追溯平台设计

追溯平台设计（精选8篇）

追溯平台设计 篇1

0 引言

CDIO (conceive, design, implement, operate, 构思、设计、实现、运作) 是当今国际高等工程教育的一种新模式, 由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所大学共同倡导。这种模式更加注重扎实的工程基础理论和专业知识的培养, 通过每一门课程, 每一个模块, 每一个教学环节来落实产业对能力的要求, 满足产业对工程人才质量的要求[1]。基于CDIO的高校毕业设计涉及开题答辩、中期检查、毕业答辩等多个环节, 目的是通过各个环节的推进, 一是为了督促学生按计划开展毕业设计, 更主要是及时发现学生在毕业设计各阶段所出现的问题, 并给出相应的指引, 以确保其整个毕业设计过程的顺利进行。一些高校为了提高实践教学水平和人才培养质量, 增强学生实践能力和创新精神, 毕业设计全过程时间长达半年甚至1年, 包括开题答辩、中期检查、毕业答辩、抽检等多个环节, 时间跨度大、涉及的环节多。而现有的管理模式仍然是人工管理, 即各环节的实施时间安排、答辩中出现的问题以及教师的指导建议、平时学生与导师的沟通以及指导记录、各阶段检查的结果和整改的方向等全部通过人工方式记录、管理, 毕业设计的实施质量完全依赖于各环节指导教师的责任心。一方面极大的增加了指导教师的毕业设计指导工作量, 包括各环节问题的记录、整理、归档保存以及下一次的跟踪工作, 一方面就不可避免的出现了个别前一环节的问题下一环节还没有改正、每一环节的答辩和指导演绎成一种走过场的现象。

1 需求分析

毕业设计环节涉及的用户群有三类:学院教学秘书、毕业指导教师以及毕业设计学生。

学院教学秘书:发布毕业设计各环节的时间表, 毕业设计开展流程, 毕业设计相关表格及填写说明;为教师及学生用户创建、审核账号, 分配权限, 管理维护用户相关信息及发布相关的公告信息等。

毕业指导教师:登陆平台后, 可以查看所指导毕业生提交的各环节文档资料, 包括开题报告、中期考核报告及毕业论文, 可在线点评以及下载本地;可以给所指导毕业生留言, 可查看毕业生留言及回复;可对定稿毕业论文给出指导教师意见及成绩;可以对需要评阅的其他教师所指导毕业论文进行查看及下载, 可给出评阅意见及评阅成绩;可对个人的基本信息进行维护管理。

毕业设计学生:登陆平台后, 可上传毕业设计各环节文档资料给指导教师进行批阅, 包括开题报告、中期考核报告及毕业论文;可给指导教师留言及查看、回复留言;可预约导师线上及线下答疑时间;可对个人的基本信息进行维护管理。

2 平台功能概述

高校毕业设计全过程追溯管理平台设计方案, 从用户角色模块细分角度来看, 管理平台包括教学秘书模块、指导教师模块及毕业学生模块。其中教学秘书模块细分为资源管理模块、用户管理模块、权限管理模块、公告管理模块、设计流程管理模块;指导教师模块细分为论文管理模块、留言管理模块、评阅管理模块、预约管理模块、个人信息管理模块;毕业学生模块细分为论文管理模块、留言管理模块、预约管理模块、个人信息管理模块。系统功能模块图如图1所示。

3 平台设计

3.1 E-R图

E-R图也称实体-联系图 (Entity Relationship Diagram) , 提供了表示实体类型、属性和联系的方法, 用来描述现实世界的概念模型[2]。毕业设计管理平台的E-R图如图2所示。

教学秘书作为一个实体, 其属性有Id、姓名、密码、联系方式等属性, 其中Id为主键;毕业学生作为一个实体, 其属性有学号、姓名、班级、专业、电话、登录密码等属性, 其中学号为主键;教师作为一个实体, 其属性有职工编号、姓名、所属专业、所属教研室、登录账号、登录密码等属性, 其中职工编号为主键;论文作为一个实体, 其属性有编号、标题、论文路径、论文的题目、上传时间、上传者姓名、作者ID等属性, 其中编号为主键;公告作为一个实体, 其属性有编号、公告标题、内容、发布者ID、发布时间等属性, 其中编号为主键;留言作为一个实体, 其属性有编号、留言者ID、留言对象ID、留言内容、留言日期等属性, 其中编号为主键。

3.2 数据库表

根据平台E-R图及分析, 构建学生信息表 (t_stu) 、教师信息表 (t_tea) 如表1、表2所示, 因篇幅关系, 其它教学秘书信息表 (t_admin) 、论文信息表 (t_lunwen) 、公告信息表 (t_gonggao) 、留言信息表 (t_gonggao) 等数据库表不一一赘述。

4 平台实现

基于平台功能和数据需求, 后台数据库选用MYSQL5.0[3], 利用J2EE技术中的Struts+Hibernate技术, 基于B/S模式及MVC[4]设计模式, 在My Eclipse 8.0[5]开发环境进行了平台功能实现。所研发设计的平台已经申请并授予了软件著作权, 如图3所示。

5 结束语

通过研究基于CDIO的高校毕业设计过程涵盖的开题答辩、中期检查、毕业答辩等多个环节, 分析各环节中导师、学生、学院的工作分工及内容, 找出当前管理模式存在的问题及有待改进的地方, 融合全程追溯思想, 研究设计基于CDIO的毕业设计全过程追溯模式, 实现毕业设计各环节的进展及完成情况的追踪和溯源、多角色 (学院、导师、学生) 的工作、指导、交互等方面的考核。并利用现有的信息化技术手段, 实现基于CDIO的毕业设计全过程追溯管理平台, 通过管理平台体现上述管理过程、思想和理念, 以公开透明的方式, 有序、有据的推进毕业设计各环节, 对履行CDIO毕业设计的主旨, 减轻指导教师、学院工作量, 切实提升毕业设计的质量有重要意义。

参考文献

[1]郭皎.基于CDIO的计算机专业实验教学改革[J].实验技术与管理, 2011.2:155-157

[2]李海燕.基于Android移动电子商务平台的设计与实现[J].计算机安全, 2014.7

[3]李荣国.My SQL数据库在自动测试系统中的应用[J].计算机应用, 2011.12:169-171, 175

[4]赖英旭.MVC模式在B_S系统开发中的应用研究[J].微计算机信息, 2006.10:62-64, 113

[5]曹大有.基于Struts和Spring框架技术的Web应用的开发过程[J].计算机应用与软件, 2008.8:203-204, 211

追溯平台设计 篇2

随着人民生活水平的提高，越来越多的人更加注重饮食健康。市场上琳琅满目的昂贵保健品让人眼花缭乱，至于保健品中营养物质是什么，成分究竟有多少?仅仅靠保健品包装上的说明并不能满足广大消费者的好奇心。第三方食品追溯平台就为我们解开保健品的神秘面纱。目前，我国保健品市场上出现的问题主要有以下几方面：

1.保健食品法律法规不健全，严厉打击违法生产销售行为缺少法律依据

旧的《食品安全法》对保健食品品种管理、生产流通环节的监管没有明确规定，保健食品监管缺乏法律依据。

2.非法添加违禁物品情况时有发生

一些企业擅自在保健食品中添加违禁物品，对消费者健康构成威胁。

3.个别企业违规生产，存在安全隐患

个别企业在实际生产过程中，为了节约生产成本，在生产过程中违反保健食品良好生产规范的要求。此外，保健食品生产委托加工现象普遍，责任不明确，增加了保健食品受污染的环节，难以保证产品质量。

4.非法经营的保健食品屡禁不止

这些产品有的盗用保健食品批准文号，有的冒用保健品标志，有的将普通食品当作保健食品进行宣传，有的生产经营假冒伪劣保健食品，等等，严重扰乱了保健食品市场。遍地可见的“专家咨询”、“免费检测”、“义诊”等活动，骗取消费者的信任，诱导其购买产品，增加了监管工作的难度。

5.保健食品虚假夸大宣传严重

一些保健食品生产厂家和营销者，利用消费者对药品和食品区分上的误区，利用一些消费者迫切心理需求，对产品进行虚假的效果宣传，最终让消费者上当受骗。

追溯平台设计 篇3

贾建华, 中国物品编码中心产品信息与追溯应用开发室副主任, 主要负责中国商品信息服务平台和国家食品 (产品) 安全追溯平台相关工作, 对追溯理论及具体实践有深刻的理解。参与《食品追溯信息系统开发指南》《食品追溯信心编码与标识规范》《食品可追溯性通用规范》国家标准的编写工作;参与泰祥水产品追溯、广西米粉追溯、天津中药材追溯等追溯项目;作为核心成员参与国家食品安全平台的筹建工作。

随着越来越多的食品生产经营者开始按照新《食品安全法》的规定建立食品安全追溯体系, 保证食品可追溯, 人们对于食品安全追溯的关注度和要求也越来越高。《食品安全导刊》联合物品编码中心推出“食品安全追溯”系列在线课程, 解析食品安全追溯中值得了解的问题。2016年9月22日, 中国物品编码中心产品信息与追溯应用开发室副主任贾建华做客“食安大讲堂”, 对食品安全追溯的相关内容以及EPCIS追溯事件做出了解读。

