品流通进行溯源查询的技术方案；本发明采用接口转换器，兼容多种数据总线接口，实现了仓库中各种传感器的无线化管理；本发明具备仓库管理系统和追溯系统的双重功能，能以生产企业为中心组建自治域，对外提供产品追溯查询服务。

附图说明

图1是本发明的硬件结构框图；

图2是本发明的步骤3的流程图；

图3是本发明的步骤4的流程图；

图4是本发明的步骤5的流程图；

图5是本发明实施例三的流程图；

图中：企业一体化溯源设备1、嵌入式触控平板工控机2、语音输出模块3、第一wifi模块4、rfid刷卡模块5、第一接口转换器6、第二接口转换器7、第三接口转换器8、第四接口转换器9、手持盘库机10、视频监控器11、温湿度采集器12、空气环境质量采集器13、入库rfid闸门14、出库rfid闸门15、rfid智能货架rfid读写器16、二维码扫描器17、标签打印机18。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示的一种基于epcis的食品安全一体化溯源系统，包括食品企业一体化溯源设备1、第一接口转换器6、第二接口转换器7、第三接口转换器8、第四接口转换器9、温湿度采集器12、空气环境质量采集器13、入库rfid闸门14、出库rfid闸门15、rfid智能货架rfid读写器16、二维码扫描器17、标签打印机18、手持盘库机10和视频监控器11，食品企业一体化溯源设备1包括嵌入式触控平板工控机2、语音输出模块3、第一wifi模块4和rfid刷卡模块5，嵌入式触控平板工控机2设有rj45网络接口、音频输入接口和串口；语音输出模块3通过所述音频输入接口连接嵌入式触控平板工控机2，第一wifi模块4通过所述rj45网络接口连接嵌入式触控平板工控机2，rfid刷卡模块5通过所述串口连接嵌入式触控平板工控机2；(手持盘库机10、视频监控器11、温湿度采集器12、空气环境质量采集器13、入库rfid闸门14、出库rfid闸门15、rfid智能货架rfid读写器16、二维码扫描器17、标签打印机18和rfid刷卡模块5均为现有技术，固不详细叙述)

第一接口转换器6、第二接口转换器7、第三接口转换器8和第四接口转换器9均包括主控芯片、rs232芯片、rs485芯片、usb芯片、以太网芯片、232串口接口，485串口接口、usb接口、网线接口和第二wifi模块，rs232芯片、rs485芯片、usb芯片、以太网芯片和第二wifi模块均与主控芯片电连接，所述第二wifi模块与所述第一wifi模块4通信，232串口接口连接rs232芯片的输入端，485串口接口连接rs485芯片的输入端，usb接口连接usb芯片的输入端，网线接口连接以太网芯片的输入端；

温湿度采集器12通过232串口总线与第一接口转换器6的232串口接口连接，空气环境质量采集器13通过485串口总线与第一接口转换器6的485串口接口连接；

所有入库rfid闸门14的控制端和所述出库rfid闸门15的控制端均通过485串口总线连接第二接口转换器7的485串口接口；

rfid智能货架rfid读写器16的输出端通过485串口总线连接第三接口转换器8的485串口接口；

二维码扫描器17通过usb总线连接第四接口转换器9的usb接口，标签打印机18通过网线连接第四接口转换器9的网线接口；

手持盘库机10与视频监控器11均通过wifi网络与第一wifi模块4通信。

所述空气环境质量采集器13为pm2.5检测仪或浮游菌群检测仪。所述语音输出模块3为音响和麦克风。

所述rfid刷卡模块5的型号为mt5000hf。

所述嵌入式触控平板工控机2的型号为ppc-070c。

所述第一wifi模块4和第二wifi模块的型号均为esp8266。

所述主控芯片为arm7控制器。

实施例二：

如图2-4所示，与实施例一所述的一种基于epcis的食品安全一体化溯源系统配套的溯源方法，是通过实施例一所述的一种基于epcis的食品安全一体化溯源系统实现的，包括如下步骤：

步骤1：食品生产厂家部署一个食品安全一体化溯源系统，在每一个流通商均部署一个食品安全一体化溯源系统，在销售商部署一个食品安全一体化溯源系统，所有食品安全一体化溯源系统中的食品企业一体化溯源设备1均通过internet网络进行互联互通；食品生产厂家在食品出厂时，利用在食品生产厂家部署的食品安全一体化溯源系统中的标签打印机18，在食品包装上打印溯源码；

