【正文】 外農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)建設(shè)模式的基礎(chǔ)上，提出了一種基于行政監(jiān)管的適合中國國情的水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)架構(gòu)模式，設(shè)計了一種基于行政區(qū)域代碼的水產(chǎn)品追溯編碼方法。oMarchante 將 RFID 技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到水產(chǎn)品追溯體系中去，結(jié)合 EPC 標準和 LLRP 協(xié)議建立了一套從養(yǎng)殖到餐桌的水 產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)。 近年來，隨著人們生活水平的提高，水產(chǎn)品在人們的飲食結(jié)構(gòu)中占據(jù)著越來越重要的地位，建立水產(chǎn)品的可追溯體系以保證水產(chǎn)品質(zhì)量安全日趨緊迫。本課題組合作單位中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能機械研究所上世紀九十年代最早開始了魚病防治專家系統(tǒng)的研發(fā)，收集了常見魚病的防治基本知識，和診斷與防治方法，但只是一般性的知識普及（“農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)及開發(fā)工具” ）。采集終端節(jié)點與匯集節(jié)點結(jié)構(gòu)如圖 1所示。水產(chǎn)品信息采集業(yè)務(wù)流程模型見附件 1； （ 2）傳統(tǒng)數(shù)據(jù)采集板采用 ARM 處理器，本項目提出一種基于 Arduino 軟硬件平臺，實時監(jiān)測水產(chǎn)養(yǎng)殖、物流及銷售過程中的環(huán)境參數(shù)，且功耗低、穩(wěn)定性強的主控制板研制方法。 本項目基于智能系統(tǒng)理論和技術(shù)，開展多種推理機制和知識表示策略研究，集成水產(chǎn)動物養(yǎng)殖過程中的疾 病診斷、防治和養(yǎng)殖全程管理等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)、信息和知識，設(shè)計和開發(fā)水產(chǎn)動物專家系統(tǒng)。 （二）項目創(chuàng)新內(nèi)容 創(chuàng)新類別 □理論創(chuàng)新 □ √ 應(yīng)用創(chuàng)新 □ √ 技術(shù)創(chuàng)新 □工藝創(chuàng)新□結(jié)構(gòu)創(chuàng)新 項目創(chuàng)新內(nèi)容（ 1200 字之內(nèi)）： 創(chuàng)新內(nèi)容要根據(jù)選擇的創(chuàng)新類別，用技術(shù)語言 按創(chuàng)新點 分條目描述，盡可能多用實驗數(shù)據(jù)， 要有數(shù)據(jù)分析、對比 。 可靠性：采用虛擬化技術(shù)及冗余設(shè)計，系統(tǒng)設(shè)計過程中使用容錯設(shè)計，保證系統(tǒng)具有較高的可靠性。 預(yù)見準確性 =85% 有效性 =90% 邏輯一致性 =99% 系統(tǒng)平均響應(yīng)時間 =5 秒 （ 1）物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點采用低功耗設(shè)計方案，可連續(xù)或休眠工作。 主要技術(shù)與性能指標（ 500 字之內(nèi)）： 本項目綜合采用人工智能與專家系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建一體化的基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖服務(wù)平臺。對象塊 （ 2）基于專家系統(tǒng)技術(shù)的水產(chǎn)品質(zhì)量安全預(yù)警 專家系統(tǒng)就是一個具有智能特點的計算機程序，它的智能化主要表現(xiàn)為能夠在特定的領(lǐng)域內(nèi)模仿人類專家思維來求解復(fù)雜問題。 ： ① 國際上正值成長期，國內(nèi)尚在起步階段； ② 由于病害頻繁、缺乏科學(xué)養(yǎng)殖知識、技術(shù)服務(wù)不及時等原因致使水產(chǎn)養(yǎng)殖行業(yè)每年損失巨大，本項目可減少損失，增加收益，具有很好的市場前景； ③ 水產(chǎn)養(yǎng)殖戶有強烈的養(yǎng)殖知識學(xué)習(xí)愿望； ④ 食品安全日益受重視，食品溯源技術(shù)和項目受政府支持和鼓勵。 ： ① 提出基于無線傳感器網(wǎng)、 RFID、 Web Service、二維碼、信息管理、輔助決策等技術(shù)相結(jié)合的水產(chǎn)品全程質(zhì)量跟蹤和溯源方法； ② 提出一種基于 Arduino軟硬件平臺，實時監(jiān)測水產(chǎn)養(yǎng)殖、物流及銷售過程中的環(huán)境參數(shù)，且功耗低、穩(wěn)定性強的主控制板研制方法； ③ 提出一種基于 Web Service 的水產(chǎn)品供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息的傳遞、集成與共享技術(shù)； ④ 提出和實現(xiàn)了面向漁業(yè)領(lǐng)域的知識表示策略；⑤ 提出多知識融合、多技術(shù)協(xié)同、主從推理相結(jié)合的多種推理機制； ⑥ 提出綜合智能引導(dǎo)人工知識獲取環(huán)境，和基于數(shù)據(jù)挖掘的自動半自動知識獲取，以及基于數(shù)據(jù)庫和知識庫的綜合知識發(fā)現(xiàn)機 制等，有效解決漁業(yè)信息處理系統(tǒng)獲取知識的瓶頸問題。一、創(chuàng)業(yè)項目概述 創(chuàng)業(yè)項目概述 （ 500 字之內(nèi)）： 對項目總體情況的描述，包括采用的關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)的創(chuàng)新點、權(quán)威部門的技術(shù)鑒定情況、環(huán)保評價等內(nèi)容。 ： ① 該項目實施過程中，使用數(shù)據(jù)自動采集裝置，可以做到信息采集零污染； ②該平臺通過水產(chǎn)品安全預(yù)警系統(tǒng)，實時監(jiān)測影響水產(chǎn)品質(zhì)量的水質(zhì)參數(shù)，當養(yǎng)殖過程中人工喂食飼料和藥品使用超標時，系統(tǒng)會自動預(yù)警，保持水體環(huán)境的無污染；③ 該平臺建立的供應(yīng)鏈系統(tǒng)以及溯源查詢系統(tǒng)，可實現(xiàn)全程無紙化，低碳環(huán)保。 ※ 無論國內(nèi)外 ,項目產(chǎn)品（服務(wù)）正逢絕佳的市場機遇 ,并具有廣闊的市場空間！ ： 項目具有 ① 專業(yè)研發(fā)團隊 ② 先進核心技術(shù) ③ 開發(fā)資金 ④ 已驗證的科學(xué)養(yǎng)殖服務(wù)平臺 ⑤ 合理可行的執(zhí)行計劃。它由知識庫、推理機、解釋接口等組成。構(gòu)件”知識表示和基于三重蘊涵特征展開的 FUZZY 規(guī)則組知識表示。該系統(tǒng)能實時、連續(xù)獲取水產(chǎn)養(yǎng)殖、流通及銷售環(huán)節(jié)中與溯源目標相對應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，實現(xiàn)水產(chǎn)品供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)信息的融合、存儲和共享，提供基于二維碼的水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯。自制主控板平均能耗小于 。其中軟件部分經(jīng)過測試，平均每千行代碼缺陷少于 10個。如果是技術(shù)創(chuàng)新，請說明目前一般采用什么技術(shù)，申報項目對什么技術(shù)進行了創(chuàng)新；如果是結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新，需進行新舊結(jié)構(gòu)或工藝對比，并畫出新舊結(jié)構(gòu)圖和工藝流程圖。相比現(xiàn)有技術(shù)有如下 創(chuàng)新 ： (1) 提出和實現(xiàn)了面向漁業(yè)領(lǐng)域的知識表示策略，具有拓展和兼容性，較成功地解決了漁業(yè)領(lǐng)域知識的有效表達和有機融合； (2) 提出多知識融合、多技術(shù)協(xié)同、主從推理相結(jié)合的多種推理機制 (模糊推理、基于案例推理（簡稱： CBR）和基于規(guī)則推理（簡稱： RBR）相結(jié)合的推理，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和灰色 CBR 相結(jié)合的推理，基于多粒度和模糊 CBR 相結(jié)合的推理 )，解決了魚病診斷過程中的不確定性問題 ，顯著提高了智能系統(tǒng)的問題求解能力； (3) 提出綜合智能引導(dǎo)人工知識獲取環(huán)境，和基于數(shù)據(jù)挖掘的自動半自動知識獲取，以及基于數(shù)據(jù)庫和知識庫的綜合知識發(fā)現(xiàn)機制等，有效解決漁業(yè)信息處理系統(tǒng)獲取知識的瓶頸問題。