專利名稱：一種牛原產(chǎn)地溯源方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及牛溯源技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種牛原產(chǎn)地溯源方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，耳標(biāo)作為動(dòng)物識(shí)別技術(shù)的一種，加施于牲畜耳部，用于證明牲畜的身份。二維碼耳標(biāo)采用激光在耳標(biāo)面刻制編碼信息，電子耳標(biāo)則應(yīng)用RFID(Radio FrequencyIdentification)技術(shù)，內(nèi)置芯片和天線，將編碼信息存儲(chǔ)于芯片內(nèi)。目前，耳標(biāo)技術(shù)的應(yīng)用還依賴于事先分配的人為編碼，在防偽性、唯一性、安全性和準(zhǔn)確性等方面存在缺陷，這些缺陷限制了耳標(biāo)技術(shù)在溯源領(lǐng)域的應(yīng)用。虹膜識(shí)別被認(rèn)為是最可靠的生物特征識(shí)別技術(shù)之一，具有普遍性、唯一性、穩(wěn)定性、非入侵性、可接受程度高、可檢測(cè)性，以及防偽性好等特點(diǎn)，作為一種可靠的生物特征識(shí)別技術(shù)，虹膜識(shí)別為牛的個(gè)體鑒別和溯源管理提供了一種新的解決思路。穩(wěn)定同位素(如碳、氮、氫)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)地分析。根據(jù)牛尾毛中的穩(wěn)定性同位素的構(gòu)成，可以分析牛的地域來(lái)源，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)地溯源，作為一種可靠的產(chǎn)地分析技術(shù)，牛尾毛中穩(wěn)定性同位素識(shí)別為牛的產(chǎn)地溯源管理提供了解決思路。然而以上思路，均只有一次識(shí)別即得出結(jié)果，準(zhǔn)確性無(wú)法驗(yàn)證，從而限制了溯源體系的發(fā)展與應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于提供一種牛原產(chǎn)地溯源方法，通過(guò)對(duì)納入管理平臺(tái)的牛提供標(biāo)識(shí)編碼，生成牛眼虹膜特征編碼，將該特征編碼一方面直接存儲(chǔ)在RFID芯片中，另一方面可轉(zhuǎn)化為二維碼刻制在耳標(biāo)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)牛的標(biāo)識(shí)，同時(shí)還提供基于牛虹膜和牛尾毛對(duì)牛的原產(chǎn)地進(jìn)行防偽驗(yàn)證。技術(shù)方案:一種牛原產(chǎn)地溯源方法，包括以下步驟:I)采用牛眼虹膜識(shí)別生成唯一的牛標(biāo)識(shí)編碼，建立注冊(cè)管理系統(tǒng)，步驟如下:(a)獲得待注冊(cè)牛的虹膜圖像；( b )對(duì)虹膜圖像進(jìn)行預(yù)處理；(c)提取牛眼虹膜的特征，獲得特征編碼作為牛的唯一標(biāo)識(shí)編碼；(d)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，將特征編碼輸入RFID標(biāo)簽，或?qū)⑻卣骶幋a轉(zhuǎn)化為二維碼，刻制在耳標(biāo)上；(e)輸入其他注冊(cè)信息；(f)結(jié)束；2)采用牛眼虹膜識(shí)別和牛尾毛同位素分析雙重驗(yàn)證，建立防偽鑒別系統(tǒng)，步驟如下:(g)獲取牛眼虹膜圖像；(h)對(duì)牛眼虹膜圖像進(jìn)行預(yù)處理；(i)提取牛眼虹膜的特征；
