來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
0 引言
隨著《中華人民共和國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》的頒布與實(shí)施，我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品全程質(zhì)量安全管理體系的建設(shè)正步入快速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期。目前，如何對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行有效地追溯以及如何從源頭上解決農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題，已成為極為迫切的課題。基于數(shù)據(jù)網(wǎng)格的RFID農(nóng)產(chǎn)品跟蹤與追溯系統(tǒng)可為解決上述問(wèn)題，提供切實(shí)可行的技術(shù)方案。RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。同時(shí)，隨著數(shù)據(jù)網(wǎng)格技術(shù)的發(fā)展，有效結(jié)合數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)體系，可實(shí)現(xiàn)全國(guó)乃至全球范圍內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品的跟蹤與信息共享。
1 農(nóng)產(chǎn)品跟蹤與追溯系統(tǒng)(APTS)框架設(shè)計(jì)
1．1 跟蹤與追溯流程設(shè)計(jì)
根據(jù)國(guó)際通用的跟蹤與追溯系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)ISO 22005—2005《飼料和食品鏈的可追溯性一體系設(shè)計(jì)和開發(fā)的一般原則和指導(dǎo)方針》 的要求，在農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品屬性以及參與方處理的信息進(jìn)行有效標(biāo)識(shí)是基礎(chǔ)，對(duì)相關(guān)信息的獲取、傳輸以及管理是成功開展農(nóng)產(chǎn)品追溯的關(guān)鍵。實(shí)施農(nóng)產(chǎn)品追蹤溯源，要求農(nóng)產(chǎn)品跟蹤追溯系統(tǒng)具有“準(zhǔn)確、可靠、快速、一致” 的特點(diǎn)，有效地建立起農(nóng)產(chǎn)品安全的“預(yù)警機(jī)制”。對(duì)農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤研究，包括農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)管理、存儲(chǔ)管理、配送管理、加工管理以及銷售管理等環(huán)節(jié)。各個(gè)環(huán)節(jié)概要時(shí)序與活動(dòng)，如圖1所示。
1．2 可追溯單元的設(shè)計(jì)
為了建立信息系統(tǒng)中跟蹤與追溯數(shù)據(jù)模型與農(nóng)產(chǎn)品物理實(shí)體的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用高津特圖與追溯矩陣的方法構(gòu)建可追溯單元，重點(diǎn)解決物理實(shí)體編碼標(biāo)識(shí)與管理系統(tǒng)中相應(yīng)數(shù)據(jù)的映射問(wèn)題?？勺匪輪卧窃贏PTS的跟蹤與追溯框架中特指被追溯物理實(shí)體質(zhì)量信息的最小集合，包括定義標(biāo)識(shí)信息和記錄信息兩部分。標(biāo)識(shí)信息的主要功能是確保跟蹤與追溯過(guò)程的連續(xù)性；記錄信息的主要功能是實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部追溯。通過(guò)可追溯單元的設(shè)計(jì)與構(gòu)建，在APTS系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行中將對(duì)農(nóng)產(chǎn)品物理實(shí)體的跟蹤與追溯，轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)農(nóng)產(chǎn)品 供應(yīng)鏈 中不同的可追溯單元信息的追溯，實(shí)現(xiàn)由物理追溯向信息追溯的轉(zhuǎn)變。
2 基于數(shù)據(jù)網(wǎng)格的RFlD農(nóng)產(chǎn)品跟蹤與追溯系統(tǒng)(R-APTS)體系結(jié)構(gòu)
RFID技術(shù)的快速發(fā)展已超越了傳統(tǒng)的以標(biāo)簽一解讀器(Tag＆Reader)為主的物理設(shè)備的界限，并且正在由完整的軟硬結(jié)合的面向高層應(yīng)用的體系結(jié)構(gòu) 方向發(fā)展。通過(guò)引人數(shù)據(jù)網(wǎng)格技術(shù)，尤其是OGSA—DAI技術(shù)(開放網(wǎng)格服務(wù)架構(gòu)一數(shù)據(jù)訪問(wèn)與集成) ，完成與RFID設(shè)備接口集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)可追溯單元的多網(wǎng)絡(luò)、跨平臺(tái)的信息集成?；跀?shù)據(jù)網(wǎng)格的R—APTS體系結(jié)構(gòu)主要分為3個(gè)部分，分別是RFID數(shù)據(jù)采集層、跟蹤與追溯數(shù)據(jù)處理層與農(nóng)產(chǎn)品信息應(yīng)用層，其體系結(jié)構(gòu)如圖2所示。
2．1 R FID數(shù)據(jù)采集層
在硬件系統(tǒng)方面，包括RFID標(biāo)簽的解讀器和傳感器 負(fù)責(zé)讀出RFID標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)；在網(wǎng)格系統(tǒng)方面，將RFID數(shù)據(jù)以規(guī)格化的XML文檔形式描述，并通過(guò)GT4(G1obus Too1kit 4．0)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格環(huán)境中的OGSA(OGSA Enabled)，將RFID的物理數(shù)據(jù)最終轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)網(wǎng)格中可以訪問(wèn)的XML數(shù)據(jù)資源。
2．2 跟蹤與追溯數(shù)據(jù)處理層