主控板采用的是基于 Arduino 開源的電子平臺。 傳 感器A / DC P U電 源數(shù) 據(jù) 采 集 單 元數(shù) 據(jù) 處 理 單 元供 電 單 元存 儲 器Z i g b e e數(shù) 據(jù) 傳 輸 單 元接 口 模 塊R S 2 3 2電 源供 電 單 元匯 聚 節(jié) 點天 線天 線Z i g b e e采 集 終 端 節(jié)點數(shù) 據(jù) 傳 輸 單 元數(shù) 據(jù) 處 理 單 元A T m e g a2 5 6 0微 處 理器S D 卡G P S數(shù)據(jù)G P R S 圖 1 數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點和匯聚節(jié)點的結(jié)構(gòu)圖 （ 3）本項目按照 HACCP 原則，圍繞影響水產(chǎn)品質(zhì)量安全的關(guān)鍵點與關(guān)鍵因子，對水產(chǎn)品供應(yīng)鏈的各個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的溯源信息進行建模，利用集合和遞歸的思想提出追溯算法，并從實用性、靈活性、可擴展性和易用性出發(fā)，依托 Web Service 技術(shù)，從 EPCIS 的角度對溯源體系中的數(shù)據(jù)組織形式進行分析，提 出一種分布式的數(shù)據(jù)組織體系，不僅滿足了信息溯源的需要，而且保證了溯源體系的可擴展性、通用性和移植性。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)（ 2020）研制開發(fā)了“網(wǎng)絡(luò)化魚病診斷專家系統(tǒng)”，根據(jù)魚病診斷流程“現(xiàn)場調(diào)查 +目檢 +鏡檢”，使用基于產(chǎn)生式的正向推理方式，實現(xiàn)魚病診斷輔助決策功能，是魚病診斷專家系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的開創(chuàng)性研究，但該系統(tǒng)在判別時沒有充分考慮疾病診斷中的不確定性問題。歐盟最先建立水產(chǎn)品追溯體系，在 2020 年 12 月到 2020 年 11 月期間，歐盟制定了關(guān)于水產(chǎn)品供應(yīng)鏈的可追溯性法律法規(guī)，推行了“ TraceFish”計劃，主要目標是研究調(diào)查水產(chǎn)品的全鏈可追溯性，建立水產(chǎn)品可追溯體系的執(zhí)行標準，即水產(chǎn)品從養(yǎng)殖到物流運輸直至最終消費者整個鏈條上所需要記錄的信息以及信息記錄和傳遞的方法等標準。 Thompson 等通過對水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)并保證了水產(chǎn)品的安全流通。劉杰等針對水產(chǎn)品的質(zhì)量問題，提出了水產(chǎn)品的生產(chǎn)過程質(zhì)量 安全控制點，并探討運用射頻識別技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、傳感器技術(shù)及無線傳感網(wǎng)絡(luò)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來構(gòu)建水產(chǎn)品質(zhì)量安全信息化的過程控制系統(tǒng)，為實現(xiàn)可追溯的水產(chǎn)品質(zhì)量安全控制體系提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)手段。 主要內(nèi)容： （ 1）水產(chǎn)品溯源編碼體系及追溯信息模型研究 研究分析水產(chǎn)品從種苗到消費者的各個環(huán)節(jié)，找出影響水產(chǎn)品質(zhì)量安全的重要信息及關(guān)鍵控制點，建立種苗、養(yǎng)殖、物流、包裝及銷售等各個環(huán)節(jié)的溯源信息模型，進而創(chuàng)建水產(chǎn)品質(zhì)量安全整體追溯模型。 