(j)根據(jù)牛眼虹膜特征與牛眼虹膜圖像庫(kù)中的圖像進(jìn)行匹配；(k)根據(jù)匹配圖像得到相應(yīng)的原產(chǎn)地信息；(I)截取牛尾毛；(m)用元素分析儀將牛尾毛轉(zhuǎn)化為二氧化碳；(η)用稀釋儀對(duì)二氧化碳進(jìn)行稀釋，得到稀釋液；(ο)用質(zhì)譜儀對(duì)稀釋液進(jìn)行分析，獲得穩(wěn)定性同位素比率；(P)將上述同位素比率與同位素圖譜對(duì)比得到原產(chǎn)地信息；(q)掃描RFID標(biāo)簽或耳標(biāo)，獲得牛的標(biāo)識(shí)編碼，查詢獲得待鑒別牛的原產(chǎn)地信息；(r)對(duì)比步驟(k)、(P)和(q)獲得的原產(chǎn)地信息，得到防偽鑒別結(jié)果；(S)結(jié)束；3)構(gòu)建管理平臺(tái)，該管理平臺(tái)包括注冊(cè)管理系統(tǒng)、飼養(yǎng)管理系統(tǒng)、交易管理系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)、防偽鑒別系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，其中注冊(cè)管理系統(tǒng)、飼養(yǎng)管理系統(tǒng)、交易管理系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)和防偽鑒別系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相連；注冊(cè)管理系統(tǒng)生成牛的標(biāo)識(shí)編碼，實(shí)現(xiàn)牛的注冊(cè)；飼養(yǎng)管理系統(tǒng)記錄牛飼養(yǎng)過(guò)程中的相關(guān)信息；交易管理系統(tǒng)記錄牛交易過(guò)程信息；查詢系統(tǒng)為客戶提供信息查詢服務(wù)；防偽鑒別系統(tǒng)鑒別牛的所屬牧場(chǎng)和原產(chǎn)地信息的真?zhèn)?。其中，所述步驟2)中牛眼虹膜圖像庫(kù)是存儲(chǔ)已知身份的牛的虹膜圖像庫(kù)，待原產(chǎn)地溯源牛的虹膜圖像通過(guò)與該圖像庫(kù)對(duì)比來(lái)確定身份；同位素圖譜是根據(jù)不同地區(qū)牛尾毛穩(wěn)定性同位素含量繪制的區(qū)域分布圖，待原產(chǎn)地溯源牛的牛尾毛穩(wěn)定性同位素通過(guò)與該圖譜對(duì)比來(lái)確定原產(chǎn)地；牛眼虹膜圖像庫(kù)和同位素圖譜都存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中。優(yōu)選地，所述飼養(yǎng)管理系統(tǒng)包括飼養(yǎng)者信息、檢疫信息、飼料信息和健康信息，所述交易過(guò)程信息包括交易時(shí)間地點(diǎn)信息和交易方信息。優(yōu)選地，所述查詢系統(tǒng)提供溯源信息查詢，包括牛的來(lái)源、健康狀態(tài)和流通過(guò)程，同時(shí)提供編碼查詢，通過(guò)輸入牛眼的虹膜圖像，與牛眼虹膜圖像庫(kù)中的圖像對(duì)比，輸出匹配圖像的虹膜特征編碼。本發(fā)明通過(guò)構(gòu)建管理平臺(tái)，通過(guò)注冊(cè)管理系統(tǒng)為納入管理平臺(tái)的牛提供標(biāo)識(shí)編碼，每頭牛的一幅牛眼虹膜圖像輸入系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)處理后得到對(duì)應(yīng)的特征編碼，牛眼虹膜的特征編碼一方面可以直接存儲(chǔ)于RFID芯片中，另一方面可以轉(zhuǎn)化為二維碼刻制在耳標(biāo)中，實(shí)現(xiàn)對(duì)牛的標(biāo)識(shí)，牛眼虹膜的特征編碼生成主要包括以下步驟:(1)獲取牛眼虹膜圖像；(2)對(duì)虹膜圖像進(jìn)行預(yù)處理；(3)提取牛眼虹膜的特征；(4)生成虹膜特征編碼。通過(guò)飼養(yǎng)管理系統(tǒng)管理飼養(yǎng)過(guò)程中飼養(yǎng)者信息、檢疫信息、飼料信息、健康信息等，通過(guò)交易管理系統(tǒng)管理交易時(shí)間地點(diǎn)信息、交易方信息等。通過(guò)查詢系統(tǒng)一方面為用戶提供溯源信息查詢功能，如牛的來(lái)源、健康狀態(tài)、流通過(guò)程等信息，另一方面為用戶提供標(biāo)識(shí)編碼查詢功能，即通過(guò)輸入牛眼的虹膜圖像，與牛眼虹膜圖像庫(kù)中的圖像對(duì)比，輸出匹配圖像的虹膜特征編碼。通過(guò)防偽鑒別系統(tǒng)基于牛虹膜和牛尾毛對(duì)牛的原產(chǎn)地進(jìn)行防偽驗(yàn)證，為交易管理系統(tǒng)和查詢系統(tǒng)提供服務(wù)。