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热带特色农产品RFID标识的信息分类和编码的研究
作者：王玲玲, 翁绍捷, 陈薇, 袁子惠, 晁德起
来源：RFID世界网
日期：2011-03-28 14:52:42
摘要：随着全球经济和科技的发展, RFID技术成为21世纪最具潜力的十大技术之一。本文主要介绍热带特色农产品RFID标识的信息分类和编码研究, 为RFID技术在热带农业上的应用提供基础技术和运行保证。
前言
众所周知, 海南特色农产品在全国都享有很高的声誉。通过RFID 电子标签记录、存储热带特色农产品在 种植、收获、加工、包装、运输、物流过程中的各种信息, 建立热带特色农产品信息采集系统,可为构建热带农产品流通技术体系提供重要的实时数据, 保护海南特色农产品的市场品牌, 提升海南特色农产品在流通过程中的品牌效益。在热带特色农产品信息采集系统中, 关键技术之一的是农产品的标识问题,目前海南还没有一套热带特色农产品的标识码。制定农产品RFID标识的编码规则, 为RFID技术在热带农业的应用提供基础技术和运行保证。本文主要介绍热带特色农产品的信息分类和编码方法。
1 热带特色农产品信息分类和编码的必要性
在热带特色农产品信息采集系统中, 承载信息的载体是RFID电子标签, 而RFID 电子标签的存储方式采用的是RFID 编码。为了能将RFID 技术应用到海南的特色农业上, 对热带特色农产品的信息进行分类和制定热带特色农产品的RFID编码非常必要。
2 热带特色农产品的信息内容
RFID标识的信息内容包括RFID 的表头、虑值、分区值, 热带特色农产品生产商的信息, 农产品科属种及属性, 农产品生产过程中的使用的肥料、农药以及水分、生长期、成熟期、种植规模, 农产品销售运输过程中经过的地点, 运输期间的温湿度、保鲜情况, 客户信息等。
3 信息分类原则和编码方法
3．1 信息的分类
以农产品的自然属性和动态属性为依据, 如海南万宁A 户生产的红毛丹, 属于无患子科韶子属, 生产过程中使用X肥料和Y 农药, 运往上海过程中的信息监测等。在信息分类过程中, 参照EPC G lobal和商品条码GB 12904?? 2003的标准, 充分利用各地区已有的资源, 按照一定的规律和逻辑进行分类和编码。且留有扩展位, 为以后增加新的信息做好准备。
3．2 编码方法
根据RFID 编码的标准要求及信息需求, 采用层级分类法, 共分为六级, 每级再根据需要和要求进行分层。选择EPC SGTIN - 96位电子标签编码, 采用二进制编码, 其结构如图1所示。
1) 第一级为表头。SGT IN - 96 的表头为 0011 0000, 它唯一确定SGTIN-96。
2) 第二级为虑值。即热带农产品的包装类型, 包括其他、项目、内包装、包装箱和托盘等5种, 每种都有相应的代码。如运输番石榴的包装类型为包装箱, 代码即为011。
3) 第三级为分区值。主要是用与指示其后的44位厂商识别码和产品代码的分配状况, 共有6 种分配方法。本文采用第5种, 即分区值的编码为101。
4) 第四级为厂商识别码。根据分区的选择, 本文中的厂商识别码为24 位, 包括厂商地区代码、厂商户名代码和厂商生产规模代码。如东方市A 农户生产500kg的番石榴, 东方市代码为026, A 农户代码为11, 500kg代码为01, 则厂商识别码为0261101 (十进制) , 转化为相应的24位的二进制数为: 0000 0011 1111 1011 1110 1101
5) 第五级为产品代码。根据分区的选择, 本文中的产品代码为20位, 包括产品的科别代码、属别代码、品种及属性。如番石榴属于桃金娘科番石榴属, 桃金娘科代码为12, 番石榴属代码为01, 番石榴代码为01, 则产品代码为120101(十进制) , 转化为相应的20位的二进制数为:0001 1101 0101 0010 0101
6) 第六级为扩展位。也就是厂商分配给每一件产品的唯一标识符, 共38位。包括农产品生产过程的监控代码(包括生产过程中使用的农药、肥料、生产期、成熟期、产量等)、产品运输过程中经过的地区代码、运输过程中的监控代码(包括温湿度、保鲜程度等)和随机码。如东方市A 农户生产的番石榴运输到广州, 途径海口、湛江等地(即路线3), 农产品生产过程的监控代码为0001 0000, 产品运输过程中经过的地区代码为0000 0101, 随机码为: 11 1010 1011 1010 0000 1111
综上, 此种情况下的番石榴的EPC 96位的最终代码为: 0011 0000 0111 0100 0000 1111 1110 1111 10110100 0111 0101 0100 1001 0100 0100
