基于识别代码物联网技术的品牌粮食质量追溯系统的探讨

周 鹏

航天信息江苏有限公司 (南京 210000)

探索建立包含从种植、收购、储运、运输到加工和销售的全流程溯源的基于识别代码物联网技术的品牌粮食质量追溯系统，将传感器采集、智能化识别、定位追踪、监控管理以及云计算等多种物联网最新技术应用于粮食溯源监测中，建立贯穿稻谷种植、收割、仓储、加工、运输、销售和食用等整个粮食产业链流程的、较为完善的质量安全溯源体系，从而保障了企业谷物食品安全，降低企业谷物食品安全风险，确保谷物食品的质量，提高体系内的信息追踪、安全保障和可信可控能力，为相关管理部门执行安全、快速、智能决策提供有效依据，使全产业链达到“生产有记录、信息可查询、流向可追踪、责任可追究”，实现向广大消费者提供充足的“安全、营养、健康、绿色、无公害、无污染”的优质大米，让老百姓“买得放心、吃得安全”。

1 系统整体思路

物联网识别技术适用于粮食及农产品质量溯源信息可视化系统建设，建设范围主要包括：可视化视频远程监控系统、粮食生长环境溯源信息监测系统以及农产品质量溯源管理系统等。整个系统通过前端设备将生产信息(视频、图片、温度、湿度、光照、风速、风向等)上传至服务器，通过Web端以及手机微信的方式实现数据信息的管理以及应用展示，最终实现信息可视化系统的建设。

2 系统整体框架

2.1 各子系统的功能说明

(1)粮食种植环境监测平台系统

通过采集田间外置传感器的环境物理量的信息参数，包含空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、风向、风速等，并将实时采集到的各项物理量数据参数通过GPRS、有线网络、WIFI、数传电台等方式上传数据信息至远端平台系统。平台系统软件结合大数据技术及现场视频图像等信息进行分析种植信息，提供预警、专家分析、历史数据分析等功能，从而突破传统方法从作物生长信息获取中需要田间采样、室内分析等繁琐问题，通过大数据分析来指导技术人员精确施肥。

(2)各环节的环境监测系统

收储环节的智能仓储保管系统，用于监管粮仓内粮食存储情况、仓内温湿度、气体及检化验环节中虫害、水分等信息；粮食加工环节中用于监测烘干及加工生产车间内的温湿度、粉尘、氧气等数据信息；物流运输环节中用于监管粮食运输过程中的物流、温湿度、水分等信息。从而解决了传统物流“货物一发出，什么都不知”的情况。

(3)各环节视频监控可视化系统

对粮食种植、仓储、加工、运输、销售等各个环节进行远程监管，实现各环节监控部位的统一管理、数据存储备份、转发和监控，对需要采集视频数据的各端口软件进行采集。

(4)各环节粮食溯源信息上传系统

通过电脑、手机APP、微信端等多种互联网形式实现对各个环节的溯源监管信息进行上报，包括业务作业信息、检化验信息、人员信息等。

(5)粮食溯源信息监管系统

系统拥有完整的质量溯源管理体系和标准。利用物联网技术来实现农产品的安全溯源监管，涵盖了种植、收割、仓储、加工、包装、运输、销售等各个环节，最终有助于提高粮食品质，对环境不仅没有任何的负面的影响，还在生产加工中实时的对粮食所处环境进行检测，有利于提高生产和加工等场所的环境质量，实现绿色经济。

(6)粮食溯源信息公众服务平台

面向公众查询的粮食溯源服务平台。

2.2 各子系统解决方案

2.2.1种植环节环境信息自动采集系统

田间种植环节的管理直接关系到整个产品的质量，整个种植环节的监控管理主要包含以下部分。

(1)综合监测空气温湿度、大气压、风速、风向、土壤温湿度、土壤PH值、视频等参数，并将采集到的信息参数物理量通过数据传输方式等上传至环境监测平台。

(2)支持扩展对于特有的针对水稻小麦的在线生长检测，以及诊断种植土壤的氮、磷、钾等含量监测，可以检测作物叶层氮积累量、叶干重、叶层氮含量、叶面积指数等生长指标，从而克服了传统作物生长信息获取中需要田间采样、室内分析等繁琐过程，根据指标指导精确施肥。

