基于物联网的食品药品安全可追溯信息服务平台DOC.docx
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基于物联网的食品药品安全可追溯信息服务平台DOC
基于物联网的食品药品安全可追溯信息服务平台
提纲
一、概述
1＞项目提出背景
从产品生产出厂最终到消费者手中，食品、药品供应链存在着以下几方：
制
造商、物流企业、批发商、零售、消费者。
每一方都有着各自的利益和需求，导致一些不法分子见缝插针，给广大人民群众的身体健康带来安全隐患。
监管部门虽恪
尽职守，但整个供应链过于繁杂，导致许多问题无从查起，严重影响工作效率。
本
公司出于以上原因开发了本套系统。
2、项目的目的、意义
开展食品、药品安全可追溯管理系统，既是打造产品的品牌效应提升产品市场竞争力的有效措施，也是对消费者高度负责、主动接受监督的体现。
提升产品质量追溯认知度，加强企业社会责任感。
二、项目立项的必要性及市场需求分析
1、项目技术攻关的必要性
基于物联网的食品药品安全可追溯信息服务平台项目攻关的必要性：
（1）食品、药品直接关乎到人民群众的身体健康
（2）降低监管部门的审查工作
（3）提升产品的社会信誉
2、项目的市场需求分析
质量安全追溯系统大约从2002年开始在国内出现，2004年以后应用逐渐增加。
代表项目为山东省标准化研究院于2004年6月承担的中国物品编码中心“条码推进工程”中"EAN/UCC编码体系在蔬菜安全可追溯性信息系统的应用研究及示范工程”项目。
目前，药品、食品以及农产品作为直接关系人民生命安全、身体健康的三大类产品，其质量安全追溯系统的应用发展较快，社会效果较好。
目前，我国已在某些领域开展了药品追溯试点，搭建了食品追溯信息体系和
lh
网络交换平台，如《出入境水产品追溯规程（试行）》、《牛肉制品追溯指南》、《牛肉质量跟踪与追溯体系实用方案》等，但这些只是个别领域的追溯系统，全药品、食品行业的溯源体系还没有建立起来。
三、相关领域国内外技术现状、发展趋势及现有工作基础
1、国内外技术现状、专利等知识产权情况分析国内研发现状：
2006年6月9日，中国科学技术部等十五部委联合发布了《中国射频识别（RFID）技术政策白皮书》，其中强调了RFID技术应用在物品的流通环节，实现物品跟踪与信息共享，改变传统的供应链管理模式等。
政府也在积极推行RFID在供应链和防伪方面应用的关键技术研究。
由于RFID系统是供应链上多家公司，同时包括国家有关管理部门之间信息协作的网络，不符合国家标准的网络是无法正常使用的，因此国家也正在加快相关标准的制定工作进度。
但是目前国内对RFID药品供应链研究尚处于起步阶段，RFID研发生产大都以低频相关产品为主，产值不高，尚无成熟的药品供应链RFID管理系统。
RFID的应用集中于“一卡通"、医院信息系统、病人识别、库存管理等方面。
随着RFID芯片制造成本的持续减低以及应用方案的日益成熟，RFID技术应用将会越来越广。
谷得公司研发的该平台独具创新，具有标准的接口，可实现与多家系统无缝连接。
社区+运营商+企业+药品监管部门+患者+医疗机构的基础上借助无线通讯技术、物联网技术、异库无缝连接技术、智能终端RFID技术GPS定位技术实现了社区与药品制造商、物流企业、批发商、医院或者零售药房、患者、药品监管部门的实施连接。
它操作简单，应用面广，使用灵活、运行经济、效果显著、信息共享、不受地域限制。
利用ALUI的ParallelEngine技术在改善WebServices效率方面有特色,同时分流和处理多个WebService的请求。
采用Portal技术为其实现了内部管理的协同工作系统具有很强的逻辑性。
综合已有的相关研究，国内学者积累了一批文献和数据，对药品可追溯的概念、内容、运行机制、政策法规支持等，已经作了一定程度的研究。
然而，我们仔细研究这些文献和数据，发现研究中重复论述大量存在，而且普遍存在以下几方面欠缺。