食品安全追溯概述

在介绍食品安全追溯系统之前, 贾建华首先与讲堂听众回顾了当前食品安全追溯中的一些概念。“食品安全追溯”一词最早于2002年欧盟爆发疯牛病后被提出, GS1总部在跟踪这次事件的同时, 也翻译了一些欧盟关于追溯的标准。对于当时的情况可以看出, 食品安全追溯主要起到了“事前防范, 事后补救”的作用。

追溯其实涵盖了两层意思—追踪和溯源。食品安全追溯是指运用技术手段, 通过对供应链上各种食品信息进行标识、采集、记录、分享, 在供应链上每一个节点完成“向上一步追溯和向下一步追溯”, 最终实现生产、加工、物流、零售整个供应链的全过程跟踪溯源。追溯并不是一个非常复杂的过程, 因为无论多么复杂的过程, 都可以做到“向上一步追溯”和“向下一步追溯”, 在每一个环节上都只需追踪上层环节, 再了解该物品的下层流向, 最后通过信息化的手段将所有环节串联起来, 就能够形成完整的追溯链条。

食品安全追溯目前在国际上, 包括在国内都非常重要。从2015年10月1日新《食品安全法》正式颁布以后, 国家开始要求企业必须建立食品安全追溯制度, 同时也明确提出鼓励企业通过信息化的手段实现追溯。在国家层面上, 2014年APEC领导人正式会议宣言上, 与会的各国达成了一致意见, 即要采用全球性的标准开展追溯方面的数据合作;2016年, 物品编码中心参与到其中的一个项目—马来西亚的榴莲到中国境内的一个追溯事件, 其中物品编码中心参与了包括系统建设在内的全部工作。2016年初, 国务院办公厅发布了《关于加快推进重要产品追溯体系建设的意见》, 指出追溯系统建设要统一规划、分类推进, 统一标准、互联互通。

贾建华提到, GS1是一个全球化的组织, 和ISO的组织一样主要进行标准化工作。目前, 全球有100多个国家加入到GS1组织中, 并服务于150多个国家和地区, 现已有超过250万GS1条码企业用户。中国物品编码中心 (GS1 China) 目前有47个分支机构, 覆盖100多万家商超和95%以上快速消费品, 累计50多万家条码企业用户, 制定条码、二维码、EDI等相关国家标准近100项。

GS1对于追溯的解决方案主要分为四个部分;第一是追溯标准, 也称全球追溯标准 (GTS) , 主要规范如何实现产品的追溯, 如何收集追溯相关信息等内容;第二为追溯指南, 是目前GS1对每个国家开展的追溯案例实施情况的总结, 通过这些指南, 可以了解到不同的产品如生鲜、乳制品等应该如何去进行追溯活动;第三是全球追溯评估, 这是近几年GS1开展的一项业务。目前国内许多企业在进行追溯, 很多公司也在为企业提供追溯服务, 然而并没有一个标准能够衡量企业的产品是否进行了追溯, 并判断追溯是否有效。全球追溯评估即是提供相关标准, 帮助企业去核实产品在追溯方面是否达到了相应要求;第四则是技术支持。

国家对追溯的要求涵盖了GS1中规定的所有相关标准, 从编码到数据采集到数据的共享全部涉及, 追溯可以称为GS1的集大成者:从编码上来说, 如果要对产品进行追溯, 就要对产品及其货运单元进行编码, 对参与方也要编码, GS1为要追溯的产品和追溯参与方分配全球唯一标识。从载体上而言, 使用一维编码可以进行追溯, 使用二维码也可以追溯。从数据的传输上来讲, 供应链各参与方通过数据交换标准实现信息的交流与共享, 动态数据传输可以使用GS1的EPCIS标准, 发票信息可以使用EDI标准。

国家食品安全追溯平台

国家食品安全追溯平台于2007年正式成立。在2007年成立之前, 物品编码中心花费约5年时间在全国对不同的食品、不同的行业收集不同的案例。由于这些案例的收集是在各地进行, 一直没有较大的平台能够将数据统一起来, 所以物品编码中心从2007年开始筹备食品安全追溯平台, 到现在已经进行了将近10年的相关工作。

食品安全追溯平台能够对各个平台的数据进行收集, 贾建华表示, 物品编码中心希望通过这个平台为企业提供统一的服务。该平台在2012年得到了国家认可, 发改委正式批复, 由质检总局牵头, 物品编码中心作为实施单位, 搭建了第三方的追溯公共服务平台。尽管追溯有很多种类, 但通过食品安全追溯平台都能够进行实现。根据追溯的基本原则来说, 只要能够追踪、溯源, 通过追溯平台将生产原料信息录入, 将产品的流向信息记录下来, 它就满足了追溯的基本要求。就“应该采用怎样的方式进行追溯”的问题, 编码中心进行过很多尝试, 包括一维编码、二维码、RFID标签等。但是由于追溯编码具有特殊性, 更多的是大型企业愿意进行定制化的、特殊化的追溯, 因为大型企业具有一定的资金实力, 能够为了实现追溯调整自身的生产线。但是在中国, 食品企业仍然以中小企业为主, 这些企业想要实现食品安全追溯, 就可以通过食品安全追溯平台来实现。企业可以无需在产品上额外加贴条码, 平台能够通过产品固有的商品条码和批次号来实现食品的快速追溯和有效的召回。

现如今, 我国近乎所有的食品企业都已基本具备批次追溯的能力, 而食品生产大部分情况下还是以批次为生产单元。尽管现在经常提到“一物一码”、追踪到单品, 然而这些通常都结合了企业其他特殊的需求。从追溯的角度来说, 追踪到批次已经足够, 食品安全追溯平台能够帮助中小企业实现批次追溯的需求。

在介绍了食品安全追溯平台的服务内容后, 贾建华又介绍了食品安全追溯平台的架构。除国家级平台外, 食品安全追溯平台还与其他省级平台进行数据的互通互联, 这些省级平台可以通过接口方式和物品编码中心进行数据的交换。同时国家级平台不止会整合追溯数据, 也会和其他部委的数据进行对接, 包括监督抽查信息、检验执法信息都会引入到平台中来。其最终希望是能够做到让消费者和社会大众通过条码和批次信息就可以将与之有关的产品信息都可以查询出来, 关联原材料信息、流向信息、监督抽查信息等所有内容。

当前, 食品安全追溯平台免费向企业提供, 其主要功能可以分为七个部分—产品基本配置、企业基本配置、批次追溯、单品追溯、预警与召回、综合查询和帮助文档的下载。

①基本配置:企业需要配置其资质文件、供应商信息、零售商信息、生产地址、班次信息。进行追溯的过程中信息量非常大, 尤其是企业的供应商信息、零售商信息等, 无法做到每次都要求企业去填写包含这些内容的表格, 所以可将这些信息提前配置到平台中, 企业在录入数据的时候, 可以通过下拉菜单等方式, 加快数据录入的过程。

②产品基本配置:包括两个最重要的配置, 即关键控制点和检验项。关键控制点是用于产品质量追溯的依据, 企业可以定义每一个产品的关键控制点, 设定关键控制点要定义的相关数据项。食品安全追溯平台根据食药总局最新下发的每一品类关键控制点的要求, 预先帮助企业录入了一部分内容, 可以起到节省企业制作关键控制点的时间的作用。检验项也需要模板化的预先定义, 因为现在进行追溯都是为了向企业、消费者呈现每一个批次的检验结果, 然而不同产品需要的检验项各不相同, 即使是同一种产品, 通过不同的企业生产, 企业要求也不一样。通过这个平台, 企业通过配置关键控制点和检验项, 可以定义一个属于其自身产品的追溯模板, 帮助维护产品的基本信息。

③批次追溯:主要包括进货管理, 进行生产记录, 然后进行生产批次和追溯数据的填报。通过对生产记录向上一步进行关联, 通过对批次信息的填报对向下一步的信息进行采集。在对生产批次的填报中, 能够将关键控制点、检验报告和订单管理都关联出来, 呈现给消费者和企业。

④单品追溯:这部分在平台中涉及不多, 但平台也设计了相应的功能。现在, 单品追溯的应用也比较多, 因为其涉及防窜货、防伪和营销等问题, 有时企业需要在包装上编制产品的唯一标识, 在最小包装上、箱、托盘上都采用唯一标识, 平台将箱也定义为一个产品, 将箱与箱之间自动的进行层级的关联与嵌套, 最终来实现对单品的追溯。

在这里, 贾建华介绍了追溯过程中较为关键的一些技术点:

首先是如何通过模板化技术实现不同产品的动态数据采集, 其中涉及到模板的定义。需要了解追溯是一组事件的集合, 通过模板可以定义每个事件的生成加工环节、追溯对象、对象的属性、属性单位, 然后使用属性值来存储所有追溯的数据, 实现不同产品的动态数据采集。

