基于Ecode的冷链物流单品追溯系统的应用研究

作者: Bonckey 分类: 自动识别 发布时间: 2017-04-18 07:59

随着城乡居民生活水平的不断提高,人们对生鲜食品的需求日趋旺盛,对食品质量和食品安全问题也越来越关注。同时,国家也高度重视冷链物流产业的发展,早在2010年,国家发改委就发布了《农产品冷链物流发展规划》,国家有关部门也先后针对冷链物流,特别是农产品冷链物流出台了一系列政策措施,为冷链物流产业发展创造了良好的政策环境。

国家级、区域级和企业级的冷链物流追溯平台(或系统)的搭建也越来越受到人们的重视,而自20世纪九十年代以来,物联网一直是追溯系统的建设的重要技术支撑。尤其从我国自主提出Ecode物联网标识体系以来,更是受到了冷链物流行业的高度重视。基于Ecode我们设计了一个冷链物流单品追溯系统,利用Ecode兼容现有的编码系统,实现编码统一、标识规范统一,且在国家物联网标识云平台上实现信息交互,同时实现冷链产品的一物一码单品追溯。

在此基础上,本文主要研究了基于Ecode的冷链物流单品追溯系统的应用和发展情况,主要利用Ecode对现有商品条码系统的兼容性,将本系统应用于一个实际的案例,分析了系统在该实例中的运作流程。

 

案例介绍

山东省是中国的经济第三大省、人口第二大省、中国温带水果之乡,尤其烟台的苹果更是远近闻名。近年来,山东省地方政府也高度重视食品安全监管工作,在机构建设、财政扶持、人员培训等方面加大投入,建立健全食品安全追溯体系。

以山东烟台某苹果种植基地为例,每年都会种植大批的红富士苹果,销往全国各地,其中北京的商超是其主要客户。本文将从此案例出发,将基于Ecode的冷链物流单品追溯系统应用到苹果的整个冷链过程中,从采摘、包装、运输、配送、零售等各个环节来分析该系统的工作流程,如图1所示。

 图1  系统工作流程图

系统应用的关键技术分析

编码和标识技术

单品编码和标识

基于Ecode物联网的冷链物流单品追溯系统在本案例的应用中,对于单品的编码是利用Ecode对商品条码系统编码的兼容(详见GB/T 31866-2015《物联网标识体系  物品编码Ecode》附录B.2),在现有商品条码的基础上进行扩展,采用 GTIN-13码+批次码 的代码结构为产品进行唯一编码,如表1所示。

表1  单品唯一编码的代码结构

 

1)GTIN-13码由 厂商识别代码+商品项目代码+校验码 共13为阿拉伯数字组成:

① 厂商识别代码由7~10位阿拉伯数字组成,按照GB 12904-2008《商品条码  零售商品编码与条码表示》的要求编码,由中国物品编码中心统一分配(厂商识别代码的前三位为前缀码,国际物品编码协会已分配给中国的前缀码为690~695);如表1中的 6901234 为厂商识别代码,表示某厂商。

② 商品项目代码由2~5位阿拉伯数字组成,按照GB 12904的要求编码,可由中国物品编码中心统一分配也可由厂商自行编制;如表1中代码举例中的 56789 为商品项目代码,表示某种商品。

③ 校验码由1位阿拉伯数字组成,其计算规则参照GB 12904附录B;如表1中的 2 就是根据此规则计算出来的校验码。

2)批次码由 日期码+序列号 共12位阿拉伯数字组成:

① 日期码采用 YYMMDD 的格式由6为阿拉伯数字组成,如表1中的 120811 表示2012年08月11日。

② 序列号由6位阿拉伯数字组成,如表1中的 00001 表示第1件产品。

单品编码的数据载体采用二维码进行标识,如将上述代码按照GB/T 18284-2000 《快速响应矩阵码》的要求,纠错等级设置为L级(7%)得到的二维码见图2。

图2  单品二维码示例

 

