1 引 言

近年来，国内外畜禽产品安全事故频繁发生，引起全社会

对食品安全问题的关注。猪肉作为餐桌上不可缺少的食物，其

安全性越来越被重视。因此，如何提高猪肉安全系数，如何实施

一套符合国际标准的猪肉安全可追溯系统，成为目前国内外食

品行业的焦点。在发达国家，可追溯系统在畜牧业中的应用主

要在养牛业。国外对于猪和猪肉可追溯问题研究较少,多以“批

次”来处理[1]。例如欧盟强制性的家畜和肉制品可追溯制度[2],加

拿大强制性的牛标识制度[3],日本的肉牛可追溯系统等。它们大

都采用统一的电子耳标或 DNA 作为个体标识, 由统一的国家

中央数据库对信息进行管理。中国的畜产品可追溯系统多应用

于牲畜的出生养殖阶段，在 2002 年国家科技部专项设立“肉用

猪工厂化生产全程质量管理与畜产品可追溯计算机软件研究”

子课题，进行畜产品可追溯性研究, 探索适合中国国情的可

追溯技术和架构方法。2006 年陆昌华、谢菊芳等运用 SQL

Server 2000 和 VB.NET 实现了工厂化猪肉安全生产溯源数字

系统, 对国内畜禽肉产品跟踪与追溯系统研究积累了宝贵经

验。

2 系统的功能和特点及其设计

2.1 系统的体系结构

猪肉加工链信息可追溯系统由监控工控机与节点控制器

两部分设备组成（如图 1 所示）。

分布于屠宰加工过程的各个节点控制器是屠宰加工信息

采集点，各个控制节点的控制器选用的 HHCF5213 嵌入式开

发板进行二次开发，微处理器配合 RFID 射频天线、一维条码

打印机、光电条码扫描枪、电子秤等，以 CAN 总线作为主传输

途径,与监控工控机挂接。实现了对屠宰加工过程中各种信息

的采集，并且完成可追溯系统的信息要求，达到能从成品标签

可追溯到唯一的猪只信息。监控工控机主要由屠宰加工实时数

据监控软件及屠宰加工信息数据库等组成，实现了实时监控数

据和接受加工信息，管理屠宰加工过程数据等作用，从而实现

猪肉加工链信息可追溯系统的整个框架设计。

2.2 系统功能和特点

(1)信息可追溯性高，从猪只养殖阶段到成品分割肉销售阶

段信息不断链，达到可追溯系统的要求。

(2)可靠识别各个节点信息。在应用中加工链多个控制节点

信息同时到达,不同数据就反映到计算机中，并且可靠性高。

(3)高度自动化。获得了重量或者标识等信息，节点控制器

基于 RFID 和条码技术的猪肉加工链信息

可追溯系统设计与实现

柴 毅，牛 楠，屈剑锋，王嘉骐

（重庆大学 自动化学院，重庆 400044）

[摘 要]通过综合应用 RFID 射频电子标识、一维条码标签和 EAN·UCC 成品编码技术，建立了可靠的猪肉加工链信息可追

溯系统，实现了屠宰加工环节的现场数据采集，保证了加工链信息的连贯性。系统完成了预期设计，实现对胴体的标识与识读，为

整个猪肉安全信息可追溯系统提供了重要的数据及技术支持。

[关键词]可追溯系统；加工链；RFID；条码技术

[中图分类号]TP391.44;F762.5 [文献标识码]A [文章编号]1005- 152X（2009）04- 0127- 03

Design & Implementation of a Pork Processing-chain Information Traceability System Based on RFID and Barcode

CHAI Yi, NIU Nan, QU Jian- feng, WANG Jia- qi

(School of Automation, Chongqing University, Chongqing 400044, China)

Abstract: The paper establishes a reliable pork processing- chain information traceability system which integrates RFID, 1D barcode labeling and EAN.UCC coding technologies. The system achieves its expected function, including animal carcasses identification, reading and

on- spot data acquisition.

Keywords: traceability system; pork processing- chain; RFID; barcode technology

[收稿日期]2009- 01- 04

[作者简介]柴毅(1962- )，男，安徽人，博士，教授，博导，研究方向：人工智能及专家系统、数字信号处理与模式识别；牛楠(1984- )，女，陕西人，

硕士，研究方向：智能控制、图像处理；屈剑锋(1979- )，男，陕西人，博士，研究方向：智能控制、嵌入式系统；王嘉骐 (1985- )，男，四

川人，硕士，研究方向：数据挖掘、智能控制。

图 1 加工链信息可追溯系统结构图

柴毅，等：基于 RFID 和条码技术的猪肉加工链信息可追溯系统设计与实现 网络与信息化

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物流技术 2009 年第 28 卷第 4 期（总第 199 期）