0000 0001 0111 1010 1011 1010 0000 1111 转化为相应的十六进制即为: 30740FEFB4754944017ABA0F
4 热带特色农产品的编码特点
4．1 规范性
SGTIN?? 96位编码是基于EAN UCC 的标识, 符合ISO 18000?? 6C协议, 是EPC 代码的一种。本文中的热带特色农产品的编码规则严格按照SGT IN?? 96位标准位分配的规范。
4．2 可扩展性
RFID标签的存储有RFID 编码, 根据芯片的存储容量, 编码的位数可以扩展。本文中的编码信息按照层级进行分类, 逻辑性和层次性较强, 按照信息的逻辑和其他规律进行编码, 可为品种等信息的增加提供足够的编码空间, 信息的编码扩展性比较强。
4．3 可追踪性
本文中的SGTIN ?? 96 位编码包括静止码和动态码。静止码即一些固定不变的信息, 如生产商信息、产品的科属种、产品的属性等。动态码即一些灵活变化的信息, 如生产过程的监控、运输过程的监控等。编码的信息可以反应产品的实时信息和历史信息, 对产品的流通具有可追踪性。如果产品出现质量、数量、丢失等问题, 可通过编码的信息进行责任追究。
4．4 实用性
将编码信息写入RFID 标签, RFID 标签带自动粘帖, 可以在生产线上由贴标机粘贴在箱、瓶等物品上, 或手工粘在车窗上和证件上, 也可以制成吊牌挂或系在物品上。信息内容可通过RFID系统进行远距离、多标签进行读取。编码信息贴近实际, 且满足广大消费者的需求, 实用性比较强。
4．5 唯一性
信息编码采用实时编码, 针对性比较强, 信息唯一、安全。即每一批产品都有唯一的信息代码, 当把编码写入RFID标签时, 可以对信息进行多层加密, 防止不法分子的破坏, 信息的安全级别比较高。由于编码的唯一性, 可以防止不法分子以假乱真, 破坏产品的品牌, 影响产品的声誉。
5 小结
综上所述, 热带特色农产品的信息分类层次分明, 逻辑性比较强, 其对应的编码是一个复合式结构, 各级下的层级代码的位分配情况, 会根据信息量的大小进行分配, 且由于RF ID 编码的可扩展性, 代码的信息承载量与码长都可以根据实际需要进行扩展。
与条形码相比, RFID 电子标签可以标识每个物体, 而不是一类物体, 可以非接触远距离地同时对多个物体进行识读, 且储存的信息量非常大。但由于RFID系统的硬件设备在中国刚刚起步, 目前只有部分地区才具备, 所以RFID 系统的自动识读会受到限制。根据RFID 技术发展的趋势, RFID 技术对现代农业的发展将会起到很大的推动作用。
众所周知, 海南特色农产品在全国都享有很高的声誉。通过RFID 电子标签记录、存储热带特色农产品在 种植、收获、加工、包装、运输、物流过程中的各种信息, 建立热带特色农产品信息采集系统,可为构建热带农产品流通技术体系提供重要的实时数据, 保护海南特色农产品的市场品牌, 提升海南特色农产品在流通过程中的品牌效益。在热带特色农产品信息采集系统中, 关键技术之一的是农产品的标识问题,目前海南还没有一套热带特色农产品的标识码。制定农产品RFID标识的编码规则, 为RFID技术在热带农业的应用提供基础技术和运行保证。本文主要介绍热带特色农产品的信息分类和编码方法。
1 热带特色农产品信息分类和编码的必要性
在热带特色农产品信息采集系统中, 承载信息的载体是RFID电子标签, 而RFID 电子标签的存储方式采用的是RFID 编码。为了能将RFID 技术应用到海南的特色农业上, 对热带特色农产品的信息进行分类和制定热带特色农产品的RFID编码非常必要。
2 热带特色农产品的信息内容
RFID标识的信息内容包括RFID 的表头、虑值、分区值, 热带特色农产品生产商的信息, 农产品科属种及属性, 农产品生产过程中的使用的肥料、农药以及水分、生长期、成熟期、种植规模, 农产品销售运输过程中经过的地点, 运输期间的温湿度、保鲜情况, 客户信息等。
3 信息分类原则和编码方法
3．1 信息的分类
以农产品的自然属性和动态属性为依据, 如海南万宁A 户生产的红毛丹, 属于无患子科韶子属, 生产过程中使用X肥料和Y 农药, 运往上海过程中的信息监测等。在信息分类过程中, 参照EPC G lobal和商品条码GB 12904?? 2003的标准, 充分利用各地区已有的资源, 按照一定的规律和逻辑进行分类和编码。且留有扩展位, 为以后增加新的信息做好准备。
3．2 编码方法
根据RFID 编码的标准要求及信息需求, 采用层级分类法, 共分为六级, 每级再根据需要和要求进行分层。选择EPC SGTIN - 96位电子标签编码, 采用二进制编码, 其结构如图1所示。
图一 编码结构
