1、|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
2、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
3、，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
4、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+
5、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 Parallel Engine 技术在改善 Web Services 效率方面有特色，同时分流和处理多个 Web Service 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
6、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
7、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
8、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
9、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，信息可查询，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(Prescription Drug Marketing Act，PDMA)q 了就要求药品经营企业提供
10、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J。同时，研究采纳电子跟踪与追查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(Electronic Pedigree)。2004 年 11 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导流程的规划，如此一来将可以形成更广泛的 RFI
11、D 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 Purdue Pharma 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。Purdue Pharma 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(Enterprise resource planning，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
12、RFID 标签的 OxyContin 药品出货到美国第七大药品经销商 HDSmith，每个产品瓶身上都带有包含 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这也正是 FDA 药品电子谱系追溯目标的一部分，并于
13、 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：IBM2010 年 9 月 20 日 IBM 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
14、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。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
15、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：visual C+、 ADO；数据库工具：SQL server 2000；系统运行平台：Microsoft Windows XP；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
16、应用开发流程。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采集；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
17、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
18、/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采集、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 ZIgBee 无线通信方式，使其与包括 RFID 读写设备、重力传感器、Zig
19、Bee 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，查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
20、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采用 RFID 卡、食品药品标识采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采集；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
21、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。食品药品采购单位等用户采用 B/S 方式进入本系统进行相关数据查询、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，采用 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：
