1、食品安全物联网
由国际电信联盟对物联网定义的演变,食品安全物联网是实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络,它是通过二维码技术、RFID识别技术、传感器技术、全球定位技术等,按照约定的协议将食品供应链上的物流、信息流与互联网相连,进行信息交换和通信。
食品供应链由食品的生产、加工、物流、销售、消费等环节构成,物联网在食品供应链中的应用包括生产监测及管理、加工过程监测及管理、流通环节监测及管理、食品质量溯源、食品质量检测、食品安全信息监控和分析等。图1描述了物联网在食品安全中的应用过程,数据采集阶段利用传感器、音频设备、视频设备、GPS、手机、电脑、电视等采集食品在生产、加工、物流、销售、消费过程中涉及的食品原材料、加工食品的相关信息,通过无线网、移动通信网、互联网、广播电视网将食品安全信息传到互联网上的数据处理中心,数据处理中心将食品安信息加工处理后通过业务融合网络展现给消费者用户、服务用户(食品供应链上涉及得使用食品安全信息的用户)、第三方(食品安全监管、检测等机构用户)。物联网环境下的食品安全信息特点:1)数据海量,包括食品供应链上食品状态、环境、设备、及互联网舆情等信息;2)数据类型多样,食品安全数据不仅有业务处理的结构化数据,也有音频、视频等非结构化数据,同时存在文本、网页等半格式化数据;3)多数据源,数据不仅来源与传感器等设备的自动采集,也可能来源自用户的录入,同样也可能来源互联网的自动收集;4)数据格式异构,不同类型的数据描述的方式存在不同,即使同一类型的数据来源于不同系统其描述的格式也不尽相同。
2、平台总体架构及功能
根据本文提出的物联网环境下食品安全信息化存在的问题和物联网环境下的食品安全信息的特点,结合物联网、云计算技术、SOA技术等技术,提出物联网环境下食品安全云平台总体架构。平台由食品安全云计算终端平台和食品安全云计算服务端平台相互作用,支撑物联网环境下消费者用户、服务用户、第三方用户对食品安全信息的操控和检索,实现完整、准确、及时、无缝的反映食品供应链上的食品安全信息。
2.1 终端服务平台
食品安全云计算终端服务平台面向计算机网、电信网、广播电视网,提供统一的访问方式,根据用户的当前网络环境、终端环境和偏好自适应切换网络,通过统一终端应用支撑平台访问上述三种网络,支撑用户的异构终端环境(电脑、平板电脑、智能手机、电视等),从而向食品安全云计算终端平台发送请求/接收应答。
2.2 服务端服务平台
食品安全云计算服务端平台实现海量、异构、多源数据的存储、计算,实现IaaS, PaaS, SaaS三层服务的集成,提供有区别的本地化服务和公共服务,下面详细介绍服务端平台的层次结构。
1) Iaa S服务层:基础设施服务可以从第三方服务提供商购买,也可基于自有基础设施建立。食品供应链上的参与单位(或主管部门主导)应当建设1个或多个共享云服务中心,对于部分食品安全信息保密、安全要求较高的单位搭建专门用于本单位食品安全信息监管的私有基础设施平台,同时能够利用第三方提供的部分基础设施。这里的基础设施包括计算设备、存储设备、感知设备、无线网络、电信网络、广播电视网络等,将基础设施虚拟化,形成计算资源池、存储资源池、网络资源池、I/O资源池,从而向上层服务或终端提供基础设施服务。
2) PaaS服务层:平台服务层主要包含存储类平台和面向应用类平台。存储类平台需要能够支持结构化数据、半结构化数据和非结构化数据三种类型,因此由SQL类数据库系统和分布式文件系统组成,存储类平台共同搭建1个或多个,对于有私用要求的单位可自行搭建本地平台,也可使用第三方搭建平台。应用服务类平台提供应用系统运行环境、完成请求/计算/应答,为自动采集数据提供支撑环境,能够实现自动化办公及其它相关能力,应用服务平台具有公共搭建、单位私用搭建和第三方提供三种方式。
3) SaaS服务层:该层是实现食品安全监控的独有、关键部分,平台支持公共应用、本地应用和第三方应用,为实现更高的软件复用,采用SOA技术设计该层,SaaS服务层设计若干公共Web服务、本地使用Web服务以及引用或直接使用的第三方服务,这些服务在SaaS服务管理层的服务注册中心中注册,通过服务推荐自动向用户推荐与其偏好相符的服务,通过工作流技术将原子服务组合形成功能更强的服务供用户调用,在SaaS应用层形成面向食品安全具体需求的如干食品安全公共应用系统、第三方应用系统以及本地应用系统(本地应用系统面向某独有单位,确保数据的私密性和安全性,其由本地应用基础平台提供相关能力;第三方本地应用系统通过支持标准化接口,与本地基础平台无缝集成,成为本地食品安全应用系统的一个有机组成部分。