能自动打印出标准标签，自动计数和发送，不需要人手工操纵

控制器。并且实时将采集到的信息通过 CAN 现场总线向工控

机传送,整个过程无需人为干预。

⑷完备的数据统计与信息显示软件。在工控机数据监控

界面,各项数据统计，包括各个环节屠宰加工信息实时更新，一

目了然。并且完善数据库中数据，为高层管理人员的查询与管

理提供全方位的服务。

2.3 信息链的管理（屠宰-分割-成品包装-数据库）

在屠宰加工阶段，加工链信息建设和管理复杂。屠宰车间

湿度大、血污较多，对设备的防水等性能有一定的要求。生猪

屠宰加工过程中所涉及到的入栏、检疫、去头、剥皮、辟半、分

割、包装、冷库预冷、运输等一系列流通环节，原先一头完整的

生猪早已大卸八块，如何跟踪标识信息并与胴体形成一个信

息链路是一个关键问题[4]。另外追溯加工链信息需要特别解决

两个基本问题：一是宰前活体身份信息与宰后胴体标识对应

问题，另外一个是完整胴体与分割肉的标识转换问题。

该系统采用条码技术和射频识别技术作为信息采集和识

别的主要手段。通过现场节点控制器读取 RFID 电子标签和打

印一维临时条码完成不同信息载体的转换，保证加工链信息

从宰前到宰后的正确性。在分割阶段，采用电子托盘或电子挂

钩结合条码技术来解决分割信息的采集，通过编码技术，完成

唯一胴体与其分割肉的对应标识[5]。

最终产品的标识解决方案，考虑到产品销往不同的地区

乃至不同的国家、不同的销售商。要求供应链下游能解读产品

信息，所以采用国际通用标准的 EAN·UCC 系统可以对加工链

全过程中的产品及其属性信息、参与方信息等进行有效地标

识[6]。其中包括全球贸易项目代码(GTIN)，通过应用标识符(AI)