其次是如何划分不同追溯阶段, 实现准确追溯。要进行准确追溯, 第一步就是要明确追溯的原则, 做到“向上一步追溯和向下一步追溯”, 然后通过是否产生新的对象来界定何时“向上”或“向下”一步, 对不同阶段的对象分别追溯, 使用编码定义各阶段对象的名称, 并记录批次。

最后是如何升级转换成全国通用的追溯方案。目前我国追溯方案的现状主要体现在三方面, 一是全国20多个省级食药监监管平台使用商品条码和批次对企业生产、流通、餐饮3个主要环节进行监管。二是国际上全球有100多个国家基于商品条码, 即GS1的方案实现产品追溯。三是第三方公司在使用自己的一物一码方案为企业提供追溯、防伪、营销、防窜货等服务。目前GS1的编码方案包含产品编码、序列号, 先梳理出产品编码, 然后生成序列号, 然后再添加上AI标识符, AI标识符会分别附加到产品编码、序列号前, 将其组合起来就是一个完整的、唯一的单品追溯码。而第三方自己的编码方案根据提供服务的公司不同也各有差异, 第三方编码中可能包含数字和字母。想要使第三方的溯源码和GS1的溯源码实现兼容非常简单, 因为商品本身已经具有商品条码, 通过使用商品条码和企业生成的序列号的组合就可以生成一个新的溯源码, 这个码仍然是全球唯一的。通过这样的条码升级, 可以做到将不同的追溯方案相结合, 从而形成全国通用的追溯方案。

EPCIS追溯事件

EPCIS最早应用于电子标签, 是用来做物联网、自动化采集数据的标准。2015年9月, EPCIS正式成为了ISO标准, 它的定义是用于不同应用程序之间实现可视化数据信息的采集和共享的商业数据标准, 实现物理对象和虚拟对象在业务流程中的全程可视化:包括在贸易项目、可回收资产、托盘、电子音乐下载、电子书、优惠卷等中使用。

EPCIS主要可分为三部分:第一是数据模型即XML文件, 其用来描述所有的可视化事件;第二是开放接口:数据采集接口, 数据查询接口;第三是统一词汇:用来定义在EPCIS标准中可能用到的所有词汇。

追溯只是EPCIS其中一个应用环境, EPCIS另外还应用于防伪、资产管理、文档跟踪、促销、海关库存管理等业务中。EPCIS并不是只用于追溯, 但它起源于追溯, EPCIS与GS1的其他标准相辅相成:GS1标准牵涉到数据的话有三个标准, 一是主数据的标准, 用于交换供应链上的关键信息, 比如说产品信息 (名称规格等) ;二是交易数据 (订单、发票、确认) ;三是动态数据 (发货时间, 接收时间) 。其中, 因为动态数据数据是动态发生的, 即可以通过EPCIS来记录每一个时间点相关的对象、地点和发生的内容。

EPCIS事件包含的内容可以概括为“4W”:①what即追溯对象, 如GITN, 批号, 序列号, SSCC, GDTI, GRAI等GS1 KEY;②when即事件的发生时间, 记录时间, 当前的时区;③Where即事件的发生位置, 追溯对象的所在位置;④Why即与业务有关的所有业务动作, 追溯对象的状态, 交易, 发送方或者接收方。WHY也是EPCIS中最复杂的一个环节, 除了前面3种“W”中包含的内容共之外, EPCIS事件中其他所有内容全都可以包含在WHY内容之中。

EPCIS中还包含4种事件:第一, 对象事件 (object Event) , 它是使用最多的事件, 是发生在追溯对象上的基本事件, 如接收一个箱子、打包一件货物;第二, 聚合事件 (aggregation Event) :使用较多的情况如箱子装运到托盘上, 从托盘上卸下货物等;第三, 转换事件 (transformation Event) :如多个不同原料或者半成品加工成一个新产品;第四, 交易事件 (transaction Event) :记录追溯过程中发票, 订单等过程。贾建华对以上4种事件做了简单的总结, 指出对象事件、聚合事件、交易事件都是有添加和删除操作的, 最终只会生成一个结果, 即ADD, 事件结束之后生成的ADD会被删除, 即DELETE操作。这两项操作是一个事件的生命周期, 叫做OBSERVE, 也被称为观察者模式。比较有意思的是, 转换事件不存在ADD和DELETE, 因为这个事件在产生的同时就会消亡。

最后, 贾建华介绍了EPCIS的实施步骤, 指导了EPCIS的实际应用。EPCIS的应用分为8个步骤:①收集需求, 设定目标:了解企业现在的业务流程中要解决怎样的问题, 如追溯、防伪、流程可视化等, 然后根据这些问题, 制定相应目标;②编写业务流程文档;③分解每个一个业务步骤;④梳理涉及EPCIS的业务步骤, 并不是所有的事件都需要进行可视化记录;⑤定义每个事件涉及的数据模型, 了解不同的追溯对象及相互之间的关联关系;⑥定义每个事件需要的数据字段和扩展字段;⑦制定每个数据字段需要的业务词汇列表 (CBV) , 只有具备统一的码表, 计算机才能进行自动识别;⑧汇总以上信息, 编写对照表, 了解项目中可以采集哪些事件。

无论多么复杂的追溯过程, 都可以做到“向上一步追溯”和“向下一步追溯”, 在每一个环节上都只需追踪上层环节, 再了解该物品的下层流向, 最后通过信息化的手段将各环节串联起来, 就能够形成完整的追溯链条。

中小食品企业可以通过国家食品安全追溯平台来实现食品安全追溯。企业可以无需在产品上额外加贴条码, 平台能够通过产品固有的商品条码和批次号来实现食品的快速追溯和有效的召回。

追溯是一组事件的集合, 通过模板可以定义每个事件的生成加工环节、追溯对象、对象的属性、属性单位。

追溯平台设计 篇4

目前, 食品安全问题已成为国家层面关注的焦点, 关系到国家的未来。食品工业作为制造业中关系国计民生的重要行业, 其产品质量安全与企业管理水平及信息化水平、行业监管水平、产业链上下游协同程度、标准规范等因素都密不可分;其中, 婴幼儿配方乳粉、白酒、肉制品等细分行业的质量安全问题尤为突出。为有效提升食品质量水平、提振社会消费信心, 亟需运用信息化手段, 建立面向公众的食品质量安全信息追溯体系。该体系的建设是一项复杂的系统工程, 需要在通信、电子、IT、软件、食品工业等各行业间展开合作, 存在许多问题和困难, 包括:食品企业的生产特点各不相同, 信息系统标准不统一, 难以实现从源头到消费者的全程追溯等。

目前, 国内部分食品生产企业已建立了企业级质量安全追溯系统, 但各自为政, 缺乏统一的规范与公信力。因此, 亟需建设国家级的追溯公共服务平台, 为消费者随时随地提供产品质量安全信息、协助生产企业品牌建设与打假、支撑政府监管。

二、追溯体系建设思路

尽管生产企业的质量安全追溯工作基础日益加强, 但对产品可追溯信息查询的便捷性不足已成为凸显的难题。目前, 消费者需进入不同企业各自的追溯平台 (网站、移动客户端等) 查询产品信息;例如有上百家生产企业开放了追溯服务, 则消费者需下载多达上百种查询软件, 使用十分繁琐。此外, 从消费者角度看, 企业自建追溯平台的公信力有所不足。因此, 亟需构建具有公信力的公共服务平台。首先, 许多企业已建立了追溯系统, 并在产业链上下游进行了延伸, 要充分运用现有的工作基础;其次, 应充分体现公共服务平台的公信力, 即由相关政府部门引导其建设;第三, 应实现消费者便捷查询, 例如通过公共扫码软件或某些专用软件的统一入口实现对不同企业、产品的统一查询。

针对上述问题, 工业和信息化部提出了相应的工作规划。2013年5月, 工信部发布了《食品质量安全追溯体系试点工作实施方案》 (工信厅消费[2013]92号文件) , 指出要“建立食品企业质量安全信息追溯体系, 为消费者安全消费、监督和政府服务、监管, 提供实时、准确、一体化的食品质量安全信息可追溯公共服务, 保障食品质量安全”。2013年8月, 工信部又发布了《两化深度融合专项行动计划》, 指出要“搭建食品质量安全信息可追溯公共服务平台, 在婴幼儿配方乳粉、白酒、肉制品等领域开展食品质量安全信息追溯体系建设试点, 面向消费者提供企业公开法定信息实时追溯服务, 强化企业质量安全主体责任”。

在上述背景下, 工信部组织实施了食品质量安全追溯试点工作及食品质量安全追溯公共服务平台建设。首先, 要在若干重点行业的试点企业建成实用、便捷、可扩展的产品质量安全信息追溯体系及追溯公共服务平台, 实现消费者采用智能手机等终端或政府网站平台等方式对企业基本法定信息的实时追溯。基本法定信息指的是企业根据《食品安全法》以及其他法律法规、标准规范所必须而且应当公开的信息。在此基础上, 应实现生产企业所有应公开信息, 以及产品生产、流通使用等产业链全程信息的实时实地跟踪、信息汇总与分类使用;上述信息并非向消费者全部公开, 而是按需向政府部门或生产企业提供。