1) 第一级为表头。SGT IN - 96 的表头为 0011 0000, 它唯一确定SGTIN-96。
2) 第二级为虑值。即热带农产品的包装类型, 包括其他、项目、内包装、包装箱和托盘等5种, 每种都有相应的代码。如运输番石榴的包装类型为包装箱, 代码即为011。
3) 第三级为分区值。主要是用与指示其后的44位厂商识别码和产品代码的分配状况, 共有6 种分配方法。本文采用第5种, 即分区值的编码为101。
4) 第四级为厂商识别码。根据分区的选择, 本文中的厂商识别码为24 位, 包括厂商地区代码、厂商户名代码和厂商生产规模代码。如东方市A 农户生产500kg的番石榴, 东方市代码为026, A 农户代码为11, 500kg代码为01, 则厂商识别码为0261101 (十进制) , 转化为相应的24位的二进制数为: 0000 0011 1111 1011 1110 1101
5) 第五级为产品代码。根据分区的选择, 本文中的产品代码为20位, 包括产品的科别代码、属别代码、品种及属性。如番石榴属于桃金娘科番石榴属, 桃金娘科代码为12, 番石榴属代码为01, 番石榴代码为01, 则产品代码为120101(十进制) , 转化为相应的20位的二进制数为:0001 1101 0101 0010 0101
6) 第六级为扩展位。也就是厂商分配给每一件产品的唯一标识符, 共38位。包括农产品生产过程的监控代码(包括生产过程中使用的农药、肥料、生产期、成熟期、产量等)、产品运输过程中经过的地区代码、运输过程中的监控代码(包括温湿度、保鲜程度等)和随机码。如东方市A 农户生产的番石榴运输到广州, 途径海口、湛江等地(即路线3), 农产品生产过程的监控代码为0001 0000, 产品运输过程中经过的地区代码为0000 0101, 随机码为: 11 1010 1011 1010 0000 1111
综上, 此种情况下的番石榴的EPC 96位的最终代码为: 0011 0000 0111 0100 0000 1111 1110 1111 10110100 0111 0101 0100 1001 0100 0100
0000 0001 0111 1010 1011 1010 0000 1111 转化为相应的十六进制即为: 30740FEFB4754944017ABA0F
4 热带特色农产品的编码特点
4．1 规范性
SGTIN?? 96位编码是基于EAN UCC 的标识, 符合ISO 18000?? 6C协议, 是EPC 代码的一种。本文中的热带特色农产品的编码规则严格按照SGT IN?? 96位标准位分配的规范。
4．2 可扩展性
RFID标签的存储有RFID 编码, 根据芯片的存储容量, 编码的位数可以扩展。本文中的编码信息按照层级进行分类, 逻辑性和层次性较强, 按照信息的逻辑和其他规律进行编码, 可为品种等信息的增加提供足够的编码空间, 信息的编码扩展性比较强。
4．3 可追踪性
本文中的SGTIN ?? 96 位编码包括静止码和动态码。静止码即一些固定不变的信息, 如生产商信息、产品的科属种、产品的属性等。动态码即一些灵活变化的信息, 如生产过程的监控、运输过程的监控等。编码的信息可以反应产品的实时信息和历史信息, 对产品的流通具有可追踪性。如果产品出现质量、数量、丢失等问题, 可通过编码的信息进行责任追究。
4．4 实用性
将编码信息写入RFID 标签, RFID 标签带自动粘帖, 可以在生产线上由贴标机粘贴在箱、瓶等物品上, 或手工粘在车窗上和证件上, 也可以制成吊牌挂或系在物品上。信息内容可通过RFID系统进行远距离、多标签进行读取。编码信息贴近实际, 且满足广大消费者的需求, 实用性比较强。
4．5 唯一性
信息编码采用实时编码, 针对性比较强, 信息唯一、安全。即每一批产品都有唯一的信息代码, 当把编码写入RFID标签时, 可以对信息进行多层加密, 防止不法分子的破坏, 信息的安全级别比较高。由于编码的唯一性, 可以防止不法分子以假乱真, 破坏产品的品牌, 影响产品的声誉。
5 小结
综上所述, 热带特色农产品的信息分类层次分明, 逻辑性比较强, 其对应的编码是一个复合式结构, 各级下的层级代码的位分配情况, 会根据信息量的大小进行分配, 且由于RF ID 编码的可扩展性, 代码的信息承载量与码长都可以根据实际需要进行扩展。
与条形码相比, RFID 电子标签可以标识每个物体, 而不是一类物体, 可以非接触远距离地同时对多个物体进行识读, 且储存的信息量非常大。但由于RFID系统的硬件设备在中国刚刚起步, 目前只有部分地区才具备, 所以RFID 系统的自动识读会受到限制。根据RFID 技术发展的趋势, RFID 技术对现代农业的发展将会起到很大的推动作用。