包装单元的编码和标识

基于Ecode物联网的冷链物流单品追溯系统在本案例的应用中,对于包装单元(如包装箱、包装袋等)的编码是利用Ecode对商品条码系统编码的兼容(详见GB/T 31866-2015附录B.2),在现有商品条码的基础上进行扩展,采用 GTIN-13码+序列号+包装数量码 的代码结构,如表2所示。

表2  包装单元编码的代码结构

 

1)在包装单元的代码结构中,GTIN-13码与单品编码上的代码一样;

2)序列号由 包装单元序列号+单品开始序列号 组成,如某包装单元的序列号为 0001 ,在该包装单元内装入的第一个单品的序列号为 000001 ,可以得到该包装单元上的序列号编码为 0001000001 ;

3)包装数量码,表示在该包装单元内装入的单品数量,结合单品开始序列号可知在该包装内装入了哪些单品;

包装单元上的代码以一维条码作为载体进行标识,如将表2中的代码按照GB/T 15425-2014《商品条码  128条码》的要求,用GS1-128条码表示(应用标识符的应用参照GB/T 16986-2009《商品条码 应用标识符》)得到的条码如图3所示:

图3  包装单元上的条码示例

 

物流单元的编码和标识

基于Ecode物联网的冷链物流单品追溯系统在本案例的应用中,对于物流单元(如托盘、集装箱等)的编码是利用Ecode对SSCC-96的兼容(详见GB/T 31866-2015附录B.1.3)并用RFID标签作为数据载体进行标识。

SSCC-96的代码结构见表3。

表3  SSCC-96代码结构

 

本系统中物流单元的代码结构如表4所示。

表4  物流单元编码的代码结构

 

解析技术

Ecode编码解析技术

单品和包装单元编码的解析

1)基于Ecode物联网的冷链物流单品追溯系统中,对单品上的二维码和包装单元的一维条码的解析利用了Ecode在解析层通过Ecode平台中间件将原有编码转换成Ecode,从而实现该物品信息的查询以及其他服务。(详情可见GB/T 31866-2015附录B.2)

如对包装单元上的条码 (01)06901234567892(21)0001000001)(37)100 的解析流程如图4所示:

图4  Ecode对包装单元上条码的解析流程

 

在条码的包装不做修改的前提下,使用扫描枪扫描时:

① Ecode的解析系统会解析得到该商品的Ecode为E=100036901234567892,以及附加的(AI)信息为(21)00001000001(37)100;

② Ecode和附加的AI信息作为一个整体送到解析系统查询相关信息;

③ 解析系统在中国商品信息平台查询到商品基本信息,在企业信息系统查询到具体的商品追溯信息。

2)物流单元编码的解析

基于Ecode物联网的冷链物流单品追溯系统中,对于物流单元上的编码解析,直接通过读取RFID标签,在国家物联网标识服务云平台上进行解析。

信息解析技术

基于Ecode物联网的冷链物流追溯系统的实现,需要基于物联网标识服务云平台和DNS,通过Ecode编码解析和地址解析实现产品信息搜索和发现。

 

系统应用流程分析

采摘环节

采摘人员每摘下一个苹果,就在苹果上贴一个二维码,如该种植园区在2017年3月5日摘下的第一颗苹果,得到这颗苹果的唯一编码为:6931987042704170305000001,相当于给每一颗苹果都赋予一个唯一的 身份证编号 。将纠错等级设为L级(7%),得到的QR二维码如图5所示。

图5  第一颗苹果上的二维码示例

同时,与这一颗苹果相关的所属的种植基地的位置信息、品种信息、成长过程信息、重量信息、作业人员信息以及基地内温湿度感应器所采集到的温湿度信息等具体信息都应保存在该苹果种植基地所属公司的本地数据库中。

包装环节

包装环节作业人员将一定数量的苹果装入某一包装单元(这里以一个箱子为例),并在每一个箱子上都喷一个一维条码。如某个箱子序列号为 0001 ,装入的第一颗苹果的序列号为 000001 ,在这个箱子内装了100个苹果,这个箱子编码为:69319870427040001000001100。按照GB/T 15425-2014 的要求,用GS1-128条码表示(应用标识符的应用参照GB/T 16986-2009 《商品条码 应用标识符》)得到的一维条码如图6所示: 