三、公共服务平台设计

(1) 公共服务平台架构设计

依据追溯体系建设思路, 图1给出了食品质量安全信息追溯公共服务平台的架构图。平台由六个部分组成, 从用户到食品产业链各环节的子系统分别实现相应的功能。首先在食品产业链上的生产企业端, 为保证产品追溯编码的唯一性, 将基于全球通用的物联网标识标码 (Handle) 为企业现有追溯编码体系统一分配标识“前缀”;“前缀”可位于编码最前端或其他字段, 企业可根据实际需求灵活分配。企业不改变原有编码体系, 将标识前缀置入自有编码体系中, 并采用该编码对产品信息及产业链上下游信息进行标识, 即可实现与公共服务平台的无缝对接。此外, 生产企业需在企业信息系统中梳理、整合可追溯的信息群, 对尚未进入信息系统的数据、文件等进行录入。

第二, 企业的可追溯信息应自动推送至公共平台, 无需人工操作。因此, 在产业链上的各企业端, 需要部署物联网标识应用的核心前端节点“企业数据交换系统”, 实现对企业内部可追溯 (公开) 信息数据的自动抓取, 同时可在企业端实现数据缓存等。

第三, 需建设对追溯请求进行解析与处理的“公共标识服务系统”, 即企业和追溯查询终端、查询网站间数据流传桥梁。利用物联网标识解析技术, 可为生产企业分配、注册物联网标识前缀及编码, 可将用户的追溯请求分发到不同的试点企业或者产品信息数据库, 从而调取相应的追溯信息。该结构安全可控, 依托“国家物联网标识管理公共服务平台”实现标识的注册、解析等管理功能。

第四, 需建设为用户提供web查询、存储追溯信息的行业应用公共系统。一方面, 充分利用政府相关资源, 例如“国家食品工业企业诚信信息公共服务平台”, 在其门户网站中提供追溯查询入口, 实现信息追溯。另一方面, 通过建立产品公共信息数据库, 提取企业法定公共数据集, 可建立公共、具有高可信度的法定追溯信息库, 为企业自有数据提供验证并与其互为备份。

第五, 需建设“客户终端查询系统”, 开发通用的客户端应用程序, 在手机端方便用户查询信息, 同时开发专用终端 (硬件、软件等) , 为执法人员或商超提供查询服务。同时需建立相应的客户端管理平台, 和移动运营商实现无缝对接, 充分运用客户资源。

第六, 需建设“安全认证系统”, 贯穿整个体系。在企业层面进行认证, 确保企业信息合法准确;在用户层面应防止用户的恶意攻击及对企业端数据的恶意查询。

(2) 公共服务平台工作流程

图2给出了公共服务平台的工作流程。从客户终端或门户网站接受用户的追溯请求 (扫码或其他方式) ;请求在公共标识服务层进行解析, 并转发到相应的产品信息数据库或企业端, 从而调取相应数据。数据获取之后, 再通过公共标识服务层转交客户端即可。数据交互采用通用的XML格式进行交换。

(3) 追溯信息群设计

公共平台建设中, 存在追溯信息群分类等标准规范问题。根据国家《食品安全法》和相应的法律法规, 追溯体系中可制定不同类别的信息群, 重点考虑消费者对信息获取和认知的方便程度及企业内部需求。一次信息群主要用于消费者通过智能终端快速掌握基本信息, 包括产品动态信息:如生产日期、有效期、产品许可证、使用禁忌等。一次信息主要辅助消费者的消费决策或者消费开始阶段的基本了解。二次信息群主要用于消费者面临质量问题或需进一步了解产品信息, 可通过网站或移动终端进一步获取, 其中包括企业生产环节的信息, 以及原辅料检验报告等, 同时包括企业想公布的其他个性化信息。三次信息群则存储在企业本地, 其中包括企业内部信息系统中产业链管理、企业内控等信息, 满足政府监管和接受群众举报投诉的查询。上述信息应当有相应的机制保证企业上传后不会随意篡改, 需要时可进行可靠调取。

四、追溯体系技术基础

上述追溯体系采用了国际接轨、自主可控的标码技术, 为追溯体系提供全产业链信息的集成与共享、追溯与运用等功能。标码技术作为下一代网络关键技术, 由“互联网之父”罗伯特·卡恩创建, 可解决网络中编码标准不统一的瓶颈问题, 得到多国高度关注。标码属于“国家物联网标识公共服务平台”支持的三大标识技术之一, 可兼容不同的物联网标识, 并通过对等互联机制实现随时随地的解析查询, 为用户提供便捷的物联网查询服务。在物联网标识领域, 电子一所牵头设立并运行全球标码运营管理机构非盈利国际组织DONA授权的标码全球主根节点, 负责亚太区标码运营管理, 提供注册解析、应用推广等服务。

标码技术拥有成熟性 (拥有全球分布式系统, 在近70国应用) 、兼容性 (兼容现有各种标识) 、唯一性 (保证标识在全球范围内唯一) 、安全性 (可保证标识注册、解析、管理操作安全) 、可扩展性 (拥有足够容量) 、实用性 (形态极简, 易于存储、读取和处理, 经济性较好) 等特点, 技术成熟, 已成功运营二十年, 具有国际接轨和自主可控两大关键优势, 对于企业选择不同的二维码码制、编码规则不存在任何约束。标码的形式为两段式, 前段是全球唯一的授权号码 (前缀) , 后段是企业本地自主的编码;通过前段和后段即可保证整个码在全球的唯一性, 从而实现产品在国内外的便捷查询。

五、产业链全程信息追溯模式浅析

追溯体系建设启动以来, 公共服务平台的建设已基本完成, 其中部分婴幼儿配方乳粉试点企业 (伊利、完达山、三元、雅士利等) 将于2014年上半年正式与公共平台实现对接, 实现消费者通过公共平台对企业产品的追溯。

除满足消费者查询的基本需求外, 追溯公共服务平台还应当为企业提供更大的价值。采用标码作为追溯公共服务平台中的标识技术, 其优势在于可方便地实现产业链不同环节上信息的关联, 从而以较低的代价实现产业链上下游信息的共享、集成与分类利用, 进而辅助企业进行原料管理、打假、防串货、客户管理等, 打造产业链全程信息追溯模式。

在未来的产业链全程信息追溯模式中, 可以寻求一个“集中”和一个“分布”。“集中”是指生产企业对追溯信息要落实主体责任, 即对上游原料、下游流通环节的信息都要做到可控可了解;“分布”指的是上下游的信息无需全部传输并存储到生产企业, 而是在各环节本地分布式存储即可。在进行全程追溯时, 为将各环节信息进行集成并提供给企业或消费者, 可以依托标码技术实现;尽管信息采用了分布式存储, 但只要产业链上各环节纳入了追溯体系、运用了标码技术进行信息关联, 在产品经过这些环节时, 其彼此间的关联关系便已基于标码技术进行了生成并传输至生产企业, 当出现追溯请求时, 生产企业根据关联关系调取相应信息并聚合, 再统一展示即可。

举例而言, 消费者在超市购买奶粉时, 也许会买到假货或串货的产品;仅凭二维码, 既无法实现有效防伪, 也无法判断假货、串货是经由产业链上哪个环节流入的, 其根本原因在于二维码易复制, 且当前的追溯系统提供的信息大多源自生产企业的信息系统, 是静态的、不包括流通环节信息的。而通过引入产业链全程信息追溯, 辅以动态信息甄别, 扫码后即可获取某罐奶粉由何厂家在何时何地生产、何时经由何环节经销及分销、何时在何卖场上架及销售等信息。如果扫描在北京家乐福买到奶粉的二维码, 追溯系统中显示的信息指出该二维码对应的产品实际流向了上海沃尔玛, 则造假或串货情况一目了然。

综上所述, 依托标码等物联网技术, 可以构建低成本、高效的追溯体系及公共服务平台;在实现基本追溯服务的基础上, 通过产业链各环节的加入, 可构建更加有效的全程信息追溯模式。可以预见, 通过新一代信息技术的不断发展与合理运用, 追溯公共服务平台将为社会和企业创造更大的价值。

摘要：食品安全是关系到国计民生的焦点问题;为有效提升食品质量水平、提振社会消费信心, 建立面向公众的食品质量安全信息追溯体系迫在眉睫。本文将针对上述问题, 提出基于物联网的食品质量安全信息追溯公共服务平台的建设思路, 并阐述标码技术在追溯体系中的作用。

