物联网ONS地址解析在食品安全追溯中的应用

杨博+周广军+章学周+胡冶

摘 要：基于十余年的食品安全追溯体系建设经验，中国食品质量安全可追溯体系建设在制度、标准和试点示范方面取得了一定的成果，但同时也显现出诸多困境，成为制约我国食品安全可追溯体系继续健全发展的瓶颈。中国食品安全溯源困境主要体现在现有食品溯源系统标准不统一、立法缺少强制实施、不同参与主体间追溯体系兼容性、追溯技术有待完善、溯源信息内容不规范且完整性不足，造成溯源信息不能资源共享和交换等问题。于是，文章通过对两个应用案例进行分析，以对基于地址解析服务技术的食品安全电子溯源进行研究，以供参考。

关键词：地址解析；电子溯源；食品安全；物联网

中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）03-0138-03

Abstract： Based on more than ten years of experience of food safety traceability system construction， Chinese food quality and safety traceability system construction has made some achievements in system， standards and pilot demonstration， but at the same time， it also shows a lot of difficulties. It has become a bottleneck restricting the development of traceability system of food safety in China. The dilemma of traceability of food safety in China is mainly reflected in the disunity of existing standards of food traceability system， the lack of enforcement of legislation， the compatibility of traceability system among different participants， the need to improve traceability technology， The content of traceability information is not standard and the integrity is insufficient. The source information can not be shared and exchanged. Therefore， through the analysis of two application cases， this paper studies the electronic traceability of food safety based on address resolution service technology for reference.

Keywords： address resolution； electronic traceability； food safety； Internet of Things

1 当前我国食品安全电子溯源问题与现状

2003年通过《食品生产加工企业质量安全监督管理办法》，要求通过食品检验必须贴上食品质量安全市场准入标志，才能在市场上销售。2004年上海发布了上海食用农产品质量安全信息平台，并对农产品的管理过程、查询网络和条码识别进行了监控。同年，中国物品编码中心颁发的跟踪和追踪中国牛肉产品指南。2005年国家工商行政管理局颁发的“中国质量检验规则溯本求源出境水产品”，其中规定，水产品和原材料的出口必须确定。同年，北京顺义区启动了蔬菜分级包装箱质量追溯体系，山东发布了不合格食品退市制度，福建食品市场准入制度和食品安全追溯体系启用了肉品质量查询系统，天津实施了无公害蔬菜溯源系统源代码。2007年中国标准化研究院为推动中国的农产品可追溯信息平台建设和农产品追溯标准，推出了“实施”的研究和技术规范的农产品质量追溯系统的快速设计和操作，建立一个一般的农产品质量安全追溯系统。在同一年，EAN UCC编码系统在国家编码中心在蔬菜质量安全可追溯系统中的应用是在山东省实施，并可追溯系统的设计与实现饲料和食品链的指导方针进行了介绍。在2008北京奥运会期间，北京启动了奥运资本食品安全追溯体系，在整个食品跟踪过程中实施了全程供应链。2008年成都采用物联网技术，建立了生鲜猪肉产品质量安全追溯信息系统。

在食品安全可追溯体系的构建和实施进程中，国家和各大部委相继出台了食品安全立法体系，如《中华人民共和国农产品质量安全法》、《中华人民共和国食品安全法》、《中华人民共和国标准化法》等，同时制定相关标准，建立面向不同行業的溯源系统并在各地试点实施。中国物品编码中心在全国建立涵盖肉蔬水果、加工食品、水产品及地方特色食品等多个领域产品的质量安全追溯应用示范基地以推进“中国条码推进工程”，如在山东试点的“蔬菜质量安全可溯源系统”，陕西试点的“牛肉质量与跟踪系统”，上海试点的“上海超市农产品查询系统”等。

中国食品安全溯源困境主要体现在现有食品溯源系统标准不统一、立法缺少强制实施、不同参与主体间追溯体系兼容性、追溯技术有待完善、溯源信息内容不规范且完整性不足，造成溯源信息不能资源共享和交换等问题，详述如下：