第一，药品可追溯体系研究不足。
药品可追溯是一个系统工程，关系社会、文化、经济、政治等许多方面，既然社会化药品可追溯是我国药品安全的未来发展方向，那么药品可追溯的支持主体有哪些，他们在药品安全的地位和作用如何，就成为必然面对的问题，但实际研究中比较少，或只关注某一方面。
第二，差异性研究不足。
现阶段对药品行业追溯的研究，主要是对经济非常发
达的上海、北京、宁波等城市，由于我国各地区经济社会发展差异性较大，生产力地区间布局不平衡，它决定了实施药品行业追溯不能以少数几个大城市的情况为标准，相关的研究应多元化。
第三，实证研究不足。
对药品可追溯理论研究较多，而具体到各地具体实际情况研究较少，绝大部分是对统计数字的简单描述，没有进行深入分析。
第四，药品可追溯需求研究不足。
不同类型的医药机构有着不同的药品安全追溯意愿和药品安全追溯需求，实际研究中，主要集中于药品原料生产、加工、流通、消费各环节，全过程严格控制，建立了一个完整的产业链的药品安全控制体系，形成各类药品企业生产销售的闭环生产，以保证向社会提供优质的放心药品等，对药品安全需求差别研究尚显不足，从而影响到为药品安全提供符合自身需要的安全服务。
综合上述，药品可追溯在实现信息化、智能化的同时更加注重与药品安全与社会的互动交流。
对系统的人性化操作要求很高。
做好药品安全追溯的信息化建设不用费很大精力，真正影响智能药品安全信息化发展的是如何给药品机构提供更加完善的服务，使药品行业在加工、流通等过程中既有智能终端设备的贴心服务，同时又能加强互动的预警服务才是全社会追求的目标。
首先要统一了药品安全追溯的健康挡案标准、药品成分来源及库存控制的标准、实现了零售、原产地和质量之间的数据共享，并可提供快速和完全的产品回召，使得消费者在购买点或家里通过网络了解更多信息而决定是否购买。
通过RFID技术的引进直接把药品供应链可追溯服务提高到智能化管理。
其次要实现了对物品和过程的智能化感知、识别和管理的全程化预警管理，通过智能终端RFID技术对药品在生产中的每一个环节进行时时跟踪检测，同时把检测结果反映到相关检测服务机构，以实现源头可追溯，流向可跟踪，信息可査询，产品可召回,保证我国药品质量安全，促进我国药品产业的发展。
1）国外相关技术的研究、开发现状
近些年来，美国、法国、日本等一些国家和国际大型软件公司先后投入巨资开展了药品可追溯系统信息化建设。
同时各国根据自身特色研究方向同时偏向物联网技术的应用和呼叫中心智能终端设备的研究。
美国很早就试图建立药品流通过程中的追溯制度，在1988年美国制定的处方药营销法案（PrescriptionDrugMarketingAct,PDMA）q了就要求药品经营企业提供药品的真实性来源和销售记录文档。
但纸张文档记录药品的流通过程成本很高，而且很容易造假，鉴于此美国食品与药物管理局（FDA）决定暂缓执行PDMA中的相关条款〃Jo同时，研究采纳电子跟踪与追査技术来记录和跟踪药品从生产到流通的全过程，称为药品电子履历（ElectronicPedigree）o
2004年口月FDA正式提出药品RFID可行性研究计划方案，要求药品制造商
在2007年底之前试行基于RFID技术的药品追踪方案以及相关的按序列谱写和电子
药品系谱技术。
此外，FDA已经要求医药产业发展RFID的相关标准并且开始进行先
3h
导流程的规划，如此一来将可以形成更广泛的RFID技术应用。
例如，以生产处方药、非处方药与医疗产品闻名的美国PurduePharma公司已将RFID的标签作业与单一药瓶包装生产线的流程成功整合。
PurduePharma与Symbol和SAP公司合作，在产品进行自动包装作业时，将标签贴于易于读取的中间位置，让安装于生产线两边的读取器能有效读取资料，并将资料传送到ERP（Enterpriseresourceplanning,企业资源计划）与SCM系统中，并且进行了一系列的测试。