关键词：物联网,标码,食品质量安全,追溯,公共服务平台

参考文献

[1]郭晓峰, 孙洵.Handle系统的发展及应用[J].数字图书馆论坛, 2013 (8) :18-24

追溯平台设计 篇5

煤炭是煤矿主要产品,储煤场的管理是煤炭企业管理的重要环节。煤炭的仓储和装运环节过程复杂,集散地内车辆多、设备多、人员关系复杂,并且在管理手段和规范上存在严重不足,导致当前储煤场作业监管效率低下,阻碍煤矿现代化和智能化发展进程[1,2]。解决储煤场管理问题的关键在于建立一套有效的煤炭装运过程监管和追溯机制。信息技术的发展为储煤场作业流程管理提供了新的手段和思路。GPS定位技术可以实现装载位置(煤种)的确定,RFID技术[3]可以实现运单信息的自动获取,移动通信和网络技术可以实现数据和指令的传输和联动。借助这些信息化技术,本文设计并实现了一套储煤场装载过程追溯与反馈系统,一方面使装载过程信息获取和传递更加及时、可靠,另一方面减少了监管过程中人的参与以及不确定因素的影响,提高了储煤场生产过程的监管效率。

1 系统总体设计

储煤场装载过程追溯与反馈系统由装载机装运定位终端、电子围栏标定终端、数据处理服务器、GIS定位服务器等组成,如图1所示。系统可通过数据处理服务器、GIS定位服务器和标定终端完成对屯煤区电子围栏的设定,也可以直接通过GIS定位服务器对煤种区域进行修订。定位终端通过GPS定位芯片实现装载机的实时定位,通过RFID模块完成对提煤IC卡信息的读取,通过GPRS通信模块实现实时车载数据的传输。数据处理服务器可通过地销煤专网获取过磅系统中运煤车辆进出储煤场的信息,以实现联动分析。系统可以完成装载机实时位置和装载量的跟踪,实现装载任务的智能分配、装载过程的智能监管等;引入了差分GPS系统,通过增加差分GPS基站来提高定位精度。

系统设计方案如图2所示。数据处理服务器通过过磅系统获取进入储煤场的车辆信息(车牌号、购买的煤种、吨数等),通过智能调度算法,自动选择1台或多台处于空闲状态的装载机,通过定位终端将装载任务数据发送给装载机司机。在作业过程中,定位终端通过GPRS网络将装载机的实时GPS信息上传至数据处理服务器,数据处理服务器将装载机的实时GPS信息转发给GIS定位服务器,GIS定位服务器完成GPS数据解析,将装载机所在的煤种区域信息返回给数据处理服务器。数据处理服务器根据装载任务信息和所在区域信息分析装载机的行进路线和工作流程,并将获取的装载机所在煤种区域信息与从过磅系统中读取的实际需要装载的煤种信息进行对比,实现装载过程监管,一旦发现违规操作,立即向相关人员发出报警信息。

2 定位终端设计

2.1 硬件设计

定位终端由主处理器、电源管理、GPS信息采集与传输、射频信号处理等模块组成,如图3所示。选用STM32F103VET6作为主处理器[4,5,6]。传感器前端采集的射频信号经过处理,转换为STM32F103VET6可以采集的模拟或数字信号。同时,STM32F103VET6周期性地接收GPS信息采集与传输模块(SIM908)获取的经纬度信息,并通过SIM908本身的无线网络将位置等相关信息实时上传到服务器[7]。当网络发生异常时,电路控制开关控制系统重启无线网络,也可以响应外部中断事件,处理射频信号,并进行本地显示。

电源管理模块采用LM2576 降压型开关稳压电源控制器,其具有非常小的电压调整率和电流调整率,具有3A的负载驱动能力,可输出3.3,5,12,15V固定电压,具有电压可调节输出方式。电源管理模块可将外部输入电压转换成各模块额定工作电压并稳定输出,供各模块使用。

GPS信息采集与传输模块以SIM908为主要芯片。SIM908是一款集成GPS技术的四频GSM/GPRS模块,具有2路模拟音频接口、1个SPI接口、1个GSM/GPRS串口和1个调试接口、1个GPS数据输出调试口、2个分开的天线连接器。GPS信息采集与传输模块主要实现运煤车位置信息的获取与转发功能[8]。

射频信号处理模块以ATS522为主处理器,读卡距离约为5cm;采用标准的UART数据接口,传输速率最大为10Mbit/s,读ID速率达7次/s,读块数据速率为3次/s,符合ISO14443A协议标准,支持Mifare1S50,Mifare1S70通信协议。

2.2 软件设计

终端节点软件流程如图4所示。首先执行硬件初始化,实现电路控制开关、定时器、SIM908 等的初始化,寻找无线网络,执行相关入口函数及硬件配置函数,从而加入到现有的GPRS网络,执行装载机位置和状态信息采集程序,并将采集信息实时转发到服务器。

3 系统软件设计

系统以Visual Studio 2012为软件开发平台,以SQL Server 2010为数据库,保证了系统的开发效率和数据的高可靠性。Visual Studio可以实现C,C++,C#,Visual Basic等语言的编程开发,可提高系统的整合度。SQL Server可以提供更安全、可靠的存储功能,尤其在关系型数据和结构化数据方面最为突出。为提供效果更好的定位服务,GIS定位服务器基于ArcGIS Engine[9]定位引擎完成对地图及定位功能的设计,结合Web Service技术[10],完成对监控对象实时位置的跟踪。

3.1 数据处理服务器

数据处理服务器是整个系统的数据核心,其业务流程如图5所示,主要功能:系统信息(装煤区信息、装载机信息、服务器参数等)管理,系统数据备份和存储;与定位终端之间进行信息交互,接收定位终端上传的装载机信息、实时位置信息、定位终端参数等,向定位终端发送分析结果及相关指令;与GIS定位服务器通信,向GIS定位服务器发送装载机GPS经纬度信息、设定参数,从GIS定位服务器获取定位结果、边界状况、历史轨迹、异常状况等信息;与过磅系统交互,获取提煤信息,分析运煤车辆作业情况,实现装载过程监控;系统数据统计分析,分时段统计煤炭装载信息,为各种报表查询提供服务,为制定生产方案提供数据依据。

3.2 GIS定位服务器

GIS定位服务器主要实现装煤区地图导入功能,提供地图设计工具以及地图修改、标定及边界可视化设置等服务;装载机实时定位功能,完成定位算法和修正算法设计,为数据处理服务器提供装载机实时位置信息;装载机行进路线跟踪及轨迹分析功能,对边界区域进行自动识别,对装载机的异常位置报警;基于客户端显示界面的实时位置、轨迹数据、异常位置等信息的查询功能。

4 结语

储煤场装载过程追溯与反馈系统实现了煤种区域电子围栏的划分和管理、装载机运行轨迹跟踪、装载任务智能分配管理、装载结果信息实时反馈、装运过程分析和监管等功能,一方面可以提高储煤场生产过程的监管效率,减少装载过程中违规行为的出现,减少煤矿的直接生产损失,另一方面可以提供有序的装运管理和反馈机制,加速装运各环节的转换,减少运输车辆在储煤场的滞留,提高生产效率。

参考文献

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[9] 金靖.基于ArcGIS Engine的地理信息系统二次开发原理和方法[J].测绘与空间地理信息,2012,35(3):46-49.

追溯平台设计 篇6

当今社会, 假货盛行, 造假成泛滥趋势, 食品药品等安全事故频发, 其不仅极大损害了生产厂商和消费者的切身利益、扰乱了市场秩序, 而且对品牌建设和维护社会稳定带来了极其恶劣的影响。如何实现商品防伪, 杜绝假冒, 建立健全“从源头到市场”的透明追溯渠道, 是一个全球范围内亟待研究解决的问题[1]。

自90年代中期数码防伪技术推向市场以来, 我国的数码防伪技术得到了飞速发展[2,3,4,5], 然而进一步研究发现, 现有的数码防伪技术研究仅仅关注防伪码的安全和防伪查询的便利, 对于商品生产、流通过程中“从源头到市场”的透明化追溯技术从未涉及, 这样极易造成造假追责困难, 势必会打击民众的防伪、溯源信心, 本文尝试将数码防伪技术和数码追溯技术相结合, 研究提出数码防伪追溯技术。混沌系统具有对初始条件和混沌参数非常敏感以及生成的混沌序列具有非周期性和伪随机性的特性, 其作为一种天然的密码系统引入到密码学领域, 在数据加密中得到广泛应用[6,7,8,9]。同时考虑到二维码技术具有存储量大、成本低廉、识别便捷等特点[10,11,12], 本文设计利用混沌密码技术生成具有“不可伪造性、可追溯性和唯一性”特点的防伪追溯二维码, 安全性能较高。

本文将数码防伪技术和追溯技术相结合, 利用混沌密码技术和二维码识别技术, 研究提出一种生成防伪追溯二维码的混沌加密算法, 设计了一套基于混沌的短信数码防伪追溯系统, 进行“一键式”短信查询, 同时实现商品的真伪鉴别和透明化跟踪、溯源。

1 移动音信数码防伪追溯系统概述

系统利用C#编程语言, 结合混沌密码技术、二维码技术和网络通信技术, 实现了数码防伪追溯二维码的生成与“一键式”短信数码防伪追溯查询, 具有较强的保密性和较高的实时性, 同时可支持多用户并发式查询, 系统框图如图1所示。

