1、 文件名称 ： 物联网 智能追溯实训 系统（食品安全） 实训 方案 版本： V2.3 日期： 2012 年 3 月 技 术 文 档 物联网智能追溯实训系统（食品安全） 实训 方案 2 / 36 一、 物联网 智能追溯实训 系统（食品安全）方案简介 新大陆“ 物联网智能追溯实训系统（食品安全） ”是我国食品质量安全保障体系中一个典型代表。 物联网智能追溯实训系统 是指在一定区域内，运用物联网为代表的信息技术手段，将食品生产、流通各环节加工及流通的信息相关联，形成完整的信息追溯链。通过建立农业养殖、食品批发（配送）交易、零售、团体采购等监管子系统，并建立市级食品质量安全信息追溯数据中心，实现从食品
2、批发到零售终端相关信息的正向跟踪；食品零售终端到食品来源相关信息的逆向溯源；食品流通的监管与综合分析。 本实训系统是以食品质量安全追溯体系中最具代表性的农业养殖环节、食品批发环节、食品零售环节和城市管理平台为范本进行浓缩设计，具有鲜明的物联网技术特征。 学生通过本实训系统，可 以进行体验性实验、操作性实验和设计性实验等。学生通过体验性实验的学习，掌握食品安全信息可追溯业务和物联网技术概念性知识，了解各种典型的物联网业务模型。在有了对食品安全信息可追溯业务和物联网技术的基础性了解之后，学生通过操作性实验的学习，了解和掌握物联网各种设备管理维护和软件开发技能，具备基本的物联网应用模型分析、管理和开
3、发技能，并能借助实训系统搭建来实现食品安全信息可追溯模型。通过前面两部分实验的学习，学生进入最后的设计性实验的学习，设计性实验重点培养学生运用所学的物联网知识和技术实践真实的技术活动，让学生 在物联网设计过程中找到学习的乐趣。 二、系统设计目标 一个具有鲜明物联网产业技术特征、能够模拟运行食品质量安全信息可追溯系统典型应用的实训平台。 建设一个统一物联网典型应用实训系统，集教学、实训、创新、演示和研发功能于一体，围绕物联网主题，层次丰富，同时兼顾当前流行技术的发展趋势，注重各种技术之间的融合与灵活应用，既可满足日常教学要求。同时注重项目实训及创新试验，各设备之间可以灵活组合。学生可以基于各种模
4、块，按照自身的独特设计及应用，融合各种技术，进行多层次试验。 物联网智能追溯实训系统（食品安全） 实训 方案 3 / 36 基于本实训系统开展的教学实践的特点在于强调 培养学生应用技术的能力和职业技能，培养物联网技术应用高素质技能型人才。 三、 软件 系统及 核心 设备介绍 1、追 溯 实训 应用软件 系统 软件介绍 运用物联网为代表的信息技术手段，将动物养殖、运输、屠宰加工及流通的信息相关联，形成完整的信息追溯链。通过建立动物养殖、道路运输、屠宰加工、肉品零售、市场监管、追溯查询等子系统，建立肉类食品流通的监管与综合分析。 运用软件工程思想，以食品质量安全追溯案例为典型代表，运用面向对象分析
5、和设计方法、 C#/嵌入式 C语言 /ASP.NET、数据库等基础知识，完成包括： C/S客户端程序、 Web应用程序、嵌入式手持设备开发程序、嵌入式终端设备开发程序等 ,掌握应用物联网设备包括：传感器、二维码、一维码、 ZigBee、 RFID、WIFI、网络摄像机等，物联网开发相关知识和技术。 手持式交易监管终端嵌入式开发。运用手持式终端进行嵌入式开发，完成包括：一维码、二维码、RFID卡、 WIFI等实训项目的开发 ; 实现包括养殖防疫信息采集、道路监督、市场监管等环节实训开发。 智能客户端系统开发。运用 PC 机为中心设备，通过直连或 ZIgBee 无线通信方式，使其与包括 RFID读
6、写设备、重力传感器、 ZigBee 节点设备、网络摄像机、标签打印机等设备，进行交互，完成包括：一维码、二维码、 RFID、传感器、 ZigBee、网络摄像机等实训项目的开发 ; 实现包括：宰前检疫、屠宰加工等环节、 Zigbee设备安装调试、重力传感器与称重仪表安装调试等实训项目开发调试。 智能溯源电子台秤开发。用智能溯源电子台秤通过嵌入式开发，完成包括：一维码、二维码、 RFID卡、 WIFI等实训项目。实现肉品销售环节的实训项目开发。 追溯信息网站管理平台开发，对追溯实训项目 采集数据的综合展示，通过追溯码，查询肉品追溯信息的完整链条。 软件结构设计 本实训系统设计体现了“集中管理、形成