包括震荡受力与高低温测试，并且标签是否会受处理流程中所产生的热度而毁损，以此测试RFID的可靠性。
2005年7月，第一批贴有RFID标签的OxyContin药品出货到美国第七大药品经销商H・D.Smith,每个产品瓶身上都带有包吝EPC电子码的RFID标签。
美国Cephalon公司于2005年公布了RFID应用计划，并就单品、货箱和托盘级别的识别进行了相关测试工作，应用重点还是对货箱和托盘的追踪识别。
近两年来，Cephalon对RFID技术及其应用效果进行了仔细评估，公司方面希望借助RFID技术打击假冒伪劣药品并改善对出口药品产品的追踪管理。
Cephalon也希望其下游供应链合作厂商开展产品RFID标准化工作并实现有效追踪管理一一这也正是FDA药品电子谱系追溯目标的一部分，并于2007年决定在其盐湖城制药厂开展RFID技术应用，应用的对象是主要针对癌症患者爆发性疼痛控制的Fentora口腔片。
IBM公司药品可追溯物联网方向探索：
IBM——2010年9月20HIBM物联网技术中心在京启动，伴随着物联网技术中心的启动，IBM中国研究院15周年庆典也同时举行。
IBM以企业服务总线（ESB）为整合系统的核心，为新业务的开展提供了可能的方法。
同时IBM研究侧重医疗行业中SOA架构和RFID技术的融合。
目前的方案只是被动解决IT接入的实现、成本和复杂度方面的问题，也是以数据和通信为整合目标，还未涉及业务流程和应用方面的内容。
SAP公司给予层面的SOA信息化系统的居家养老系统：
SAP-初步实现了面向企业应用层面的SOA信息化系统架构的搭建，并在统一的信息化系统下，开发了面向企业服务和应用的信息系统。
综合上述，药品可追溯管理系统在实现信息化、智能化的同时更加注重患者与社会的互动交流，通过智能终端RFID技术对患者的生理状况进行跟踪检测，同时把检测结果反映到相关检测服务机构o
2、国内外技术发展趋势
3、现有的工作基础
公司现有办公区占地面积170平米，有计算机20台，小型工作站2台，用于研发测试服务器2台，刻录机3台，路由器1台，交换机2台，投影仪和投影幕布1套。
公司在中国电信机房托管服务器3台。
公司具有完善的软件开发环境，主要有系统开发工具：
visualC++、ADO；数据库工具：
SQLserver2000；系统运行平台：
MicrosoftWindowsXP；公司建有现代化的办公网络，装备了计算机辅助设计、嵌入式控制系统、软件开发和仿真测试的环境和关键设备。
公司还有各类专业技术图书和资料600余册。
建立有研发部，测试部，销售部，售后服务部，人员配备完善。
这些都为项目技术尽快转化为商品，使中试顺利完成，奠定了坚实的基础。
四、项目计划目标及主要研究内容
1、主要目标•智能识读设计及实现
智能识读设计及实现包含物联网无线网数据采集基础、识读编制和解码、数据采集原理和应用开发流程o基于现有智能识读设备的搭建和实际运行。
主要内容包括：
在线实时生成追溯信息Web二维码；研发针对食品安全领域的专用二维码编码算法。
设计Web二维码生成算法及开发套件，识读编码和解码方法，识读数据采集及上传的方法，基于嵌入式系统的移动智能识读设备上设计语言编程方法。
智能识读的编码及解码；智能识读数据传输和系统数据釆集；智能识读无线网配置。
设计适合食品安全信息的加密机制和策略。
•移动智能识读应用系统开发
移动智能识读应用系统开发包含物联网无线网的控制应用设计、实务与开发流程，自动识读应用和实际场景搭建。
主要内容包括：
智能识读应用下识读设备软件改造、硬件改造及更新的思路、方法和设计方案。
追溯场景下RFID、追溯二维码的识读、数据上传和终端业务逻辑设计。
支持混合网络协议在逻辑层的智能融合传输机制；支持食品安全追溯业务对食品数据的时空属性序列化要求；提供异构终端鉴权接入的统一食品安全查询微服务平台。
2、研究与开发内容