首先, “制码系统”利用混沌密码加密算法生成商品的防伪追溯二维码, 经监管部门审核后, 生产厂家在每个商品上粘贴或喷印防伪追溯二维码标签 (需覆涂) , 将商品流入市场。在商品流通环节, 商品流通信息 (如追溯、溯源信息) 自动返回给数码防伪追溯系统的“数据库服务器”。消费者购买商品后, 通过任何带摄像头的智能手机“一键式”查询验证, 短信返回该商品的真伪、溯源信息。

2 移动音信数码防伪追溯系统设计

2.1 混沌系统

本系统采用如下耦合映象格子 (Coupled Map Lattices CML) , 其是一种由具有空间和时间离散, 但状态连续的低维动力系统组成的阵列并相互耦合。当低维动力系统采用混沌系统时, 使得耦合映象格子在时间和空间上都具有优良的混沌特性。

其中, n表示演化时间, i表示格子大小 (i=1, 2, …, L) , ε为耦合系数ε∈ (0, 1) , 满足xn (0) =xn (L) , 其中低维动力系统f (x) 选用一维Logistic混沌系统:

当取系统参数α∈ (3.5699456, 4) 、初值x0∈ (0, 1) 时, CML映射处于混沌状态。

2.2 防伪追溯二维码

采用混沌密码加密算法生成防伪追溯号, 将查询链接地址 (如短信号码) +商品身份码+防伪追溯号组合并构造成商品防伪追溯码, 再由二维码技术生成商品防伪追溯二维码, 具体过程如下:

(1) 设计商品身份码 (30位数字) , 形式为S1S2S3S4S5…S30, 其中S1S2S3表示区域, S4S5S6S7表示厂家代码, S8S9S10表示货品, S11S12S13S14表示生产批次, S15S16S17S18S19S20S21S22表示生产日期, S23S24表示生产流水号, S25S26S27S28S29S30表示生产序列号。

(2) 设置耦合映象格子CML的初值 (x0 (1) , x0 (2) , x0 (3) ) 、格子长度L=3, 以及耦合系数ε=0.655, 其中初值由商品身份码产生, 表示如下:

(3) 设k→1, 将耦合映象格子进行1次迭代, 得到混沌信号xk (1) , xk (2) , xk (3) , 然后将其分别进行如下整数化处理:

将二进制化的商品身份码进行循环位移, 得到商品身份置乱值Pk, 具体操作如下:

将商品身份置乱值Pk进行如下扩散操作, 得到商品扩散值Dk:

每次扩散操作后, 耦合映象格子的耦合系数会随着商品扩散值Dk变化, 变化如下:

然后, 设k→k+1, 重复上述步骤 (3) , 直至k>30, 最后得到商品身份扩散码D1D2D3D4D5…D29D30。

(4) 为了提高所生成的防伪追溯码的抗差分攻击性能, 本算法同时采用逆向循环移位和按位异或操作。设M1M2M3M4M5…M29M30=D30D29D28…D3D2D1, 具体类似步骤 (3) , 其中按位异或操作表示如下:

最后得到商品身份逆向扩散码C1C2C3C4C5…C29C30。

(5) 将商品身份逆向扩散码按表1进行编码, 得到商品防伪追溯号, 再组合查询链接地址 (如短信号码) +商品身份码+商品防伪追溯号, 并调用C#中Zxing库的二维码编码函数, 得到商品防伪追溯二维码。

2.3 移动音信数码防伪追溯查询

消费者购买商品获得防伪追溯二维码后, 可通过任何带摄像头的智能手机直接扫描二维码, 根据二维码中查询链接地址 (如短信号码) “一键式”查询。数码防伪追溯查询系统框图如图2所示, 消费者扫描防伪追溯二维码, 自动解析出查询链接地址信息、商品身份码和商品防伪追溯号, 自动链接到查询地址进行“一键式”查询;数码防伪追溯查询系统接收到商品身份码和商品防伪追溯号信息后, 首先判断该商品身份码是否查询过, 如已查且查询记录中“商品真伪”为真 (如图3 (b) 所示) , 则短信提示“该商品已查询过, 请谨慎购买”并退出系统, 否则进入下一步, 然后调用混沌密码加密算法生成商品防伪追溯号, 与接收到的商品防伪追溯号进行对比, 给出相应的查询信息, 如对比不一致, 则给出“该商品为假货, 请谨慎购买”短信提示, 如对比一致, 则短信提示“该商品为真货, 该商品生产于×××企业, 最后经销至×××, 敬请自行核查, 该商品的具体溯源信息请登录网站××××××”。

2.4 系统界面设计

基于混沌的短信数码防伪追溯系统包括制码子系统、流通追溯子系统和数码防伪追溯查询子系统三大部分, 具体界面如图3所示。

制码子系统:单组生成时, 输入“商品身份码”, 点击“防伪追溯号生成”按钮即可自动生成一个防伪追溯号, 点击“防伪追溯二维码生成”按钮即可生成一个二维码 (形式为SMSTO:短信号码:商品身份码+防伪追溯号) , 同时可将此二维码进行打印, 批量生成时, 输入“商品身份码”范围, 可批量生成一批防伪追溯号, 同时生成二维码加以批量打印, 具体如图3 (a) 所示。

流通追溯子系统:当商品流通至某一个经销点, 二维码阅读器扫描商品 (或包装箱上) 上的防伪追溯二维码, 自动识别后将扫描时间、经销点代号 (阅读器ID对应) 以及扫描商品身份码 (防伪追溯码对应) 批量写入数据库。

数码防伪追溯查询子系统:消费者利用智能手机扫描数码防伪追溯二维码, “一键式”短信查询, 具体工作流程如2.3节所示, 服务器端的统计界面如图3 (b) 所示。

3 系统测试与性能分析

3.1 系统测试

假设商品身份码为100100010012342014010201000001, 混沌加密密钥分别为C0=5、D0=5、α=3.99, 调用2.2节的混沌密码加密算法生成商品防伪追溯号为181D12DC9BAE57B266D8B757D95DED;当查询链接地址为手机号码15062746880时, 组合短信查询手机号码+商品身份码+防伪追溯号 (如SMSTO:15062746880:100100010012342014010201000001+181D12DC9BAE57B266D8B757D95DED) , 得到如图4 (a) 所示的商品防伪追溯二维码;如将上述商品防伪追溯号的末位变为E, 其余不变, 生成新的商品防伪追溯二维码, 如图4 (b) 所示。

首次防伪追溯查询时, 扫描图4 (a) 所示的防伪追溯二维码, “一键式”查询结果短信提示“该商品为真货”, 同时给出该商品的具体生产和流通信息;扫描图4 (b) 所示的防伪追溯二维码, “一键式”查询结果短信提示“该商品为假货, 请谨慎购买”。由此可知, 扫描商品防伪追溯二维码进行“一键式”查询, 可同时实现商品的真伪鉴别和跟踪溯源。

3.2 性能分析

系统生成的商品防伪追溯二维码需具备“不可伪造性、可追溯性和唯一性”等特点, 同时防伪追溯查询系统可同时进行商品真伪判别和跟踪溯源, 具体分析如下:

(1) 商品防伪追溯二维码性能

由于防伪追溯号的生成 (即混沌密码加密算法的混沌密钥流) 不仅与混沌密钥C0、D0和α有关, 而且与商品身份码有关, 一个商品身份码只会产生唯一的防伪追溯号, 从而保证防伪追溯二维码的唯一性和不可伪造性。

当商品身份码为100100010012342014010201000001, 仅某个混沌加密密钥发生变化 (α=3.99) 时:

混沌加密密钥为C0=4、D0=5, 生成的商品防伪追溯号为28475F6C6DC77F6B277DF366725665;混沌加密密钥为C0=5、D0=4, 生成的商品防伪追溯号为50D1D549F2835B90D66DE1A37300EE;进一步测试 (C0从0到15, 或D0从0到15变化) 发现, 生成的商品防伪追溯号之间差异很大。

当混沌加密密钥为C0=5、D0=5, 仅商品身份码的某位数字发生变化时:

商品身份码为100100010012342014010201000002, 生成的防伪追溯号为6F6E46ACAEEA5CFA075DD54EAEC018;商品身份码为100100010012342014010201100001, 生成的防伪追溯号为FC31177BC4A0F0052294DEEC9199DC;进一步测试 (Si分别从0到9变化) 发现, 生成的商品防伪追溯号之间差异亦很大。

(2) 防伪追溯查询

在数码防伪追溯查询系统中, 由于某个商品身份码经混沌密码加密算法生成唯一的防伪追溯号, 系统将该防伪追溯号与查询的防伪追溯号进行对比, 极易实现商品的真伪鉴别;同时由于在商品流通过程中采取追溯方案, 在查询时, 读取数据库中记录的商品流通信息, 极易实现商品生产、流通信息的跟踪和溯源, 可见该系统的防伪追溯识别性能较好, 适合实际应用。