步骤2：设定进行食品交易的双方为发货商和收货商，当发货商为食品生产厂家、流通商或销售商时，部署在食品生产厂家、流通商或销售商的食品安全一体化溯源系统为发货商食品安全一体化溯源系统；当收货商为流通商或销售商时，部署在流通商或销售商的食品安全一体化溯源系统为收货商食品安全一体化溯源系统；

步骤3：当发货商和收货商进行贸易数据交接的时候，其数据交接步骤如下：

步骤a：收货商根据销售的市场需求首先要向发货商订货，在收货商订货之前，收货商需要首先通过收货商食品安全一体化溯源系统获取到发货商食品安全一体化溯源系统的ip地址：首先发货商向收货商提供一个url地址，收货商通过收货商食品安全一体化溯源系统向国家物联网标识管理公共服务平台发起所述url地址的地址解析查询，然后国家物联网标识管理公共服务平台将发货商的食品安全一体化溯源系统的ip地址返回给收货商食品安全一体化溯源系统；

步骤b：收货商食品安全一体化溯源系统直接向发货商食品安全一体化溯源系统发起订货请求，发货商食品安全一体化溯源系统的嵌入式触控平板工控机2上显示出收货商的订货请求，所述订货请求包括所要订货的食品项目信息、所要订货的食品数量、要求的交货时间和发货方式；

步骤c：发货商食品安全一体化溯源系统在接收了订单以后，会返回一个订货回单给收货商食品安全一体化溯源系统，通知收货商订货成功；订货回单中会生成一个用来给发货商和收货商之间交货使用的交货单号；

步骤d：发货商在实际准备好货物以后，发货商通过发货商食品安全一体化溯源系统生成一个交货单，发货商食品安全一体化溯源系统将交货单传送给收货商食品安全一体化溯源系统，所述交货单包括交货单号、交货食品项目信息、货物的数量、货物的单品序列号列表和货物的批号列表；

步骤e：发货商和收货商的贸易数据交接完成；

步骤4：当发货商和收货商进行实际的物流运输时，其物流运输时的溯源数据链的生成包括如下步骤：

步骤f：发货商在进行实际入库时，发货商食品安全一体化溯源系统采集各种食品入库信息，并将这些食品入库信息存储到发货商食品安全一体化溯源系统中的嵌入式触控平板工控机2中；所述食品入库信息包括仓库温湿度信息、仓库空气质量信息、入库闸门开关信息、食品编码信息和食品货架信息；

步骤g：发货商食品安全一体化溯源系统按照epcis标准规范向在厂家部署的食品安全一体化溯源系统传递入库事件数据，所述入库事件数据包含食品入库事件发生的时间、动作和备注信息；

步骤h：发货商与收货商在实际交易时，发货商进行货物的实际出库，发货商食品安全一体化溯源系统采集各种食品出库信息，并将这些食品出库信息存储到发货商食品安全一体化溯源系统中的嵌入式触控平板工控机2中；所述食品出库信息包括出库闸门开关信息、食品编码信息和食品货架信息；

步骤j：发货商食品安全一体化溯源系统按照epcis标准规范向在厂家部署的食品安全一体化溯源系统传递出库事件数据，所述出库事件数据包含出库事件发生的时间、动作和备注信息；

步骤k：收货商在收到食品后对食品进行实际入库，收货商食品安全一体化溯源系统采集各种食品入库信息，并将这些食品入库信息存储到收货商食品安全一体化溯源系统中的嵌入式触控平板工控机2中；

收货商食品安全一体化溯源系统按照epcis标准规范向发货商食品安全一体化溯源系统传递货物入库事件数据；

步骤l收货商对食品进行实际销售时，收货商通过收货商食品安全一体化溯源系统对食品进行出库处理，收货商食品安全一体化溯源系统采集各种食品出库信息，并将这些食品出库信息存储到收货商食品安全一体化溯源系统中的嵌入式触控平板工控机2中；

步骤m：收货商食品安全一体化溯源系统按照epcis标准规范向发货商食品安全一体化溯源系发送销售事件数据，该数据中包含销售事件发生的时间、动作和备注信息；

步骤n：生成物流运输时的溯源数据链的步骤完毕；

步骤5：当消费者或监管用户发起溯源查询的时候，其溯源查询的步骤如下：

步骤o：消费者或监管用户利用手机或电脑联系epcglobal物联网，根据食品包装上的溯源码向在生产厂家部署的食品安全一体化溯源系统发送溯源查询请求；

步骤p：在厂家部署的食品安全一体化溯源系统根据步骤4所得到的物流运输时的溯源数据链，查询出所有相关的流通商和销售商，并读取所有相关的发货商食品安全一体化溯源系统的url地址和收货商食品安全一体化溯源系统url地址；

