本發(fā)明涉及有機(jī)畜牧追溯技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種有機(jī)畜牧追溯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

“從農(nóng)田到餐桌”的農(nóng)產(chǎn)品及食品供應(yīng)鏈涉及生產(chǎn)、加工、包裝、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、銷(xiāo)售等不同環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都可能存在不安全因素。追溯系統(tǒng)以其降低質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)、提高產(chǎn)品召回效率、保障公眾健康水平的優(yōu)勢(shì)，作為質(zhì)量管理的有效措施從20世紀(jì)80年代引入食品工業(yè)，至今已有歐盟、美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)相繼建立了農(nóng)產(chǎn)品及食品追溯系統(tǒng)。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人民生活水平迅速提高，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品及食品的需求和關(guān)注也正從數(shù)量向質(zhì)量轉(zhuǎn)變；而近年來(lái)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品及食品質(zhì)量安全事件時(shí)有發(fā)生，在給消費(fèi)者帶來(lái)健康威脅的同時(shí)，也給行業(yè)帶來(lái)了沖擊。追溯系統(tǒng)在我國(guó)建立和實(shí)施的呼聲也越來(lái)越高。相關(guān)法規(guī)和文件均明確提出推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量可追溯體系建設(shè)。

技術(shù)的發(fā)展為追溯系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在辨析可追溯性與追溯系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，從追溯編碼與產(chǎn)品標(biāo)識(shí)技術(shù)、供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)信息快速采集技術(shù)、質(zhì)量安全智能決策與預(yù)警技術(shù)和溯源數(shù)據(jù)交換與查詢(xún)技術(shù)四方面綜述國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展，提出物流網(wǎng)技術(shù)支撐下的追溯系統(tǒng)集成框架，最后分析實(shí)施追溯系統(tǒng)急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種有機(jī)畜牧追溯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法，以QR碼為對(duì)象，構(gòu)建了一個(gè)基于手機(jī)二維條碼識(shí)別的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，采用自動(dòng)對(duì)焦方式識(shí)別條碼，保證能夠拍攝到較清晰的圖像，提高條碼的識(shí)別率，可以有效解決背景技術(shù)中的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種有機(jī)畜牧追溯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括信息采集模塊、產(chǎn)品交易模塊、信息查詢(xún)模塊、數(shù)據(jù)上傳模塊以及追溯功能模塊，所述信息采集模塊采用二維條碼圖像采集技術(shù)，通過(guò)控制攝像頭的打開(kāi)、關(guān)閉以及自動(dòng)對(duì)焦三種狀態(tài)來(lái)捕獲食品包裝上的二維條碼；所述產(chǎn)品交易模塊通過(guò)經(jīng)營(yíng)者發(fā)放可重復(fù)使用的RFID卡，作為交易的身份識(shí)別卡，在交易區(qū)設(shè)置專(zhuān)用設(shè)備，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)主體RFID卡身份識(shí)讀，所述數(shù)據(jù)上傳模塊是通過(guò)將采集信息和交易信息通過(guò)電子設(shè)備上傳至以太網(wǎng)，并通過(guò)集線器上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；所述信息查詢(xún)模塊包括消費(fèi)者查詢(xún)模塊、管理部門(mén)監(jiān)督模塊和系統(tǒng)幫助模塊，用于在農(nóng)產(chǎn)品發(fā)生安全事故時(shí)，消費(fèi)者可以依據(jù)產(chǎn)品編碼來(lái)查詢(xún)各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的詳細(xì)信息進(jìn)行投訴，食品管理部門(mén)通過(guò)追溯查找，監(jiān)管部門(mén)可依據(jù)此信息迅速對(duì)生產(chǎn)、加工單位進(jìn)行查處；所述追溯功能模塊根據(jù)條碼識(shí)別的農(nóng)產(chǎn)品追溯號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)追溯信息查看。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，還包括圖像預(yù)處理功能模塊和條碼識(shí)別功能模塊，攝像頭捕獲二維條碼圖案受到光照、角度、與攝像頭的距離、攝像頭像素的影響，所得到的二維條碼會(huì)存在比較明顯噪聲和失真，導(dǎo)致不能譯碼或者錯(cuò)誤的譯碼，通過(guò)圖像預(yù)處理功能模塊進(jìn)行灰度化、閾值分割和中值濾波處理，所述條碼識(shí)別功能模塊對(duì)預(yù)處理之后的條碼圖像進(jìn)行傾斜矯正、條碼分割和數(shù)據(jù)譯碼來(lái)識(shí)別條碼，顯示條碼中的信息。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，所述二維條碼采用QR碼，它的形狀由對(duì)角線上的4個(gè)四分點(diǎn)組成的正方形區(qū)域所包含。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，所述攝像頭的自動(dòng)對(duì)焦過(guò)程中，攝像頭自動(dòng)對(duì)焦時(shí)間與對(duì)焦窗口的大小有關(guān)，采用以2條對(duì)角線上的4個(gè)四分點(diǎn)為角組成的最小有效像素區(qū)域?yàn)閷?duì)焦窗口。