（1）现有食品溯源系统标准不统一不兼容。

（2）不同参与主体间追溯体系兼容性问题。

（3）立法支持缺少强制实施。endprint

（4）追溯技术及体系尚待完善。

（5）溯源信息内容不规范且完整性不足。

（6）生产者环节参与度不高。

2 地址解析服务技术特点及前景

作为EPC物联网组成技术的重要一环，EPC信息发现服务包括对象命名服务ONS（Object Naming Service）及配套服务。其作用就是通过电子产品码，获取EPC数据访问通道信息。目前，与ONS系统和配套的发现服务系统由EPCglobal委托第三方公司进行运维和建设。随着EPCIS标准得到ISO/IEC的认可，并对等转换为中国国内标准。国内多个研究机构也均主导建设了我国自己的ONS地址解析体系。信息发现服务是EPC物联网的最重要组成部分，对象命名服务ONS，存储提供EPC信息服务的地址信息，主键是电子产品码；另外，其记录存储是授权的，只有电子产品码的拥有者可以对其进行维护。

ONS地址解析服务网络是一个树形网状结构，除了提供地址解析的公共ONS服务节点，在每一个企业还可以部署本地ONS服务器，该服务器的功能包括两部分功能，一是实现与产品对应的EPC信息服务地址信息的存储；二是提供与外界交换信息的服务，并通过根ONS服务器进行级联，组成ONS网络体系。企业内部的本地ONS服务器实现其地址映射信息的存储，并向根ONS服务器报告该信息并获取网络查询结果。在这个物联网内，基于电子产品码实现EPC信息查询定位功能。当前ONS服务提供以下两类服务：（1）静态ONS服务，通过电子产品码查询供应商提供的该类商品的主数据信息；（2）动态ONS服务，通过电子产品码查询该商品的历史事件数据信息，譬如在供应链中经过的各个环节上的信息。

作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础，RFID已被世界公认为本世纪十大重要技术之一，在生产、零售、物流、交通等各个行业有着广阔的应用前景。目前，国际上存在多个与RFID相关的标准制定组织，其中，EPCglobal由于其出身的优越性，在这些组织中起着领导的地位，而其部分标准与ISO组织推荐的相关标准的融合，更是激发了其标准在全球推广的价值。目前，ONS地址解析体系在国外也有很多用户，这为我国开展ONS地址解析体系建设提供了非常好的样本。

从以上地址解析服务的原理中可以看出，EPCglobal 电子追溯网络是一种典型的具有分布式物联网架构的电子追溯网络，该网络具备以下特征：（1）自组织去中心化；ONS地址解析服务器记录的是物品所经过的各个企业的EPCIS服务器的地址，而具体的物品的追溯信息则是进一步由EPCIS服务来提供。该网络架构具备去中心化的特征，数据不存储在一个中央服务器，而是分散在各个企业存储。（2）可扩展性强；ONS地址解析服务网络的统一接口规范包括ONS解析接口和EPCIS服务接口，ONS解析接口是基于DNS NAPTR标准互联网数据接口，因此可扩展性强，容易开发，开源代码资源丰富。相比以前的有中心式的食品安全追溯网络，企业不需要申请和审批等复杂流程，只要企业的软件系统支持相应的标准，企业就可以加入电子追溯网络。（3）主体责任清晰； ONS地址解析服务器属于公共基础设施，不需为企业的数据负责。因此企业通过EPCIS分享出去的所有信息的主体责任都是企业自己。（4）网络结构健壮，易维护； ONS服务基础架构是基于ONS服务器网络分层管理ONS记录。每一个ONS节点服务器可以有主备两个节点组成，该节点可以仅负责一定区域内的物联网地址解析服务。因此基于ONS地址解析服务的食品安全电子追溯网络可以实现高可靠性和健壮性。

3 地址解析服务技术在国家科技支撑计划项目中的作用

下文通过引用两个相关案例，来阐述分析地址解析服务技术在国家食品安全电子溯源技术研究及示范项目中的作用。

伊利（苏州）乳业有限公司目前拥有16条生产线，采用字符码的标识技术方案，在企业内部初步实现了基于产品批次的液体乳质量溯源系统。但是，两家试点企业的质量溯源系统仍然存在不足之处，主要表现在：（1）对于企业低端液体乳产品，缺乏企业成本可接受的廉价溯源标识方案；（2）對企业的高端液体乳产品，缺乏基于RFID的有效安全溯源解决方案；（3）对于企业成品乳，在灌装之前缺乏品质自动检验手段；（4）对于企业成品乳，缺少全面的冷链运输环境监测方案；（5）缺失液体乳原料进货验收、投料加工、成品包装、仓储配送和销售记录等各个环节之间溯源信息的传递规范。目前，两家试点企业亟需解决的问题是对现有质量溯源系统改造并生成标准的数据上报格式，增加企业产品生产流通过程数据自动采集和上报设备及软件。对两家试点企业的上述问题，拟采用的示范推广方案如下：