步骤q：在厂家部署的食品安全一体化溯源系统将所有物流运输时的溯源数据链进行数据整理后，生成溯源数据，并将溯源数据通过epcglobal物联网发送给消费者或监管用户的手机或电脑供消费者或监管用户查询。

实施例三；

如图5所示，在食品生产企业a、食品流通企业b、食品销售企业c和消费者之间构成一个完整的食品安全溯源数据链的过程包括如下步骤：

步骤1：在食品生产企业a中部署食品安全一体化溯源系统a，在食品流通企业b中部署食品安全一体化溯源系统b,在食品销售企业c中部署食品安全一体化溯源系统c；食品安全一体化溯源系统a在食品包装上打印溯源码；

步骤1：食品安全一体化溯源系统b向食品安全一体化溯源系统a发起订货请求，该请求包括要订购的商品的品类、数量和送达时间；

步骤2：食品安全一体化溯源系统a返回订货回单给食品安全一体化溯源系统b，通知食品流通企业b订货成功，订货回单中包括食品生产企业随机生成的交货单号和预计送达时间；

步骤3：食品生产企业a将货物实际交付给食品流通企业b，食品生产企业a随货物附送一张交货单给食品流通企业b，该交货单中包含交货单号、送达的商品的品类、数量、批次和单品序列号列表信息；

步骤4：食品流通企业b在收到货物并核对无误以后，食品流通企业b通过食品安全一体化溯源系统发出一个epcis事件通知给食品安全一体化溯源系统a；

步骤5：食品安全一体化溯源系统c向食品安全一体化溯源系统b发送订购请求，所述订购请求包括要订购的商品的品类、数量和送达时间；

步骤6：食品安全一体化溯源系统b返回订货回单给食品安全一体化溯源系统c，通知食品销售企业c订货成功，订货回单中包括食品流通企业随机生成的交货单号和预计送达时间信息。

步骤7：食品生产企业b将货物实际交付给食品销售企业c，食品流通企业b随货物附送一张交货单给食品销售企业c，该交货单中包含交货单号、送达的商品的品类、数量、批次、单品序列号列表等信息；

步骤8：食品安全一体化溯源系统b在货物出库以后，通过epcis发送一个事件通知给食品安全一体化溯源系统a；

步骤9：食品销售企业c在收到货物，核对无误以后，通过食品安全一体化溯源系统c发出一个epcis事件通知给食品安全一体化溯源系统a；

步骤10：食品销售企业c将货物实际销售给消费者；

步骤11：食品安全一体化溯源系统c通过epcis发送一个事件通知给食品安全一体化溯源系统a；

步骤12：消费者通过手机app或者电脑连接epcglobal物联网，并扫描食品包装上的溯源码发起溯源查询请求；

步骤13：由于溯源码是食品安全一体化溯源系统a打印的，溯源码其中包含的信息有食品安全一体化溯源系统a的对外暴露的网址，因此食品食品安全一体化溯源系统a此时就做为食品安全溯源查询的代理，发起溯源查询；食品安全一体化溯源系统a中记录了食品首先流经食品流通企业b，因此首先发出epcis溯源查询请求给食品安全一体化溯源系统b；

步骤14：食品安全一体化溯源系统b返回epcis溯源查询响应相应给食品安全一体化溯源系统a；

步骤15：食品安全一体化溯源系统a的数据库中记录的下一个企业是食品销售企业c，因此食品安全一体化溯源系统a然后通过递归查询发出epcis溯源查询请求给食品安全一体化溯源系统c。

步骤16：食品安全一体化溯源系统c返回epcis溯源查询响应相应给食品安全一体化溯源系统a。

步骤17：食品安全一体化溯源系统a将步骤14中和步骤16中的两个epcis溯源查询响应合并成一个http的页面，并返回食品安全溯源查询响应数据到epcglobal物联网，供消费者查看。

本发明所述的一种基于epcis的食品安全一体化溯源系统及溯源方法，解决了通过epcglobal物联网对食品的流通进行溯源监督的技术问题；本发明实现了生成食品流通的完整拓扑，最终生成食品的溯源数据链，实现了利用最少的资源对食品流通进行溯源查询的技术方案；本发明采用接口转换器，兼容多种数据总线接口，实现了仓库中各种传感器的无线化管理；本发明具备仓库管理系统和追溯系统的双重功能，能以生产企业为中心组建自治域，对外提供产品追溯查询服务。