針對水產(chǎn)養(yǎng)殖過程中可能出現(xiàn)的各種問題，分析水產(chǎn)養(yǎng)殖所涉及的知識類型，研究適合于水產(chǎn)養(yǎng)殖的知識表示方法和推理技術(shù)，構(gòu)建基于專家系統(tǒng)技術(shù)的水產(chǎn)品質(zhì)量影響因子超標預(yù)警系統(tǒng)。 為方便最終用戶追溯水產(chǎn)品質(zhì)量安全信息，研究面向水產(chǎn)品的二維碼編碼加密技術(shù)以及研制相應(yīng)的 APP 軟件，實現(xiàn)二維碼的自動生成與識別功能，在手機或多媒體終端上，以文字、圖片、視頻等形式展示水產(chǎn)養(yǎng)殖、物流、銷售等環(huán)節(jié)信息。采集節(jié)點間距離大于 1km，傳輸錯誤率小于 103。 （三）項目技術(shù)路線描述 項目技術(shù)路線描述 （ 1200 字之內(nèi)） ： 包括技術(shù)原理圖、工藝流程圖、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖、框架圖等。其技術(shù)原理見圖 3，其中的數(shù)據(jù)采集部分使用了大量物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。通過結(jié)合佩戴的 RFID 電子標簽，在銷售端生成水產(chǎn)品追溯標簽，實現(xiàn)對所購買水產(chǎn)品的追溯。 （ 2）水產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的信息采集及傳輸?shù)目煽啃院桶踩詥栴} 由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常工作在 惡劣、容易受到人為影響的環(huán)境條件下，從而在采集和傳輸數(shù)據(jù)時往往出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。此外，隨著水產(chǎn)品溯源與預(yù)警平臺推廣應(yīng)用，越來越多的企業(yè)加入溯源體系，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量也會越來越龐大，如何實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的低冗余度高可靠性存儲、在海量數(shù)據(jù)中快速查詢響應(yīng)已經(jīng)成為業(yè)界面臨的一個巨大挑戰(zhàn)。 （四）項目技術(shù)實現(xiàn)依據(jù) 設(shè)計思想依據(jù)（ 200 字之內(nèi)）： 包括文獻，或?qū)＠虬l(fā)明等。 關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)依據(jù)（ 500 字之內(nèi)）： 包括理論依據(jù)、實驗依據(jù)等 （一）已研制了智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖服務(wù)平臺 項目團隊經(jīng)過近 10 年的研究，已運用計算機軟件及網(wǎng)絡(luò)主流技術(shù)，開發(fā)了面向漁業(yè)的智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖服務(wù)平臺。 圖 6 智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖服務(wù)平臺 圖 7 南美白對蝦疾病診斷結(jié)果顯示界面 （二）已完成了基于浮標設(shè)備的水產(chǎn)養(yǎng)殖水質(zhì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn) 前期研究已開發(fā)了安裝在浮標上的智能無線傳感節(jié)點，并利用 ZigBee、 GPRS（或 CDMA）等通信技術(shù)構(gòu)建能實時、連續(xù)獲取水質(zhì)參數(shù)的無線傳感網(wǎng)，將水質(zhì)、氣象等數(shù)據(jù)傳輸傳送到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，在 PC 機或手機終端能查閱監(jiān)測數(shù)據(jù)（見圖 10）。技術(shù)團隊的人員流動可能會影響本項目的技術(shù)保密性。