 图6  包装箱上的一维条码示例

 

同时,与这一个包装箱内的苹果相关的作业信息以及作业仓库的温湿度信息、位置信息等具体信息都应保存在该苹果种植基地所属公司的本地数据库中。

完成包装箱的打包工作后,作业人员需将包装箱堆垛到物流单元上(这里以托盘为例)。如某个托盘的十进制序列号为 100 ,将上述的包装箱作为第一个放在托盘上,根据2.1.3,得到这个托盘的编码如表5所示:

 表5  托盘上的RFID标签代码示例

 

1)作业人员完成一个托盘的堆垛后,将产地信息、产品相关信息、操作人员信息、等具体信息写入集成温湿度传感功能的RFID标签中,并用数据读写器将托盘上的上述信息协同读取的温湿度信息一并上传到苹果种植基地所属公司的生产加工子系统。

2) 数据读写器上的GPS定位器感应并确认RFID无线信号后自动上传位置信息到苹果种植基地所属公司的GPS系统中;

3)生产加工子系统和GPS系统将上述所有信息一并保存到该苹果种植基地所属公司的本地数据库中。

运输和配送环节

1)托盘上的苹果在仓库月台装车出库时:

▲库房门口的数据读写器读取并更新托盘上的RFID标签设备上的相关作业信息,并将信息上传到苹果种植基地所属公司的生产加工子系统中;

▲同时GPS定位器感应并确认RFID更新无线信号后自动上传位置信息;

▲生产加工子系统和GPS系统更新苹果种植基地所属公司的本地数据库信息,同时打印在出库单和发货单上;

2)物流公司接货人员,利用手持终端扫描托盘山的RFID标签设备,读取苹果在采摘、包装等作业环节的相关信息,确认合格后收货装车。

▲接货装车的作业人员,利用手持终端扫描托盘上的RFID标签设备读取以上各环节的相关信息以及装车时的温湿度信息并将本环节的相关信息更新到标签设备中以便下一环节的查询,同时将上述信息上传到本公司的冷链物流子系统中;

▲手持终端上的GPS定位器定感应并确认RFID无线信号后自动上传位置信息到本公司的GPS系统中;

▲冷链物流子系统和GPS系统将上述所有信息一并保存到本公司的本地数据库中。

3)在运输途中,随车的手持读写设备(含GPS定位器)每隔30秒更新一次本公司本地数据库的信息;

4)到达下一站或者超市仓库进行入库交接时,收货作业人员利用手持终端扫描托盘上的RFID标签设备,读取苹果在采摘、包装、运输等作业环节的相关信息,确认合格后收货入库并打印收货单。

▲库房门口的数据读写器读取上的RFID标签设备上的相关信息,并将收货入库环节的作业信息、温湿度信息等上传到本公司的冷链物流子系统中;

▲数据读写器上的GPS定位器定感应并确认RFID无线信号后自动上传位置信息到本公司的GPS系统中;

▲冷链物流子系统和GPS系统将所有信息一并保存到公司的本地数据库中,并打印显示在入库单上。

销售环节

1)卖场的作业人员在苹果上架销售前,通过手持终端扫描查询苹果在之前各环节的温湿度信息、位置信息、相关作业信息等,确认合格后开始上架销售;

2)更新标签上的相关的拆包、上架等作业信息,并上传到销售子系统中;

3)定位器感应屏确认RFID发出的信号,将位置信息上传到销售企业的GPS系统;

4)销售子系统和GPS系统将上述所有信息一并保存到企业的本地数据库中;

5)苹果脱离托盘拆包进入卖场,销售人员将卖场内的温湿度信息、位置信息等输入到销售子系统并保存在本公司的本地数据库中,以便后续的产品追溯信息查询;

6)消费者在购买苹果时,利用国家物联网标识服务云平台的定制软件客户端扫描苹果上的二维码查询详细的追溯信息,确认无误后可安心购买。

北京交通大学  黄永霞

《条码与信息系统》2017年第2期总第138期



北京交通大学经济管理学院物流标准化研究所所长、21世纪中国电子商务网校校长、国家重要产品追溯标准化工作专家组成员…


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