作為本發(fā)明一種優(yōu)選方案，經(jīng)過(guò)條碼預(yù)處理采樣后，得到了深淺模塊所代表的0或者1位。對(duì)比特序列解碼即可獲得QR碼中的信息，具體包括以下步驟：

（1）利用采樣后計(jì)算得到的模塊寬度，先粗算版本號(hào)；

（2）識(shí)讀格式信息，包括去掩模、格式信息糾錯(cuò)、獲得糾錯(cuò)等級(jí)及掩模圖形參考；

（3）根據(jù)掩模圖形參考生成相應(yīng)的掩模圖形，與采樣后的比特序列進(jìn)行異或運(yùn)算；

（4）根據(jù)模塊排列規(guī)則，重新排放各比特序列，恢復(fù)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)碼字和糾錯(cuò)碼字；

（5）根據(jù)糾錯(cuò)等級(jí)和符號(hào)版本所對(duì)應(yīng)的糾錯(cuò)生成多項(xiàng)式，對(duì)數(shù)據(jù)碼字糾錯(cuò)，恢復(fù)正確信息；

（6）根據(jù)模式指示符及字符計(jì)數(shù)指示符，按照相應(yīng)的編碼規(guī)則，劃分?jǐn)?shù)據(jù)碼字并解碼；

（7）判斷手機(jī)編碼格式。

另外本發(fā)明還設(shè)計(jì)了一種有機(jī)畜牧追溯監(jiān)測(cè)方法，包括如下步驟：

S1、圖像采集：控制攝像頭的狀態(tài)以捕獲食品包裝上的二維條碼；

S2、圖像預(yù)處理及識(shí)別：進(jìn)行灰度化、閾值分割和中值濾波處理，并對(duì)對(duì)預(yù)處理之后的條碼圖像進(jìn)行傾斜矯正、條碼分割和數(shù)據(jù)譯碼來(lái)識(shí)別條碼，顯示條碼中的信息；

S3、數(shù)據(jù)上傳并建立追溯功能：將采集信息和交易信息通過(guò)電子設(shè)備上傳至以太網(wǎng)，并通過(guò)集線器上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，根據(jù)條碼識(shí)別的農(nóng)產(chǎn)品追溯號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)追溯信息查看，也可根據(jù)產(chǎn)品的編號(hào)進(jìn)行查詢(xún)相關(guān)信息。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以QR碼為對(duì)象，構(gòu)建了一個(gè)基于手機(jī)二維條碼識(shí)別的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，采用自動(dòng)對(duì)焦方式識(shí)別條碼，保證能夠拍攝到較清晰的圖像，提高條碼的識(shí)別率，手機(jī)用戶通過(guò)攝像頭對(duì)存儲(chǔ)農(nóng)產(chǎn)品安全信息的二維條碼進(jìn)行圖像采集并對(duì)條碼內(nèi)容進(jìn)行識(shí)別，對(duì)于加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的群眾性監(jiān)督和提高消費(fèi)者的知情權(quán)都有很好的作用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例中信息采集模塊結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例中系統(tǒng)異步通信流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例：