該層利用OGSA—DAI并發(fā)處理數(shù)據(jù)采集層所傳送的RFID事件與數(shù)據(jù)流，并利用網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)對(duì)可追溯單元的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾和聚合，并存儲(chǔ)到RFID信息數(shù)據(jù)庫(kù)中，以數(shù)據(jù)庫(kù)Web Servi ce的方式在數(shù)據(jù)網(wǎng)格中發(fā)布， 以此作為農(nóng)產(chǎn)品跟蹤與溯源的信息資源。此外， 當(dāng)RFID標(biāo)簽實(shí)體的數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)，數(shù)據(jù)處理層可以觸發(fā)采用OGSA—DAI的事件機(jī)制、消息發(fā)布與訂閱機(jī)制統(tǒng)一處理RFID事件，以網(wǎng)格消息的方式通知(Notify)系統(tǒng)內(nèi)其它組件，也可根據(jù)具體的跟蹤與追溯業(yè)務(wù)規(guī)則形成數(shù)據(jù)過(guò)濾器，用來(lái)向系統(tǒng)訂閱RFID數(shù)據(jù)服務(wù)。
2．3 農(nóng)產(chǎn)品信息應(yīng)用層
該層直接面向農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)的雙向交流信息層。其將信息處理層抽取的信息分配到各應(yīng)用層管理數(shù)據(jù)庫(kù)中，同時(shí)也將各管理數(shù)據(jù)庫(kù)采集信息反饋到信息處理層。這樣無(wú)論是對(duì)于確定農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量危害源，還是對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品召回和風(fēng)險(xiǎn)分析，均能確保實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量信息的對(duì)稱交流。
3 數(shù)據(jù)網(wǎng)格中的RFID 跟蹤與追溯系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與部署
RFID網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)的構(gòu)建是基于OGSA—DAI，Web Service服務(wù)器(AxiS 2．0)以及G1obus Tooikit4．O基礎(chǔ)之上。在成功配置G1obus Toolkit 4．O并將其部署到tomcat后，安裝OGSA—DAI。此時(shí)正確輸入命令行，就能夠得到“數(shù)據(jù)服務(wù)瀏覽器”的GUI界面。網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用客戶端，如圖3所示。在“查詢語(yǔ)句”中輸入“Se1ect from RFID—Reader where ReaderId=1063”，就可以得到ID為1063的RFID解讀器中存儲(chǔ)的相關(guān)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤與追溯信息。
在網(wǎng)格環(huán)境下，數(shù)據(jù)服務(wù)的注冊(cè)與發(fā)現(xiàn)遵循動(dòng)態(tài)機(jī)制。用戶在查詢農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量信息時(shí)，并不知道自己所需的服務(wù)是由哪些數(shù)據(jù)服務(wù)結(jié)點(diǎn)提供，更不知道數(shù)據(jù)服務(wù)結(jié)點(diǎn)的位置。所以， 網(wǎng)格數(shù)據(jù)服務(wù)還提供注冊(cè)“添加數(shù)據(jù)服務(wù)” 和“刪除數(shù)據(jù)服務(wù)” 功能，保持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)實(shí)時(shí)更新。通過(guò)輸入數(shù)據(jù)服務(wù)URL地址，“添加”或“刪除”數(shù)據(jù)服務(wù)。網(wǎng)格中追溯單元素?fù)?jù)服務(wù)WSPL說(shuō)明(部分)，如圖4所示。
此外，“數(shù)據(jù)服務(wù)瀏覽器” 還提供“聯(lián)合查詢”服務(wù)。聯(lián)合查詢的實(shí)現(xiàn)可以將分布數(shù)據(jù)庫(kù)中得到的查詢結(jié)果匯集到目標(biāo)數(shù)據(jù)庫(kù)中，保持?jǐn)?shù)據(jù)更新，減少數(shù)據(jù)冗余，如圖5所示。
4 結(jié)束語(yǔ)
農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤與追溯體系的建立，對(duì)擁有13億人口的我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)極其重要，對(duì)于完善我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量管理和跨越農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易壁壘有重大作用與意義。我國(guó)具有數(shù)千年農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)歷史，擁有數(shù)萬(wàn)種農(nóng)產(chǎn)品類型，9億農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者所面臨的對(duì)手是國(guó)際日益先進(jìn)、系統(tǒng)、完善和成熟的農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)加工體系。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的保證將一定程度上影響到國(guó)家經(jīng)濟(jì)與社會(huì)穩(wěn)定?；跀?shù)據(jù)網(wǎng)格(Data Grid)的RFID農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量跟蹤與追溯系統(tǒng)提供了切實(shí)可行的技術(shù)方案。通過(guò)RFID技術(shù)， 自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合網(wǎng)格技術(shù)實(shí)現(xiàn)廣域范圍的農(nóng)產(chǎn)品跟蹤與信息共享，實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)絡(luò)、快速追溯
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