对产品属性进行标识的代码，如批次、有效期、保质期等，以及

用于对供应链中各个环节及参与方进行标识的代码。加工链

中各环节的临时条码，采用 UCC／EAN- 128 条码符号表示。

条码信息和射频识别信息在节点控制器中可实现信息的

同步交换，监控工控机的屠宰加工实时数据监控软件能对生

猪屠宰加工过程中所涉及到的入栏、检疫、屠宰、分割、包装、

储存、运输等所有环节信息进行实时动态监控，整个猪肉加工

链信息可追溯系统的数据库与整个猪肉安全可追溯系统数据

库连接，实现同步数据更新和发布。从生猪进入屠宰场入栏开

始，利用射频识别来获得猪只的个体标识，再利用条码识别作

为信息传输载体，实时将此刻屠宰环节的各种信息上传给工

控机监控程序，准确显示实时数据，并且将各种相关数据自动

存贮到加工链可追溯系统数据库中，使整个物流活动一目了

然。猪肉加工链信息可追溯系统主要实现生猪的运输监控，生

猪屠宰档案记录和保存,猪肉检验结果监控，猪肉分割、存储以

及猪肉的运输监控，对违规现象警级预报, 并在数据库中进

行记录。通过这一系统，消费者可以根据成品肉的标签号码来

准确查询到肉类的加工环节的各种信息。检验检疫监管部门

可以准确、及时、高效监控屠宰加工部门，查询信息，发布预

警。屠宰加工部门利用先进信息采集和识别技术，可以提高猪

肉生产安全质量水平，达到国际化肉类加工标准。

2.4 主要流程设计

整个系统在加工过程几乎 12h 运行，相关人员可通过监

控工控机来监视现场情况；如加工过程发现错误情况，程序报

警，并且自动保存数据。基本的现场加工流程图如图 2 所示。

3 系统的实现

3.1 RFID 射频识别

本系统射频识别电路主要基于 SRI- 9154 读写器电路和

UPM公司的 EPC 无限芯片等组成。RF 工作频率为 900MHz，

有效距离为 3~5m，工作距离为 30cm 左右。在实际应用中，电

子标签里面保存了猪只唯一个体标识，通过对电子标签的读

取实现了从猪场的养殖到屠宰的信息继承，对猪肉加工过程

中原料信息进行可追溯管理，保证加工链的成品分割肉可与

养殖活体一一对应，整个屠宰加工环节与上游的原料生产环

节，以及下游的分销环节相结合，实现了猪肉产品从养殖到销

售整个安全信息的可追溯。

3.2 EAN·UCC 成品编码和一维条码标签技术

农产品追溯系统的核心在于通过数据载体(条码、RFID)把

信息流与实物流联系起来,实现各个环节的数据交换。

EAN·UCC 系统(全球统一标识系统)由国际物品编码协会

(EAN International)和美国统一代码委员会(UCC)共同开发、管

理和维护的全球统一标识系统和通用商业语言，为贸易项目、

物流单元、资产、位置及服务等提供唯一标识。它通过对农产

品从生产到加工,从储藏到供应等环节的对象的标识,使各个

环节有效链接。一旦食品出现安全问题,可通过条码标识进行

追溯,查出问题出现的环节,甚至可追溯到农产品生产的源头。

UCC/EAN- 128 码制是目前可用的最完整的、高密度的、可

靠的、应用灵活的字母数字型一维码制之一。它允许表示可变

长度的数据，并且能将若干个信息编码在一个条码符号中。每

个条码字符由 6 个单元 11 个模块组成,包括 3 条 3 空,每个条

空的宽度为 1~4 个模块。编码的字符串由应用标识符和数据

域两部分组成,每种应用标识符都定义了该标识符的意义和数

据域的长度[6]。

在本系统中，用于承载标识信息的临时条码采用

UCC/EAN- 128 码制，编码简单，容易编程实现。而分割肉成品

标签和成品包装箱标签严格按照 EAN·UCC 系统进行编码，符

合当代物流标准和出口要求。

图 2 系统简明流程图

网络与信息化

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（上接第 119 页） 因为其库存量也维持在一个较低的水平，只

略高于“拉式系统”，其订单完成时间也保持在一个较好的水

平，略低于“拉式”系统。

当企业生产能力小于顾客需求时，采取“推式”或“拉式”

生产系统的企业在平均库存水平和订单完成时间上基本上保

持一致，由于生产能力无法满足客户需求，企业基本上没有多

余的库存量来满足新到的客户订单，由于生产滞后，导致客户

订单积压，客户的订单完成时间不断增加，如果企业的生产能

力没有办法提高的话，拖延交货的现象会更加严重。

从以上三种情况分析可以看出，“推式”和“拉式”生产系

统各有优劣势，企业采用单一生产方式不能同时保证“零库

存”与“快速响应”同时兼得。采用推式生产方式的企业由于平

均库存水平较高，会导致资金占用成本大、资金周转率下降，

加大牛鞭效益，导致资源配置效率低下。而采用“拉式”系统由

于具有较高的灵活性，处理资源的能力强，整个系统的成本也

大大减少，但其无法形成规模效益。因此不同企业为增强竞争

力，需要根据自身所处的供应链位置，分析企业的经营目标采

取适当的生产方式。如在供应链上游企业，由于其生产能力一

般都较强，且产品具有较大的通用性，需求的不确定性较低，

规模效应重要性大，必须对企业资源进行合理规划，关注生产

成本最小化，上游企业采取“推式”生产战略较为合适。而供应

链下游企业，由于其面对的是客户的真实需求，不确定很高，

订货提前期缩短，服务水平成为主导因素，为了提高灵活性和

反应能力，采用“拉式”生产战略直接面对客户的需求订单。

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3.3 基于 CAN 网络的现场生产加工系统

在食品加工过程中，环境复杂，工序繁琐，所以要选用的

现场总线技术能在复杂环境下进行可靠的数据传输，综合比

较几种现场总线可发现，CAN 总线网络具有实时性、开放性

好；传输介质容易获得；采用短帧结构，传输时间短，受干扰概

率低，且可根据实际情况自定通信协议，使用方便等优势。

猪肉加工链信息可追溯系统的程序设计包括对各个控制

节点的硬件开发和工控机的“屠宰分割流程实时数据统计”软

件的设计。节点控制器负责采集加工环节的相关信息，读取耳

标，打印条码等功能。工控机软件设计主要集中工控机用户界

面，数据库管理和 CAN 总线通信编程方面，是整个加工链追溯

系统的关键部位，负责对这个系统进行管理。该系统软件采用

多线程技术，共有 3 个线程。第 1 个线程负责各个节点控制器

进行通信，接收发送上来的数据,并进行处理；第 2 个线程是给

显示终端发送实时信息；第 3 个线程是不断存数据库。CAN 总

线网络的设计主要集中在根据实际情况制定出 CAN 总线通信

协议，达到一定的实时性和准确性。图 4 为猪肉加工链信息可

追溯现场加工流程。

4 系统运行状态

本系统已经应用于项目“猪肉生产加工信息追溯系统”，

并且已经在某食品加工生产线进行了试运行。在屠宰加工场

复杂的环境下，安放在工厂不同环节的 7 个节点单元控制器

工作正常，工作流程清晰。工控机与单元控制器通过 CAN 总线

建立好握手，只需 2~3 秒时间，工作时各个节点发送来的数据

变化累加时间不到 1 秒，白条肉、分割肉、包装和标签信息的

数据更新时间为 1~2 秒，系统中各部分数据的更新速度快，数

据可以正确解析到数据库中，完全能满足屠宰生产加工可追

溯系统的数据要求。

5 结束语

食品安全问题是当今社会刻不容缓需要解决的问题。本

文提出的猪肉加工链信息可追溯系统，以 RFID 和条码技术贯

穿于整个加工链始终，达到了追溯效果，经过试验验证，该系

统极大地满足了实时采集猪肉屠宰加工环节的各项数据，实

现了对整个加工链数据的查询和管理，保证了养殖环节和销

售环节数据的连贯性。

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