基于物联网的食品药品安全可追溯信息服务平台将食品药品加工及流通的信息相关联，形成完整的信息追溯链。
通过建立食品药品生产、加工、道路运输、零售、市场监管、追溯查询等子系统，建立食品药品流通的监管与综合分析系统。
基于物联网的食品药品安全可追溯信息服务平台以软件工程思想为指导，运用物联网为代表的信息技术手段，采用面向对象分析和设计方法、C#/嵌入式C语言/ASP.NET、数据库等技术，完成包括：
C/S客户端程序、Web应用程序、嵌入式手持设备开发程序、嵌入式终端设备开发程序等；应用物联网设备包括：
传感器、二维码、一维码、ZigBee.RFID、WIFI、网络摄像机等物联网开发相关技术。
本项目系统主要包括：
1＞手持式交易监管终端嵌入式开发。
运用手持式终端进行嵌入式开发，完成包括：
一维码、二维码、RFID卡、WIFI等实训项目的开发；实现包括养殖防疫信息釆集、道路监督、市场监管等环节实训开发。
2、智能客户端系统开发。
运用PC机为中心设备，通过直连或ZlgBee无线通信方式，使其与包括RFID读写设备、重力传感器、ZigBee节点设备、网络摄像机、标签打印机等设备，进行交互，完成包括：
一维码、二维码、RFID、传感器、ZigBee、网络摄像机等实训项目的开发；实现包括：
食品药品生产、加工、道路运输、零售、市场监管、追溯查询等环节、Zigbee设备安装调试、重力传感器与称重仪表安装调试等项目开发调试。
3、追溯信息网站管理平台开发，对追溯实训项目采集数据的综合展示，通过追溯码，査询食品药品追溯信息的完整链条。
基于物联网的食品药品安全可追溯信息服务平台在设计方面体现了“集中管理、形成系列、思路创新、设备先进、价格合理”的建设方针；在具体的建设程序上，采取层次化和模块化的思路，将整个实验中心分成若干模块，各模块在满足某些共同前提条件下可以同时进行建设，以节省时间，充分利用公司现有资源。
基于物联网的食品药品安全可追溯信息服务平台的物联网特点非常鲜明，技术门类较为齐全，完全遵循商务部的相关技术标准。
在感知层上对人的标识釆用RFID卡、食品药品标识釆用二维码和利用智能溯源秤载体上的压力传感器数据的自动釆集；在网络传输层上，设计了网络综合布线、网络管理维护和网络安全管理等方面的实训；在数据处理层，根据实际需要采用B/S和C/S混合结构，部署了WebService服务进行统一的数据服务以及企业级的数据库产品等，编码规则、业务流程和设备标准等完全符合商务部的相关技术标准。
基于物联网的食品药品安全可追溯信息服务平台采用基于Microsoft.NET基础平台，本实训平台的软件系统总体架构：
系统整体上分为客户端、应用服务层以及数据层等层次架构。
•客户端
考虑到系统的特点，我们在系统中，根据客户端的具体情况，同时采用B/S和
C/S的设计模式。
食品药品釆购单位等用户釆用B/S方式进入本系统进行相关数据
査询、浏览等操作。
在食品药品批发市场和零售市场等流通环节，以及政府监管部门，采用C/S结构，其主要优点：
首先，交互性强是C/S固有的一个优点。
在C/S中，客户端有一套完整的应用程序，在界面高度自适应集成、出错提示、在线帮助等方面都有强大的功能，并且可以在子程序间自由切换。
其次，釆用C/S模式将降低网络通信量，与服务器之间是纯粹的数据交换，避免了大量的界面标识以及图形等，所以，C/S处理大量信息的能力是B/S所无法比拟的。
最重要的是，只有C/S模式的客户端具备很强的抗干扰工作能力，能够在实时性要求高、网络环境复杂的环境下工作，才能满足本系统的要求。
•客户端软件框架结构:
•业务应用层
业务应用层主要是构造的系统的各种应用服务，是整个系统面向最终用户的层面，它最重要的特性就是提供标准化的开放接口，提高软件的复用性和业务变化的敏捷性，从而构建统一业务支撑平台。
我们采用WebServices服务作为业务应用层的统一的技术规范。