7、系列、思路创新、设备先进、价格合理”的建设方针；既满足了教学的要求，又考虑了学生毕业后从事物联网业务各环节工作的需要； 在实验平台具体的建设程序上，采取层次化和模块化的思路，将整个实验中心分成若干模块，各模块在满足某些共同前提条件下可以同时进行建设，以节省时间，充分利用学校现有教学和实验资源。 本实训系统的物联网特点非常鲜明，技术门类较为齐全，完全遵循商务部的相关技术标准。在感知层上对人的标识采用 RFID 卡、食品标识采用二维码和利用智能溯源秤载体上的压力传感器数据的自动采集；在网络传输层上，设计了网络综合布线、网络管理维护和网络安全管理等方面的实训；在数据处理层，根据实际需要采用 B/S和
8、 C/S 混合结构，部署了 WebService服务进行统一的数据服务以及企业级的数据库产物联网智能追溯实训系统（食品安全） 实训 方案 4 / 36 品等，编码规则、业务流程和设备标准等完全符合商务部的相关技术标准。 采用基于 Microsoft .NET基础平台，本实训平台的软件系统总体架构： 服 务 端智 能 溯 源 秤数 据 交 换业 务 应 用 层业 务 数 据数 据 层浏 览 器商 务 部 中 央 肉 类 蔬 菜 追溯 管 理 平 台W e b s e r v i c es 应 用W e b s e r v i c e 客 户 端应 用 功 能本 地 存 储P CW e b s e
9、 r v i c e 客 户 端应 用 功 能本 地 存 储W E B网 站农 药 残 留 检 测 系 统重 量系统整体上分为客户端、应用服务 层以及数据层等层次架构。 客户端设计 考虑到系统的特点，我们将在系统中，根据客户端的具体情况，同时采用 B/S 和 C/S 的设计模式。食品消费者、团体采购单位等用户采用 B/S方式进入本系统进行相关数据查询、浏览等操作。 在食品批发市场和零售市场等流通环节，以及政府监管部门，采用 C/S结构，其主要优点： 首先，交互性强是 C/S 固有的一个优点。在 C/S 中，客户端有一套完整的应用程序，在界面高度自适应集成、出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能
10、，并且可以在子程序间自由切换。 其次，采用 C/S 模式将降低网络通信量，与服 务器之间是纯粹的数据交换，避免了大量的界面标识以及图形等，所以， C/S处理大量信息的能力是 B/S所无法比拟的。 最重要的是，只有 C/S模式的客户端具备很强的抗干扰工作能力，能够在实时性要求高、网络环境复杂的环境下工作，才能满足本系统的设计要求。 客户端软件框架结构： 物联网智能追溯实训系统（食品安全） 实训 方案 5 / 36 前 端 系 统 界 面. N E T F r a m e w o r k第 三 方 控 件（ I n f r a g i s t i c s . N e t A d v a n t a
11、 g e ）规 则 控 制本 地 数 据 库远 程 数 据 通 讯（ W e b S e r v i c e s 客 户 端 ）录 入 便 利 性数 据 交 换当 前 状 态合 法 性 验 证数 据 库 操 作远 程 数 据 通 信数 据 加 密界 面 引 导业 务 管 理 端 界 面外 部 设 备（ I C 卡 机 具 、 手 持 式 条码 读 入 设 备 ）业务应用层 业务应用层主要是构造的系统的各种应用服务，是整个系统面向最终用户的层面，它最重要的特性就是提供标准化的开放接口，提高软件的复用性和业务变化的敏捷性，从而构建统一业务支撑平台。我们将采用 WebServices服务作为业务应用