2.2.2种植环节视频可视化系统

采用室外高杆安装百万级高清可调焦宽动态监控，实现整个种植农田24 h视频监控的“高清晰、全覆盖”。监控点位分布在每块种植田的中间地带，以便获取田间种植的实时全部的作业状况。

2.2.3物流环节溯源信息采集系统

通过手机端(微信或小程序)上报运输车辆信息，建立起与运输粮食的关联信息，后期可以拓展车载环境信息自动采集设备，采集温湿度、GPS、图片等信息。

2.2.4仓储环节溯源信息上报系统

原粮收购出入库信息溯源：原粮通过第三方物流车辆进驻米业仓储库存，需记录每辆运输车辆车牌照、收购时间、重量及原粮来源、水分、杂质、不完善率、存放库位等信息，系统可随时录入、查询、修改原粮收购基本信息，对每批次的进场原粮进行初始的理化检测及重金属检测，对不符合检测指标的情况进行相应处理。

原粮仓储信息溯源上报：粮食储藏过程中对粮情变化的实时检测，对检测数据进行分析与预测、对异常粮情提出处理建议和予以控制等，结合粮情监测系统记录三温检查、粮堆气体检查、害虫检查、鼠雀的防治、储存品质检验、质量检验。

2.2.5加工环节溯源信息上报系统

(1)大米加工信息管理：客户订单对应了原粮品种、原粮仓储，根据相应的质量标准，加工流程进行大米加工。

(2)大米加工：根据稻谷清理、去石、谷糙分离、碾米、分级、磁选、色洗、抛光、检验包装过程中设立阈值和监控监测方法，设置质量风险预警机制和纠偏措施。

(3)大小麦加工接口：系统预留大小麦加工的模型接口，方便后期拓展加工业务。

(4)成品库(仓)管理：主要包含出入库作业管理、库存管理。

2.2.6系统拓展

在现有系统基础上，利用新技术、新方法，进一步实现溯源信息的自动化采集，减少各个环节的人工干预，具体如下。

(1)种植环节：实现田间环境监测站与溯源系统的有效对接，开发田间管理APP软件，实现溯源信息的简单、快速、准确的上报。

(2)运输环节：增加自动化运输信息采集设备，可以实时自动采集运输位置、粮食温湿度、运输过程照片等信息，结合图像分析处理技术，实现运粮过程中粮食的安全、信息的真实。

(3)仓储环节：增加智能云盒网关设备，实现对不同厂家的粮情系统、出入库系统的数据采集、转换、上传到云平台，实现与溯源系统的无缝对接，极大的减少人工干预。

(4)加工环节：增加加工环节自动化信息采集设备，将加工环境信息、现场图片信息、设备运行信息等自动上传上报。

(5)防伪溯源：探索通过一物一码、大数据采集抓取销售信息、物理防伪数字水印等技术手段，实现防伪溯源，解决区域窜货、假冒伪劣产品现象。

(6)公众服务平台：开发打造溯源公众服务平台，用于发布政策信息、标准、溯源标准、达到标准企业的展示发布、已上溯源系统企业的展示发布。

3 结束语

随着我国经济市场化的进一步增强，农业发展也步入了一个新的阶段，粮食产品市场供应趋向饱和，在激烈的竞争环境下，企业生产必须考虑消费者的需求。通过建立质量溯源系统，满足生产全过程数据采集、上传、分析、管理、查询等功能的需要，为政府、企业、消费者了解粮食产品质量信息提供支持，为解决粮食产品的质量纠纷提供了依据，成为消费者了解产品的桥梁。同时实现对粮食质量的全程溯源与监控，有助于提高粮食品质，对环境不仅没有任何的负面的影响，还在生产加工中实时的对粮食所处环境进行检测，有利于提高生产和加工等场所的环境质量，实现绿色经济。