WebServices主要是为了使原来各孤立的信息系统能够相互通信、共享而提出的一种接口。
WebServices所使用的是统一、开放的标准，它的设计目标就是简单性和扩展性，这有助于大量异构程序和平台之间的互操作性，从而使存在的应用程序能够被广泛的用户访问。
本项目釆用面向服务的开发理念，釆用WebServices来实现服务端与客户端之间、本系统与外系统之间的数据交互，这样可以很好地兼容本项目所涉及的多种形式的、在不同网络环境运行的客户端，大大方便系统的扩展，同时对外提供了标准接口的数据交换服务，从而信息的共享复用提供可能性。
业务逻辑层是网站应用系统的关键所在。
它负责处理所有来自外观表示层的用户请求，当它通过数据服务层提供的接口处理完请求之后，还要把处理结果返回给外观表示层。
它处于外观表示层和数据服务层的中间，通常也被称为中间层，或称为应用程序服务器。
业务逻辑层还需要提供执行业务的规则，为具体应用提供事务处理、安全控制以及为满足不同数量客户端的请求而进行性能调整等功能。
•数据层
数据层釆用Oracle数据库。
Oracle数据库为高性能跨平台的数据库管理系统。
它除了具有标准兼容性、跨平台可移植性、多线程高可连接性等优点。
通过三层架构的“髙内聚、低耦合”我们将表示部分和业务逻辑部分按照客户层和应用服务器相分离，客户端和应用服务器、应用服务器和数据库服务器之间的通信以及异构平台之间的数据交换等都可以通过中间件或者相关程序来实现。
当数据库或者应用服务器的业务逻辑改变时，客户端并不需要改变，反之亦然，从而大大提高了系统模块的复用性，缩短了开发周期，降低了维护费用。
同时模块化的开发使得系统很容易在纵向和水平两个方向拓展：
一方面可以将系统升级为更大、更有力的平台，同时也可以适当增加规模来增强系统的网络应用。
由于摆脱了系统同构性的限制，使得分布数据处理成为可能。
在扩充或修改功能时，基本不会破坏原有结构的稳定性。
3、项目的技术关键，包括技术难点、创新点
（1）RFID射频识别技术
射频识别技术是结合了无线电、芯片制造及计算机等学科的新技术。
无线射频识别RFID技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。
它利用射频信号及其空间耦合的传输特性，实现对静止或移动物体的自动识别。
射频识别常被称为感应式电子芯片或非接触卡。
典型的RFID系统一般由电子标签、读写器以及计算机系统等部分组成。
电子标签中保存着某种约定格式的编码数据，用以唯一标识标签所附着的物体；读写器通过无线信号与标签通信，获得标签中的编码，并将这些编码送往后台计算机系统处理，达到对目标进行自动识别的目的。
射频识别技术有以下特点：
1：
数据的读写功能
2:
电子标签的小型化和多样化
3:
耐环境性
4：
可重复使用
5：
穿透性
6：
数据的记忆容量大
7:
系统的安全性
（2）EPC产品电子代码技术
EPC产品电子代码技术旨在通过互联网平台，利用无线射频识别、无线数据通信等技术，构造一个实现全球物品信息实时共享的物联网。
EPC代码是由标头、
管理者代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成的一组数字。
EPC代码结构如图所示：
02-1
EPC的目标是为物理世界的对象提供唯一的标识，从而达到通过计算机网络来标识和访问单个物体的目标，就如同在互联网上使用IP地址来标识和通信一样。
EPC系统的最终目的是为每一个单品建立全球的、开放的标识标准。
EPC系统的发展，能够推动自动识别技术的快速发展，向跨地区、跨国界物品识别与跟踪领域的应用迈出了划时代的一步，可以做到对供应链中的货品进行实时跟踪，还可以通过优化供应链来给用户提供数据支持，大大提高供应链的效率。
（3）后端WEB服务组件的设计
物联网软件设计非常重要的一环是WEB服务。
WEB服务是不依赖于硬件环境、独立运行、可移植的软件模块。