4 结束语

本文将数码防伪技术和追溯技术相结合, 利用混沌密码技术和二维码识别技术, 研究提出一种生成防伪追溯二维码的混沌加密算法, 设计并实现了一套基于混沌的短信数码防伪追溯系统, 进行“一键式”短信查询, 同时实现商品的真伪鉴别和透明化跟踪溯源。在今后的工作中, 可结合多种自动识别技术 (如RFID等) , 致力于研究和开发更具实用价值和推广价值的数码防伪追溯系统。

参考文献

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消毒供应室追溯系统的设计与实现 篇7

消毒供应中心作为现代化、信息化、集约化的新型医院之中的一个重要组成部分, 几乎与医院每个临床及辅助科室都有着密切的业务往来, 具有工作量大、器材设备种类繁多, 无菌要求高等特点。近几年, 临床科室的需求量是日益剧增, 卫生部也下发了医院消毒供应中心管理规范三项强制性卫生行业标准, 这给消毒供应中心带来了前所未有的挑战与压力, 可见消毒供应中心的改革刻不容缓。

采用B/S模式和Spring框架, 使用条形码技术对消毒供应室追溯系统设计和开发, 实现传统手工工作模式到网络管理模式的延伸。能够对消毒供应中心的工作流程进行全程跟踪和质量追溯管理, 科学监控其操作流程, 保证了可重复使用的医疗器械的供应链的质量, 提高了消毒供应室、手术室及临床科室的工作质量与工作效率, 帮助医院消毒供应室实现科学准确的内部管理, 提升了医院消毒供应室的管理水平。

1 消毒供应室追溯系统的关键技术

消毒供应室追溯系统涉及到的关键技术包括:Spring、B/S模式、条形码技术等学科。具体包括:

Spring是一个轻量级的DI和AOP容器框架。使用Spring框架实现追溯系统, 可以将对象之间的依赖关系交给Spring, 降低组件之间的耦合性, 让我们更专注于应用逻辑, 从而降低开发成本;此外, Spring还可以使应用独立于各种应用服务器, 真正实现Write Once, Run Anywhere的承诺, 从而降低系统运行的硬件成本。

B/S结构 (Browser/Server, 浏览器/服务器模式) , 是WEB兴起后的一种网络结构模式, WEB浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端, 将系统功能实现的核心部分集中到服务器上, 简化了系统的开发、维护和使用。B/S最大的优点就是可以在任何地方进行操作而不用安装任何专门的软件, 只要有一台能上网的电脑就能使用, 客户端零安装、零维护。系统的扩展非常容易。

条码是由一组规则排列的条、空以及对应的字符组成的标记, “条”指对光线反射率较低的部分, “空”指对光线反射率较高的部分, 这些条和空组成的数据表达一定的信息, 并能够用特定的设备识读, 转换成与计算机兼容的二进制和十进制信息。在消毒供应室追溯系统中, 给每一个器械包都指定一个唯一的条形码, 从而可以方便的管理和追溯每一个器械包。

2 系统功能及模型实现

2.1 系统功能

(1) 登录功能:该功能主要是让消毒供应室的工作人员用工号进行登录, 而非消毒供应室人员无法用工号进行登录。

(2) 回收功能:该功能主要是消毒供应室的工作人员对手术器械包进行回收操作, 从而记录回收环节的信息。

(3) 清洗功能:该功能主要是让消毒供应室的工作人员对手术器械包进行清洗操作和清洗审核操作, 从而记录清洗环节的信息。

(4) 配包功能:该功能主要是让消毒供应室的工作人员对手术器械包进行新增操作、配包操作和配包审核操作, 从而记录配包环节的信息。

(5) 灭菌功能:该功能主要是让消毒供应室的工作人员对手术器械包进行灭菌操作和灭菌审核操作, 从而记录灭菌环节的信息。

(6) 入库功能:该功能主要是让消毒供应室的工作人员对手术器械包进行入库操作, 从而记录入库环节的信息。

(7) 发放功能:该功能主要是让消毒供应室的工作人员对手术器械包进行发放操作, 从而记录发放环节的信息。

(8) 使用功能:该功能主要是让消毒供应室的工作人员对手术器械包进行使用操作, 从而记录使用环节的信息。

(9) 异常处理功能:该功能主要是用于查看并处理系统中出现的异常操作。

(10) 追溯功能:该功能通过对手术器械包在各个环节的跟踪和记录, 从而可以查询出手术器械包在每个环节的详细信息。

(11) 成本统计功能:该功能主要用于统计供应室和手术室的成本, 并对成本进行分析和处理, 形成相应的报表。

人员工作统计功能该功能主要对消毒供应室工作人员的工作量进行统计分析, 从而算出每个的员工的工作总量和工作质量, 并对结果进行分析比较。

3.2 系统模型

消毒供应室追溯系统设计和实现, 应以消毒供应室的工作流程和消毒供应室工作人员的工作习惯为依据进行, 以消毒供应室工作人员为主体, 按照消毒供应室工作人员的工作内容、工作习惯、工作建议以及工作中遇到的问题来设计消毒供应室追溯系统。应适应大多数消毒供应室工作人员的需求, 帮助他们更加规范化、科学化、简易化的完成他们的日常工作。

系统模型如下:

客户端。当消毒供应室工作人员进行工作时, 通过客户端与消毒供应室追溯系统进行交互, 帮助消毒供应室工作人员完成工作。系统还可以通过客户端的请求, 唤醒系统数据库反馈, 调用一定的判断机制, 提示消毒供应室工作人员的操作是否有误, 从而帮助消毒供应室工作人员更加合理的完成工作。

流程模块包括回收模块、清洗模块、配包模块、灭菌模块、入库模块、发放模块、使用模块, 这些模块是将消毒供应室的工作流程细分为七个环节。通过这些流程模块, 消毒供应室工作人员可以将工作细分, 从而更加专业和熟练的完成自己的工作。

数据库包括文字、图片、数字、字符等各种信息, 是消毒供应室工作流程中各种信息的合集。通过数据库不仅可以更加安全的保存消毒供应室工作流程中的重要数据信息, 还可以更加方便、快键的查询出指定的数据, 从而简化工作人员的工作, 并提高工作效率。

核心控制功能对整个系统进行管理, 处理客户端的各种请求, 将各个模块生成的数据信息进行整理, 然后存储到数据库。对数据库中的信息进行统计和处理, 并将指定格式的数据呈现到客户端, 实现系统与工作人员的互动。

4 系统总结

用户的工作流程与器械包追溯是本系统实现的核心内容, 本文以此为重点, 参考了大量资料和现有的主流思想, 给出了具体的基于关系数据库的解决方案。本系统建立在Java基础之上, 在系统的设计过程中, 充分利用了Java的核心设计思想, 对系统的可行性实施给予了充分的考虑。

对于用户的工作流程, 本系统将其依次分为回收、清洗、配包、灭菌、入库、发放和使用七个步骤。每一个步骤都通过JS提供了合理的插件, 用户只需要做简单的点选即可完成相应的功能。但由于一些外部条件的限制, 在读取清洗机与消毒机的工作数据时, 存在了一些障碍;对于本系统的器械包追溯, 管理员通过该功能可以快速、方便的查询出器械包的详细信息, 从而大大减少了管理员的工作量。但由于本人理论水平有限, 实际工作经验不足, 加上时间有限, 对于该系统还没有研究得非常透彻, 所以系统开发难免有一些疏漏和研究得不够透彻的地方, 因此其中的一些设计工作还需要不断的完善。

消毒供应室追溯系统实现了消毒供应室追溯的基本需求。此系统的应用可以明显的提高管理人员的工作效率和工作人员的工作质量, 使整个供应室的工作流程更加规范化。

摘要：医院消毒供应中心 (CSSD) 承担着各科室重复使用诊疗器械、器具和物品清洗、消毒、灭菌以及无菌物品的供应工作, 是医院内感染的高危科室。为解决现状, 卫生部于2009年4月1日发布, 12月1日强制实施医院消毒供应中心三项行业标准:管理规范、清洗消毒及灭菌技术操作规范和清洗消毒及灭菌效果检测标准, 用来完善供应室的质量控制和物品安全。为了满足卫生部对手术器械质量的追溯要求和医院内部管理的需要, 在对供应室和手术室进行了大量的工作调研后, 采用B/S架构, 设计了消毒供应室追溯系统。

关键词：消毒供应中心,CSSD,追溯系统,供应室

参考文献

[1]孟晓东, 乔桦, 吕明.医院设备信息管理系统中维修的设计与应用[J].中国医疗设备, 2008, (7) :81-82.