請(qǐng)參閱圖1和圖3，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：一種有機(jī)畜牧追溯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括信息采集模塊、產(chǎn)品交易模塊、信息查詢(xún)模塊、數(shù)據(jù)上傳模塊以及追溯功能模塊，所述信息采集模塊采用二維條碼圖像采集技術(shù)，通過(guò)控制攝像頭的打開(kāi)、關(guān)閉以及自動(dòng)對(duì)焦三種狀態(tài)來(lái)捕獲食品包裝上的二維條碼；所述產(chǎn)品交易模塊通過(guò)經(jīng)營(yíng)者發(fā)放可重復(fù)使用的RFID卡，作為交易的身份識(shí)別卡，在交易區(qū)設(shè)置專(zhuān)用設(shè)備，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)主體RFID卡身份識(shí)讀，所述數(shù)據(jù)上傳模塊是通過(guò)將采集信息和交易信息通過(guò)電子設(shè)備上傳至以太網(wǎng)，并通過(guò)集線器上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器；所述信息查詢(xún)模塊包括消費(fèi)者查詢(xún)模塊、管理部門(mén)監(jiān)督模塊和系統(tǒng)幫助模塊，用于在農(nóng)產(chǎn)品發(fā)生安全事故時(shí)，消費(fèi)者可以依據(jù)產(chǎn)品編碼來(lái)查詢(xún)各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的詳細(xì)信息進(jìn)行投訴，食品管理部門(mén)通過(guò)追溯查找，監(jiān)管部門(mén)可依據(jù)此信息迅速對(duì)生產(chǎn)、加工單位進(jìn)行查處；所述追溯功能模塊根據(jù)條碼識(shí)別的農(nóng)產(chǎn)品追溯號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)追溯信息查看。

由于不同用戶應(yīng)用系統(tǒng)有不同需求，所以用戶權(quán)限的分配至關(guān)重要。權(quán)限分配的好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)中，為滿足不同用戶訪問(wèn)系統(tǒng)的需要，系統(tǒng)為用戶設(shè)計(jì)了三個(gè)級(jí)別的權(quán)限：信息瀏覽用戶、信息采集用戶、管理員用戶。權(quán)限按用戶的需求級(jí)別依次提高，按照權(quán)限級(jí)別，用戶訪問(wèn)的系統(tǒng)資源也有不同，權(quán)限分配的越高，訪問(wèn)和管理的系統(tǒng)資源越多。信息查詢(xún)用戶是面對(duì)大眾的，訪問(wèn)系統(tǒng)不需要用戶名和密碼，登陸系統(tǒng)主頁(yè)面后，可以根據(jù)最終銷(xiāo)售的農(nóng)產(chǎn)品條碼數(shù)字進(jìn)行溯源查詢(xún)和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全預(yù)警信息瀏覽。信息采集用戶主要包括農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)用戶、收購(gòu)加工用戶、銷(xiāo)售用戶等，其主要是利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品的基本信息進(jìn)行采集，他們不但有瀏覽的權(quán)限，還有一定的數(shù)據(jù)寫(xiě)入和改寫(xiě)功能。對(duì)于關(guān)鍵的數(shù)據(jù)修改，系統(tǒng)設(shè)置了二次登陸功能，二次登陸有不同的用戶名和密碼，登陸后才能進(jìn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)修改，這樣設(shè)置的目的一是為了數(shù)據(jù)的安全，二是避免不必要的數(shù)據(jù)篡改。

參照?qǐng)D3，還包括圖像預(yù)處理功能模塊和條碼識(shí)別功能模塊，攝像頭捕獲二維條碼圖案受到光照、角度、與攝像頭的距離、攝像頭像素的影響，所得到的二維條碼會(huì)存在比較明顯噪聲和失真，導(dǎo)致不能譯碼或者錯(cuò)誤的譯碼，通過(guò)圖像預(yù)處理功能模塊進(jìn)行灰度化、閾值分割和中值濾波處理，所述條碼識(shí)別功能模塊對(duì)預(yù)處理之后的條碼圖像進(jìn)行傾斜矯正、條碼分割和數(shù)據(jù)譯碼來(lái)識(shí)別條碼，顯示條碼中的信息。

參照?qǐng)D2，采用活動(dòng)對(duì)象的方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的圖像采集與圖像預(yù)處理和圖像解碼的異步通信，以活動(dòng)對(duì)象驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)異步處理，能夠在節(jié)省資源的前提下，提高系統(tǒng)的安全性和運(yùn)行效率，主程序?qū)⒉杉膱D像信息傳給活動(dòng)對(duì)象，活動(dòng)對(duì)象進(jìn)行解碼并將結(jié)果反饋給主程序，如果解碼不成功，則返回主程序重新獲取圖像，實(shí)現(xiàn)多任務(wù)協(xié)同操作。