12、层的统一的技术规范。 WebServices 主要是为了使原来各孤立的信息系统能够相互通信、共享而提出的一种接口。 Web Services 所使用的是统一、开放的标准，它的设计目标就是简单性和扩展性，这有助于大量异构程序和平台之间的互操作性，从而使存在的应用程序能够被广泛的用户访问。 本项目采 用面向服务的开发理念，采用 WebServices 来实现服务端与客户端之间、本系统与外系统之间的数据交互，这样可以很好地兼容本项目所涉及的多种形式的、在不同网络环境运行的客户端，大大方便系统的扩展，同时对外提供了标准接口的数据交换服务，从而信息的共享复用提供可能性。 业务逻辑层是网站应用系统的关键所
13、在。它负责处理所有来自外观表示层的用户请求，当它通过数据服务层提供的接口处理完请求之后，还要把处理结果返回给外观表示层。它处于外观表示层和数据服务层的中间，通常也被称为中间层，或称为应用程序服务器。业务逻辑层还需要 提供执行业务的规则，为具体应用提供事务处理、安全控制以及为满足不同数量客户端的请求而进行性能调整等功能。 数据层 数据层采用 Oracle数据库。 Oracle 数据库为高性能跨平台的数据库管理系统。它除了具有标准兼容性、跨平台可移植性、多线程高可连接性等优点。 通过三层架构的“高内聚、低耦合”我们将表示部分和业务逻辑部分按照客户层和应用服务器相分离，客户端和应用服务器、应用服务器
14、和数据库服务器之间的通信以及异构平台之间的数据交换等都可以通过物联网智能追溯实训系统（食品安全） 实训 方案 6 / 36 中间件或者相关程序来实现。当数据库或者应用服务器的业务逻辑改变时，客 户端并不需要改变，反之亦然，从而大大提高了系统模块的复用性，缩短了开发周期，降低了维护费用。同时模块化的开发使得系统很容易在纵向和水平两个方向拓展：一方面可以将系统升级为更大、更有力的平台，同时也可以适当增加规模来增强系统的网络应用。由于摆脱了系统同构性的限制，使得分布数据处理成为可能。在扩充或修改功能时，基本不会破坏原有结构的稳定性。 3、电子溯源秤 计量认证：具备计量许可证 最大称量：最大量程 15
15、 kg或 30kg 分度值：双量程，符合国家标准 响应时间： 1秒内 标准电子秤功能：具备去皮、累计、统计等通用电子秤功能 显示： LED22位 汉显、图形： 4.3寸彩色 TFT液晶，任何图形和汉字显示 显示分辨率： 480*272 按键：快捷键 48*3，数字键 10，功能键 13 打印方式：热敏打印 打印纸宽： 38-56mm 打印纸卷直径： 50mm 无线局域网：支持 WIFI 非接触卡：支持非接触式 IC（ cpu）卡， 可选 RFID 外置读卡器：可选支持外置读卡器 溯源软件：内置溯源管理软件 管理软件：设备管理、业务管理 操作系统：嵌入式 Linux操作系统 数据库支持：内置数据
16、库，满足复杂的应用环境 远程升级：溯源应用软件支持远程网络升级 物联网智能追溯实训系统（食品安全） 实训 方案 7 / 36 存储空间： 128M RAM， 256M ROM 主 CPU主频： 667MHz 高端 32位 ARM CPU 存储扩展：具备 MicroSD扩展存储功能，支持 SDHC卡片，可接入以上 16G的 MicroSD存储卡 外设扩展：丰富扩展功能， 3个串口和 USB OTG，提供很好的外设扩充能力可外接扫描枪 (选配 ) 电源：充电电池 6Ah AC 220V+/-5% 可外接大容量电池，增加脱机工作时间 (选配 ) 环境温度： 0 +40 环境湿度： / 根据追溯码查询交易记录 / / / public DataSet getTradeRecord(string TradeCode) / / 根据追溯码查询出场记录 / / / public DataSet getExitRegister(string TradeCode) / / 根据 RFID 号查询 生猪入场信息 / /