[2]卫生部医院消毒供应中心第2部分:清洗消毒及灭菌技术操作规范[J].中国护理管理2009, (06) :82-83

追溯平台设计 篇8

关键词：农畜产品,追溯系统,3G,扩展

1 现状与不足

随着人们生活质量的提高,食品安全和农畜产品质量安全问题引起了人们的广泛高度关注[1]。目前,各地政府和企业都在建设各自的产品信息追溯系统,如北京、上海、山东、海南、江西、河北等地[2,3],但是大部分追溯系统都是采用B/S模式进行信息追溯,需要使用有线或者无线互联网,在对信息进行更新和查询时存在时效性、数据准确性和信息量上的不足。例如,监管人员和消费者在实施监管和消费时,处在无Internet有效连接的环境,则不便于及时使用追溯系统进行信息的上传和查询,并且只能先手工记录相应的数据,然后再上传数据,如此,非但信息延时较长,也难免会存在输入误差。如果使用RFID技术或短信息技术,虽然能保证信息精确、及时,但是由于受编码技术的限制,信息量较少,不能满足较大信息量的处理[4,5]。

2 机遇与设想

随着以中国移动的Time Division-Synchronous CDMA(简称TD-SCDMA)、中国联通的Wideband CDMA(简称WCDMA)和中国电信的CDMA2000Family(简称CDMA2000)为代表的3G技术的成熟和广泛应用[6],智能手机不仅可以像个人电脑一样,具有独立的操作系统,还可以由用户自行安装软件、游戏等第三方服务商提供的程序,且通过此类程序来不断对手机的功能进行扩充,又可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入。其价格平民化、迅速普及,使得追溯系统快捷方便的应用带来了机遇。设想将追溯系统向3G扩展,利用3G的无线通信与Internet良好结合性、数据传输的高速性的特点,方便、快捷、可靠的进行信息的采集和查询成为可能。

笔者在江西省某农业产业化龙头企业的信息追溯系统的设计与应用中,尝试向3G领域扩展,发现产品信息和监管信息可以在处理现场一次完成输入,信息形式也由文字信息为主扩展到图文声像等,使得追溯信息真实可靠,从而弥补原有追溯系统的不足。

3 扩展与设计

3.1 系统架构扩展

原有追溯系统是基于B/S架构,笔者在此基础上向3G扩展,此部分采用C/S架构设计,如图一所示。客户端采用基于Android平台开发的智能手机终端软件(apk文件),厂商工作人员、监管人员和消费者可以通过3G网络借助智能手机来实现对农畜产品信息的查询与操作[8]。即使在某些没有3G网络的特定工作环境,系统用户也可以将信息与智能手机中的SQLite 3嵌入式轻型数据库[9]交互,然后在进入3G网络范围时立即将自动采集到的信息通过同步模块与服务器同步。

3.2 系统功能扩展

系统在原有的五个主要功能模块基础上扩展一个面向整个系统的各模块的3G智能终端模块,如图二所示。监管模块实现在流通的任意环境进行质量监督检验管理的信息处理、预警和系统管理;生产模块主要完成对产地、圈舍或地块信息的输入、追溯码的生成,以及种养殖过程中的信息的审核和上传;批发模块主要完成农畜产品批发、运输过程中的追溯信息的上传和追溯码的增层编码;零售模块主要完成分割包装零售过程中的信息的上传和追溯码的增层编码;消费模块则实现对农畜产品的生产、批发、加工、检验、运输等流通全过程的可追溯信息的查询。结合3G网络的特征,所有的追溯码都将扩展为二维码和条形码两种形式生成,如此,上述功能既可以采用计算机又能通过智能手机等设备访问系统来实现。

3.3 系统终端扩展

为了摆脱有线网络对信息处理场所的空间束缚,充分发挥3G技术无线、高速的特点,智能终端主要是由基于Android系统的智能手机、SQLite3数据库和3G智能终端扩展模块构成,实现利用3G智能终端对远程服务器的数据交互[10,11],如图一中右侧所示。此时,智能终端与系统数据库服务器的信息通道则选择3G以及WIFI等其他无线网络;数据的形式也不再局限于文本信息,可以扩展到图片或者声像信息;此外能通过智能终端实现数据的离线记录和在线同步功能实现信息的处理、查询与上传。

3.3.1 3G智能终端模块设计

3G智能终端模块的主要功能包括:将现场采集的图片、声像和文本等相关信息上传服务器;搜索3G等无线网络信号,若可以接入,则选择“在线模式”,将智能终端中的数据与数据库服务器进行同步;若暂无网络,则选择“离线模式”,将智能终端中的数据暂时存储于智能手机内存卡中的SQLite 3数据库中,一旦再次接入无线网络,立即将智能终端中的数据与数据库服务器进行同步更新。该模块包括服务器端和客户端,其客户端与服务器端数据通讯流程如图三所示。

由图三可知,客户端与服务器端的数据通讯分在线模式和离线模式。在线模式是指在可以接入3G等无线网络的情况下,可以与服务器实时交互;离线模式是指在无网络的环境中,可先将数据存储至智能手机存储卡中的SQLite3数据库中,当可以接入3G等无线网络时再与服务器端进行数据的同步更新。

3.3.2 数据库扩展

基于短时间无网环境下的离线模式,终端无法与数据库服务器进行数据通讯的情况,笔者针对3G智能手机的特点,采用具备嵌入式、轻型特点的SQLite 3数据库,对数据存储进行扩展。不像常见的客户—服务器范例,SQLite3的数据库引擎不是个程序与之通信的独立进程,而是连接到程序中成为它的一个主要部分。所以主要的通信协议是在编程语言内的直接API调用。这使得对硬件的要求更低、数据库更简单性,对数据库对象(库、表、字段、索引)的定义都在3G智能手机存储卡中的某个文件中。这种简单的设计是通过在开始一个事务的时候锁定整个数据文件而完成的[9]。因此,嵌入在智能手机中的SQLite 3数据库对内存的需求只要几百K就够了,这就使得数据库可以离线的扩展到3G智能手机存储卡中。

3.4 追溯编码扩展

在3G智能手机的广泛普及下,追溯编码的形式也从一维条形码扩展到二维码,本文在实验中采用一维UCC/EAN-128码和便于3G智能手机识别的二维QR码两种形式表达加密之后的产品信息追溯码[12,13,14]。以江西省南昌市某圈舍生产的某批次生猪为例,其相关基本信息如下:

企业名称:江西省南昌市某企业

出栏日期:2012年9月1日

生产批次:第2批

圈舍标号:第3圈

产地:江西南昌

经过原有追溯系统生成到并执行加密算法后的产品追溯码为36010925259op0620002,包含企业名称、出栏日期、圈舍信息及URL等,扩展后的追溯编码的两种形式分别如图四中(a)、(b)所示,二维编码的生成甚至可以从专门的编码设备扩展到3G智能手机上,简便快捷。

4 结束语

本文针对原有农畜产品信息追溯系统中存在的不足,抓住3G技术普及带来的机遇,基于智能手机Android平台对江西省某农业产业化龙头企业的农畜产品信息追溯系统进行了3G功能扩展的有益尝试,对系统的3G智能终端功能、SQLite轻型数据库和追溯编码进行了扩展设计。实验中基本解决了信息输入不便带来的误差问题、实时性问题,并可通过3G等无线网络访问系统,利用3G与Internet高速结合的特点实现对图文声像信息的查询与处理,使农畜产品追溯信息的收集、管理、查询等更加便捷、快速和高效,为农畜产品追溯信息系统的实现和普及提供了新的思路,也期待能使追溯系统的应用更为广泛,从而从技术上保障食品安全和农畜产品的生产流通安全。

参考文献

[1]国务院关于加强食品安全工作的决定[EB/OL].http://www.gov.cn/zwgk/2012-07/03/conte nt_2175891.htm.2012-07-03.

[2]涂传清,王爱虎.我国农产品质量安全追溯体系建设中存在的问题与对策[J].农机化研究,2011,(03):16-20.

[3]常智军,金增欣,张俊,等.农产品质量安全监管与追溯信息平台设计与应用[J].农业网络信息,2011,(05):19-21,24.

[4]侯春生,夏宁.RFID技术在中国农产品质量安全溯源体系中的应用研究[J].中国农学通报,2010,26(03):296-298.

[5]胡东,谢菊芳.短信技术在猪肉远程监控与可追溯系统中的应用[J].农机化研究,2011,33(08):142-145.

[6]廖晓滨,赵熙.第三代移动通信网络系统技术、应用及演进[M].北京:人民邮电出版社,2008.[7(]美)Sarah Allen,Vidal Graupera,Lee Lundrigan,著.崔康,译.智能手机跨平台开发高级教程———适用于iphone、Blackberry、Windows Mobile及Android[M].北京:清华大学出版社,2011.

[8]武尔维,郜鲁涛,杨林楠,等.基于Android智能终端的农产品安全追溯系统架构设计[J].云南大学学报(自然科学版),2011,33(S2):273-278.[9(]美)格兰特·艾伦,迈克·欧文斯,著.杨谦,刘义宣,谢志强,译.SQLite权威指南(第二版)[M].北京:电子工业出版社,2012.

[10]吴亚峰,索依娜.Android核心技术与实例详解[M].北京:电子工业出版社,2010.

[11]佘志龙,陈昱勋,郑名杰,等.Google Android SDK开发范例大全(第三版)[M].北京:人民邮电出版社,2011.

[12]苏小波,严志雁,赵嵩,等.基于二维码和地理坐标的农产品追溯编码设计[J].江西农业学报,2012,24(06):173-175.

[13]赵丽,邢斌,李文勇,等.基于手机二维条码识别的农产品质量安全追溯系统[J].农业机械学报,2012,43(07):124-129.