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0 引言
隨著《中華人民共和國農產品質量安全法》的頒布與實施，我國農產品全程質量安全管理體系的建設正步入快速發展的關鍵時期。目前，如何對農產品進行有效地追溯以及如何從源頭上解決農產品質量安全問題，已成為極為迫切的課題。基于數據網格的RFID農產品跟蹤與追溯系統可為解決上述問題，提供切實可行的技術方案。RFID是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。同時，隨著數據網格技術的發展，有效結合數據庫系統及網絡體系，可實現全國乃至全球范圍內農產品的跟蹤與信息共享。
1 農產品跟蹤與追溯系統(APTS)框架設計
1．1 跟蹤與追溯流程設計
根據國際通用的跟蹤與追溯系統框架設計標準ISO 22005—2005《飼料和食品鏈的可追溯性一體系設計和開發的一般原則和指導方針》 的要求，在農產品追溯系統中，對農產品屬性以及參與方處理的信息進行有效標識是基礎，對相關信息的獲取、傳輸以及管理是成功開展農產品追溯的關鍵。實施農產品追蹤溯源，要求農產品跟蹤追溯系統具有“準確、可靠、快速、一致” 的特點，有效地建立起農產品安全的“預警機制”。對農產品從生產到銷售的各個環節進行跟蹤研究，包括農產品的生產管理、存儲管理、配送管理、加工管理以及銷售管理等環節。各個環節概要時序與活動，如圖1所示。
1．2 可追溯單元的設計
為了建立信息系統中跟蹤與追溯數據模型與農產品物理實體的對應關系，采用高津特圖與追溯矩陣的方法構建可追溯單元，重點解決物理實體編碼標識與管理系統中相應數據的映射問題。可追溯單元是在APTS的跟蹤與追溯框架中特指被追溯物理實體質量信息的最小集合，包括定義標識信息和記錄信息兩部分。標識信息的主要功能是確保跟蹤與追溯過程的連續性；記錄信息的主要功能是實現企業內部追溯。通過可追溯單元的設計與構建，在APTS系統的實際運行中將對農產品物理實體的跟蹤與追溯，轉變為對農產品 供應鏈 中不同的可追溯單元信息的追溯，實現由物理追溯向信息追溯的轉變。
2 基于數據網格的RFlD農產品跟蹤與追溯系統(R-APTS)體系結構
RFID技術的快速發展已超越了傳統的以標簽一解讀器(Tag＆Reader)為主的物理設備的界限，并且正在由完整的軟硬結合的面向高層應用的體系結構 方向發展。通過引人數據網格技術，尤其是OGSA—DAI技術(開放網格服務架構一數據訪問與集成) ，完成與RFID設備接口集成，實現對可追溯單元的多網絡、跨平臺的信息集成。基于數據網格的R—APTS體系結構主要分為3個部分，分別是RFID數據采集層、跟蹤與追溯數據處理層與農產品信息應用層，其體系結構如圖2所示。
2．1 R FID數據采集層
在硬件系統方面，包括RFID標簽的解讀器和傳感器 負責讀出RFID標簽中的數據；在網格系統方面，將RFID數據以規格化的XML文檔形式描述，并通過GT4(G1obus Too1kit 4．0)實現網格環境中的OGSA(OGSA Enabled)，將RFID的物理數據最終轉換為數據網格中可以訪問的XML數據資源。
2．2 跟蹤與追溯數據處理層
該層利用OGSA—DAI并發處理數據采集層所傳送的RFID事件與數據流，并利用網格數據服務對可追溯單元的數據進行過濾和聚合，并存儲到RFID信息數據庫中，以數據庫Web Servi ce的方式在數據網格中發布， 以此作為農產品跟蹤與溯源的信息資源。此外， 當RFID標簽實體的數據發生變化時，數據處理層可以觸發采用OGSA—DAI的事件機制、消息發布與訂閱機制統一處理RFID事件，以網格消息的方式通知(Notify)系統內其它組件，也可根據具體的跟蹤與追溯業務規則形成數據過濾器，用來向系統訂閱RFID數據服務。
2．3 農產品信息應用層
該層直接面向農產品流通環節的雙向交流信息層。其將信息處理層抽取的信息分配到各應用層管理數據庫中，同時也將各管理數據庫采集信息反饋到信息處理層。這樣無論是對于確定農產品質量危害源，還是對于農產品召回和風險分析，均能確保實現農產品質量信息的對稱交流。
3 數據網格中的RFID 跟蹤與追溯系統的實現與部署
RFID網格數據服務的構建是基于OGSA—DAI，Web Service服務器(AxiS 2．0)以及G1obus Tooikit4．O基礎之上。在成功配置G1obus Toolkit 4．O并將其部署到tomcat后，安裝OGSA—DAI。此時正確輸入命令行，就能夠得到“數據服務瀏覽器”的GUI界面。網絡應用客戶端，如圖3所示。在“查詢語句”中輸入“Se1ect from RFID—Reader where ReaderId=1063”，就可以得到ID為1063的RFID解讀器中存儲的相關農產品質量跟蹤與追溯信息。
在網格環境下，數據服務的注冊與發現遵循動態機制。用戶在查詢農產品質量信息時，并不知道自己所需的服務是由哪些數據服務結點提供，更不知道數據服務結點的位置。所以， 網格數據服務還提供注冊“添加數據服務” 和“刪除數據服務” 功能，保持數據服務實時更新。通過輸入數據服務URL地址，“添加”或“刪除”數據服務。網格中追溯單元素據服務WSPL說明(部分)，如圖4所示。
此外，“數據服務瀏覽器” 還提供“聯合查詢”服務。聯合查詢的實現可以將分布數據庫中得到的查詢結果匯集到目標數據庫中，保持數據更新，減少數據冗余，如圖5所示。
4 結束語
農產品質量跟蹤與追溯體系的建立，對擁有13億人口的我國農產品消費極其重要，對于完善我國農產品質量管理和跨越農產品貿易壁壘有重大作用與意義。我國具有數千年農產品生產歷史，擁有數萬種農產品類型，9億農業生產者所面臨的對手是國際日益先進、系統、完善和成熟的農產品生產加工體系。農產品質量的保證將一定程度上影響到國家經濟與社會穩定。基于數據網格(Data Grid)的RFID農產品質量跟蹤與追溯系統提供了切實可行的技術方案。通過RFID技術， 自動識別目標對象并獲取相關數據，結合網格技術實現廣域范圍的農產品跟蹤與信息共享，實現跨網絡、快速追溯
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