物联网环境下食品安全云计算平台模型
论文作者:草根论文网 论文来源:www.lw360.net 发布时间:2017年01月09日

2008年,IBM提出“智慧地球”的构想,随后上升为美国国家战略。为实现欧洲在物联网功能架构上的主导作用,从而获得经济的增长,给人们生活带来益处,欧盟委员会提出《欧盟物联网行动计划》,通过十四个行动计划实现物联网。在《让科技引领中国可持续发展》的重要讲话中,温总理提出包括物联网在内的五大国家新兴战略性产业。随后,物联网成为了学术界和产业界广泛讨论的热点领域。农产品由生产到餐桌需要经过若干环节的处理,如种植养殖环节、加工处理环节、运输仓储环节、销售环节等,任何环节处理不当都可能造成食品的污染,从而产生食品安全问题。学者们开始研究物联网技术在食品安全领域的应用,目前研究成果主要集中在下述方面。

1)、物联网在食品、农产品生产环节的应用:采用传感器对葡萄种植园的温度、湿度、光照、风速、风向信息进行实时的采集,同时利用传感器对酒窖中的温度、湿度信息进行检测,形成一套完整的葡萄酒生产过程的传感器网络系统,有效监测高品质葡萄酒生产过程中的环境参数,大大提高葡萄酒的质量。将传感器节点部署到食品加工生产企业加工过程的各关键节点上,采集环境信息,将信息通过GPRS传送到PC端或手机端,从而形成一套基于物联网技术的,食品加工过程信息采集系统,能实现实时监控加工过程的环境信息,提高食品的安全质量。

2)、物联网在食品、农产品物流环节的应用:文献在装有菠萝的纸箱和塑料箱上安装传感器,采集长途运输过程中的环境信息变化情况,将该方法与传统的温度记录法进行比较,提出采用传感器的方法更加高效和准确。将温度传感器、湿度传感器、光照传感器应用到采用空陆联运方式的新鲜鱼长途运输过程中,作为一次有效的尝试。将温度传感器从冷链运输车中采集的信息,通过GPRS技术实时传送到数据中心,从而做到实时监控温度状况。水果联运过程中安装传感器节点,基于ZigBee网络进行联网,检验传感器节点在低温环境下的有效性,通过对环境湿度的变化,建立快速确定水果中水分的模型。将具有温度传感器的半被动式RFID安装到冷藏车厢或保温容器立体空间中,检测厢内的最高温度,从而建立冷藏空间中物品表面或内部的温度与冷藏装置显示温度的关系模型o

3)、物联网在食品溯源中的应用:文献和文献}分别设计了食品生产、加工、运输、销售各环节的信息采集集成系统,从而实现食品的溯源。为实现乳品从生产到消费过程的监控和溯源,文献在RFID技术基础上设计了奶品质管理系统、现场监控分析系统、运输监控系统和报警系统。基于带有传感器的RFID技术,文献提出一套食品安全监控预警平台,并应用到广东省某市的食品安全监控和预警中。将RFID技术、EPC技术应用到肉品企业信息资源平台架构中,设计出肉品追溯体系,从而提高肉品信息的实时性、准确性和可靠性。文献对食品生产、运输、流通过程进行统一标识,采用EAN.UCC标准进行三维编码,构建食品供应链的追溯系统。文献认为目前RFID技术在食品跟踪行业的应用成本过高,在一些普通的低成本行业不太适用;提出了一种基于二维码和互联网的低成本技术的食品跟踪、分析、监测的物联网解决方案。

4)、基于物联网的食品安全系统:为降低农产品物流成本,提高安全质量,向农产品供应链管理和安全质量追踪溯源提供详细、全面与准确的电子信息,文献提出了一种基于物联网的农产品质量安全信息系统平台,该系统侧重于解决农产品在生产、流通、加工过程中的产品质量信息的获取。

5)基于云计算的食品安全系统:云计算作为物联网环境下海量、异构数据存储和计算中心,在食品安全监控中也有一定研究。文献认为食品安全监理体系中管理的数据量大、技术要求较高,构建了基于云计算的食品安全监理架构,实施对食品安全信息及风险评估的管理。现有淡水鱼养殖各个环节的信息化系统孤立存在,并没有形成整个环节的集成,文献在云计算基础上提出淡水鱼养殖平台架构,由数据层、支撑层和应用层三个部分组成。已有食品安全信息监控与分析平台在信息的及时性、准确性、全面性三个方面的研究存在不足,文献首先对信息采集的范围、风险预警的目标等进行整体规划,在其基础上提出包括基础设施层、计算框架层、信息处理层、用户服务层的全球食品安全信息监控与分析云平台架构。文献分析食品产业的发展状况,提出食品安全信息具有量大、种类繁多、处理要求速度快、格式单一导致数据的价值偏低等大数据的特征,提出基于云计算技术的以检测数据为支撑的交互平台,将食品安全大数据信息在云平台上进行汇集、整理、加工和分析,在通过网页、电话、移动设备应用等方式向用户提供服务。文献尝试用云平台搭建为农产品商流与物流的纽带,通过信息平台为向用户提供商流与物流资源信息,方便决策。管理平台将绝对权威的政府引入管理体系,建立健全相关规章制度;由若干个业务子平台构成,通过各种手段,管理平台全程监控农产品流通。   

上述研究主要将物联网应用到食品安全监管的各个环节中,逐渐形成物联网环境下的食品安全控制,但是上述研究成果都没有解决下述问题:长期以来食品安全信息化建设重复投资严重,信息化长期落后;由于信息孤立造成不能形成完整、统一的食品安全信息;物联网环境下海量食品安全信息处理、存储、共享难等问题,对食品安全信息资源的有效管理和利用提出严峻的挑战。云计算取之不尽的计算和存储能力不仅能有效处理海量数据,又能为用户提供按需分配的个性化服务。云计算应用于食品安全领域的监管是不可避免的趋势,因此本文提出基于物联网的食品安全云计算平台模型。


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