只不過，在具體行業(yè)的應(yīng)用上，技術(shù)普及程度不一。本項目將其應(yīng)用在水產(chǎn)品溯源及水產(chǎn)品養(yǎng)殖環(huán)境檢測及預(yù)警上，在技術(shù)應(yīng)用上屬于創(chuàng)新，涉及到某些具體問題，如“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的節(jié)能、節(jié)點部署與節(jié)點可視化展示問題”、“水產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的信息采集及傳輸?shù)目煽啃院桶踩詥栴}”、“水產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的海量、異構(gòu)數(shù)據(jù)的組織、存儲問題”、“水產(chǎn)品安全預(yù)警知識、模型的多樣性和復(fù)雜性問題”，在技術(shù)上尚未成熟，但本項目經(jīng)過多種方案的論證 ，采用較為可靠的方法實現(xiàn)，能夠規(guī)避技術(shù)不成熟的風(fēng)險，保證項目的成功。多年來，系統(tǒng)經(jīng)用戶試用反饋、開發(fā)人員改進完善，其標準化程度和通用便捷程度得到進一步提升。 □ √ 已檢測 □ 尚未檢測 2020 年 4 月 19 日，中國科學(xué)院上海科技查新咨詢中心給出科技查新報告結(jié)論如下： 由上海海洋大學(xué)委托查新的“智能化水產(chǎn)養(yǎng)殖服務(wù)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究與系統(tǒng)研發(fā)及其應(yīng)用”課題，主要是基于智能系統(tǒng)理論和技術(shù)，開展多種推理機制和知識表示策略研究，集成水產(chǎn)動物養(yǎng)殖過程中的疾病診斷、防治和養(yǎng)殖全程管理等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)、信息和知識，設(shè)計和開發(fā)水產(chǎn)動物專家系統(tǒng)、水產(chǎn)動物專家在線系統(tǒng)、水產(chǎn)品藥典查詢系統(tǒng)、特種養(yǎng)殖查詢系統(tǒng)、水產(chǎn)品市場行情預(yù)測系統(tǒng)、水產(chǎn)健康養(yǎng)殖全程管理系統(tǒng)，以及漁業(yè)統(tǒng)計年報數(shù)字化管理系統(tǒng)等系列，構(gòu)建應(yīng)用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的技術(shù)平 臺，服務(wù)于漁民、基層漁業(yè)科技人員和管理單位。（見附件 6） 第二章 項目產(chǎn)品（服務(wù)）化 一、 項目產(chǎn)品（服務(wù)）特性 產(chǎn)品形態(tài) □ 最終消費產(chǎn)品 □ 工業(yè)產(chǎn)品 □ 工業(yè)中間產(chǎn)品 □ √ 技術(shù)服務(wù) □ 其它 產(chǎn)品（服務(wù)）用途（ 200 字之內(nèi)）： 介紹產(chǎn)品（服務(wù)）的主要功能、應(yīng)用領(lǐng)域。 可以用列表說明。 2020 年以來，此項工作受到國家科技部、上海市農(nóng)委和上海市教委等的高度重視和大力支持，歷時 10 年，圍繞上述理論和技術(shù)，開展了系統(tǒng)深入的研究，取得系列性重要成果。 第四個半年度 （ 2020） 進行平臺和系統(tǒng)升級，為用戶擴充做準備，做好用戶服務(wù)工作。 2018 年度 加強研發(fā)，促進技術(shù)、平臺的融合，進行公司發(fā)展的下一輪戰(zhàn)略規(guī)劃。 據(jù) 2020 年《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》，中國漁業(yè)總產(chǎn)值為 17, 億元，其中漁業(yè)產(chǎn)值為 9, 億元，實現(xiàn)增加值 5, 億元，水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)值為6, 億元，實現(xiàn)增加值為 1, 億元。全國共有漁業(yè)鄉(xiāng) 939個，漁業(yè)村 8,776 個，漁業(yè)戶 5,188,813 戶。水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)品占總共供食用水產(chǎn)品的 47%。在