（1）由生产信息采集技术组帮扶企业推广二维码、OCR溯源方案，完善高端乳RFID应用示范。

（2）由检验监测技术组完善自动检验及冷链环境监测。

（3）由生产环节数据融合挖掘技术组帮扶解决企业的物联网接入点建设的难题。

（4）由推广组完善企业间的溯源信息物联网传递方案。

（5）由推广组完善流通企业示范推广方案。

在流通环节方面，两家试点企业的产品经销商都由自己企业内部的配送子公司负责产品的物流配送，分别配送到各自的批发兼零售商-六家苏果门店中。六家苏果超市门店都建有自己的进销存信息系统，但是缺少液体乳产品销售溯源数据的上报设备及软件，需要对现有进销存信息系统改造并生成标准的溯源数据上报格式，在六家苏果门店中部署溯源系统管理终端。ONS地址解析技术，可以支撑上述分布式数据采集设备实时采集信息，存储在企业本地的服务器，避免了数据上传的延迟和数据不同步的问题。

通过对乳制品（液态乳）生产加工企业的实际业务流程、现有信息系统架构和电子溯源关键控制点，明确乳制品（液态乳）生产加工企业电子溯源所需采集的关键信息。endprint

这就需要研究乳制品（乳）原料奶的数据特征，在加工和包装过程中，对乳制品（乳）行业产品信息流分析和乳制品生产流通过程进行分析，从两个方面（乳）原始数据进行安全性电子溯源。其中，通过乳制品（牛奶）分析的信息和质量信息的原料奶源的行业，可以总结出奶制品（牛奶）原料奶行业数据的特点，包括农场的经营信息、环境信息、信息和原奶检测信息质量；通过乳制品分析（液态奶）行业的生产和流通过程中，可以发现乳制品（牛奶）关键控制点的工艺流程、行业数据的特点，包装和标签，仓库环境参数、冷链运输和销售企业，以及相关的过程追溯信息追加到半P生产加工过程中产品、包装和标签将被附加到信息的过程中，生产加工的成品仓库，最后结合环境参数采集、流通领域的冷链运输和销售企业行业及其他质量参数。

江苏今世缘白酒类股份有限公司已建成16条生产线，年产国边、今世缘、高系列白酒类超过3吨。这家公司通过以下方法建造一个新的追溯系统。（1）增加可追溯性代码管理系统和数据报告设备和软件；（2）改变现有的可追溯系统并生成标准数据报告格式。新的系统可以实现生产的成品酒信息的可追溯性，葡萄酒物流信息可追溯、产品质量可追溯信息，消费者的防伪防窜货查询。基于以上技术路线结合ONS地址解析技术，白酒示范企业建立白酒企业电子追溯平台。该平台的主要功能包括：系统管理、库存检验、混合包装记录、出厂检验、销售、不合格产品处理、挂失、预警、信息查询和统计分析等功能，非常好地完成了项目的应用示范任务。

4 结束语

中国食品质量安全可追溯体系建设在制度、标准和试点示范方面取得了一定的成果，但同时也显现出诸多困境，成为制约我国食品安全可追溯体系继续健全发展的瓶颈。于是笔者介绍了当前我国食品安全电子溯源问题与现状；分析了ONS地址解析服务技术特点及前景；最后通过案例，阐述了地址解析服务技术在国家食品安全电子溯源技术研究及示范项目中的作用。ONS地址解析体系为基于GS1/EPC global的编码体系的条码用户提供了良好的物联网基础服务设施架构，本文所基于的国家科技支撑计划项目为此应用提供了良好的样板。本文对应用示范过程中的經验进行了总结，为后续的此类项目建设提供了参考。

参考文献：

[1]金志刚，王玮健.食品安全电子溯源中间件国内外研究综述[J].食品安全导刊，2017（27）：20.

[2]郑重，汪东华，侯月丽，等.我国食品安全电子溯源标准体系框架构建[J].中国标准化，2017（17）：73.

[3]张龙青.基于物联网的洞庭湖淡水鱼质量安全溯源系统[D].中南林业科技大学，2015.

[4]陈明阳，宋文广.物联网发展现状分析与新构想[J].科技创新与应用，2012（07）：22.

[5]徐红宇.新技术在物联网中的应用[J].科技创新与应用，2016（23）：91-92.

[6]张圆.浅论物联网技术的应用研究[J].科技创新与应用，2017（17）：294.endprint