所述二維條碼采用QR碼，它的形狀由對(duì)角線上的4個(gè)四分點(diǎn)組成的正方形區(qū)域所包含；所述攝像頭的自動(dòng)對(duì)焦過(guò)程中，攝像頭自動(dòng)對(duì)焦時(shí)間與對(duì)焦窗口的大小有關(guān)，并且對(duì)圖像進(jìn)行分析處理所消耗的時(shí)間基本與參與計(jì)算的圖像像素?cái)?shù)呈正比，為達(dá)到實(shí)時(shí)性的要求，也需減少參加運(yùn)算的像素?cái)?shù)，本發(fā)明采用以2條對(duì)角線上的4個(gè)四分點(diǎn)為角組成的最小有效像素區(qū)域?yàn)閷?duì)焦窗口。

經(jīng)過(guò)條碼預(yù)處理采樣后，得到了深淺模塊所代表的0或者1位。對(duì)比特序列解碼即可獲得QR碼中的信息，具體包括以下步驟：

（1）利用采樣后計(jì)算得到的模塊寬度，先粗算版本號(hào)；因?yàn)橹挥邪姹?以上的符號(hào)才具有版本信息，粗算版本在6以上的符號(hào)，再精算確定版本號(hào)；

（2）識(shí)讀格式信息，包括去掩模、格式信息糾錯(cuò)、獲得糾錯(cuò)等級(jí)及掩模圖形參考；

（3）根據(jù)掩模圖形參考生成相應(yīng)的掩模圖形，與采樣后的比特序列進(jìn)行異或運(yùn)算；

（4）根據(jù)模塊排列規(guī)則，重新排放各比特序列，恢復(fù)成相應(yīng)的數(shù)據(jù)碼字和糾錯(cuò)碼字；

（5）根據(jù)糾錯(cuò)等級(jí)和符號(hào)版本所對(duì)應(yīng)的糾錯(cuò)生成多項(xiàng)式，對(duì)數(shù)據(jù)碼字糾錯(cuò)，恢復(fù)正確信息；

（6）根據(jù)模式指示符及字符計(jì)數(shù)指示符，按照相應(yīng)的編碼規(guī)則，劃分?jǐn)?shù)據(jù)碼字并解碼；

（7）判斷手機(jī)編碼格式，不同操作系統(tǒng)的手機(jī)平臺(tái)，編碼格式也不同，在對(duì)字節(jié)模式數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼時(shí)，需要判斷數(shù)據(jù)字節(jié)的編碼格式為UTF8或GB2312，再按相應(yīng)的格式進(jìn)行解碼。

本發(fā)明追溯監(jiān)測(cè)方法包括如下步驟：

S1、圖像采集：控制攝像頭的狀態(tài)以捕獲食品包裝上的二維條碼；

S2、圖像預(yù)處理及識(shí)別：進(jìn)行灰度化、閾值分割和中值濾波處理，并對(duì)對(duì)預(yù)處理之后的條碼圖像進(jìn)行傾斜矯正、條碼分割和數(shù)據(jù)譯碼來(lái)識(shí)別條碼，顯示條碼中的信息；

S3、數(shù)據(jù)上傳并建立追溯功能：將采集信息和交易信息通過(guò)電子設(shè)備上傳至以太網(wǎng)，并通過(guò)集線器上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，根據(jù)條碼識(shí)別的農(nóng)產(chǎn)品追溯號(hào)進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)追溯信息查看，也可根據(jù)產(chǎn)品的編號(hào)進(jìn)行查詢(xún)相關(guān)信息。

本發(fā)明以QR碼為對(duì)象，構(gòu)建了一個(gè)基于手機(jī)二維條碼識(shí)別的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，采用自動(dòng)對(duì)焦方式識(shí)別條碼，保證能夠拍攝到較清晰的圖像，提高條碼的識(shí)別率，手機(jī)用戶通過(guò)攝像頭對(duì)存儲(chǔ)農(nóng)產(chǎn)品安全信息的二維條碼進(jìn)行圖像采集并對(duì)條碼內(nèi)容進(jìn)行識(shí)別，對(duì)于加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的群眾性監(jiān)督和提高消費(fèi)者的知情權(quán)都有很好的作用。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。