WEB服务是一个用于分散和分布式环境下的网络信息交换的、基于XML的通信协议。
在此协议下，软件组件或应用程序能够通过标准的HTTP协议进行通信。
他的设计目标就是简单性和扩展性，有助于实现大量异构程序和平台之间的互操作性，从而使存在的应用程序能够被广泛的用户使用。
WEB服务是一种通过Internet和SOAP协议提供企业应用的方式。
使用C#在VisualStudio2008中创建一个Web服务组件：
第一：
创建服务器端
第二：
创建客户端，设计客户端界面，添加WEB引用。
第三：
进行简单的数据交互从而通过简单那的WEB服务组件将RFID标签卡中
的数据转化为详细的食品安全追溯信息。
llh
五、技术、经济效益、市场风险分析
1、技术经济效益分析（含经济效益、社会效益）
2、推广应用前景分析（含产业化可行性）
3、项目实施的风险分析市场风险
本系统平台技术先进，科技含量高。
我公司销售网络覆盖全国90%的省、市、自治区，随着人们对食品、药品的质量要求越来越严格，市场开拓将拥有更为广阔的空间，具有明显的市场优势。
产品研发和产品服务后，我们将更注重产品的营销。
除了挖掘行业精英外，我们重视销售团队的建设和培养，制定完整的员工培训制度和切实可行的销售守则，努力打造成一支技术型专家型的销售队伍。
根据实验设备行业市场的规律，我们将会选择几个重点的市场作为我们的突破点•和样板点，以点带面，覆盖到整个行业。
同时我们也会在某些区域市场寻找合适的产品代理商，建立产品的销售网络。
在产品的推广方面，我们始终将质量和品牌放在第一位，注重产品品牌的建设。
除了一线销售人员的面对面拜访外，我们还会在国家和各地政府组织的各种专业学术会议上推出我们的宣传活动，不定期组织行业人员进行学术交流。
其目的就是提升产品的品牌形象。
另外我们坚持优质的售后服务，对内建立完整的售后服务制度。
对外建立完整的客户档案资料，帮助客户使用好和维护好设备，同时对客户在使用过程中反应出的问题作严肃认真的收集，为产品的下一步提升换代搜集第一手资料。
我们深知产品价格策略是产品销售的关键，我们制定的产品销售价格，既
要考虑到行业的接受能力，又要考虑到企业的生存和长期有效的发展。
基于这两个因素，我们的价格在同行业中应该是公平合理，具有良好的性价比。
技术风险
本项目是有效的扼制铜代替银作为熔断器熔体易氧化的问题，我公司采用：
铜
带先冲制成规定的狭颈形状，然后再去电镀，这样就保证了，熔体每一个面都会有
镀层。
同时研发人员经过严密的计算和反复的试验最终优化了合适的铜代替银的熔体的结构尺寸
政策风险及规避方案
积极响应国家开发西部经济的政策。
本产品已申请国家实用新型专利，规避了知识产权被侵犯的风险。
资金风险及规避方案
公司发展阶段不同，资金造成的影响也不同。
规避风险具体方案：
本项目目前处于中试阶段，资金周转基本充足，但随
着项目市场的逐步扩大，后续功能的开发以及大量的测试会给公司带来资金上的压
力，但由于本项目市场前景非常广阔，同时在推广初期，市场反应良好，并且这对潜在的投融资者具有较大的吸引力，因此可通过融资或公司股东增资来规避扩大项目产品生产、销售规模带来的资金风险。
人才风险及规避方案
针对人才风险，公司重视“以人为本”的理念，建立了全新的用人机制。
公司的各项管理制度充分体现出积极、灵活的激励政策和严肃的约束机制，充分调动了员工的积极性和创造性，把员工利益和公司利益结合在一起，为员工才华的施展搭建起没有天花板的舞台。
“定岗不定人”，使得各个岗位标准化运行。
在稳定人才资源的同时，公司随时吸收创新能力强的科技人员加盟，一方面带动现有人才努力进取，另一方面可以及时填补空缺下来的岗位，大大降低了人才风险。
六、申请单位简况
1、单位简况（生产经营及科研情况、资产及经济状况等）
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