有益效果:本發(fā)明的牛原產(chǎn)地溯源方法通過(guò)構(gòu)建管理平臺(tái)，通過(guò)結(jié)合耳標(biāo)識(shí)別、牛眼虹膜識(shí)別和牛尾毛同位素分析識(shí)別，得到三次原產(chǎn)地溯源分析結(jié)果，達(dá)到防偽驗(yàn)證原產(chǎn)地溯源結(jié)果的目的，克服了傳統(tǒng)方法中單次識(shí)別造成的準(zhǔn)確率不高，溯源結(jié)果無(wú)法驗(yàn)證的難題，同時(shí)本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便，易于在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。


圖1是本發(fā)明的管理平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的注冊(cè)管理的工作流程圖；圖3是本發(fā)明的防偽鑒別的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，牛溯源管理平臺(tái)由注冊(cè)管理系統(tǒng)1、飼養(yǎng)管理系統(tǒng)2、交易管理系統(tǒng)3、查詢系統(tǒng)6、防偽鑒別系統(tǒng)4和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)5構(gòu)成，其中注冊(cè)管理系統(tǒng)1、飼養(yǎng)管理系統(tǒng)2、交易管理系統(tǒng)3、查詢系統(tǒng)6和防偽鑒別系統(tǒng)4分別與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)5相連。如圖2所示，為注冊(cè)管理系統(tǒng)的工作流程。步驟201是初始動(dòng)作。步驟202獲取待注冊(cè)牛的牛眼虹膜。步驟203對(duì)獲得的牛眼虹膜圖像進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)虹膜定位得到牛眼虹膜的內(nèi)外邊緣，再通過(guò)歸一化處理得到矩形的牛眼虹膜圖像。步驟204針對(duì)歸一化的牛眼虹膜圖像進(jìn)行特征提取，獲得圖像的特征編碼，該特征編碼作為牛的標(biāo)識(shí)編碼。根據(jù)實(shí)際情況，步驟205直接將特征編碼寫(xiě)入RFID標(biāo)簽，步驟206將特征編碼轉(zhuǎn)化為二維碼，刻制在耳標(biāo)上。步驟207輸入牛的其他相關(guān)信息。如圖3所示，為防偽鑒別系統(tǒng)的工作流程。步驟301是初始動(dòng)作。步驟302獲取待鑒別原產(chǎn)地牛的牛眼虹膜圖像。步驟303對(duì)獲得的牛眼虹膜圖像進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)虹膜定位得到牛眼虹膜的內(nèi)外邊緣，再通過(guò)歸一化處理得到矩形的牛眼虹膜圖像。步驟304針對(duì)歸一化的牛眼虹膜圖像進(jìn)行特征提取，得到圖像的特征表達(dá)。步驟305將牛眼虹膜圖像的特征表達(dá)與虹膜圖像庫(kù)中的牛眼虹膜特征表達(dá)進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)牛眼虹膜特征的相似度，將相似度最高的牛眼虹膜圖像作為匹配牛眼虹膜圖像。步驟306根據(jù)匹配牛眼虹膜圖像，得到相應(yīng)的牧場(chǎng)信息。步驟307截取牛尾毛。步驟308用元素分析儀將牛尾毛轉(zhuǎn)化為二氧化碳。步驟309用稀釋儀將得到的二氧化碳進(jìn)行稀釋。步驟310用質(zhì)譜儀對(duì)得到的稀釋液進(jìn)行分析，得到牛尾毛的同位素比率。步驟311將牛尾毛的同位素比率與同位素圖譜進(jìn)行對(duì)比。步驟312得到牛尾毛相應(yīng)的原產(chǎn)地信息。步驟313掃描RFID標(biāo)簽或耳標(biāo)，獲得牛的唯一標(biāo)識(shí)編碼，查詢待鑒別牛的牧場(chǎng)信息和原產(chǎn)地信息。步驟314將步驟306和312獲得的信息與313獲得的信息對(duì)比，得到防偽鑒別結(jié)果。值得指出的是，圖3中的步驟305將待鑒別原產(chǎn)地牛的牛眼虹膜圖像特征表達(dá)與虹膜圖像庫(kù)中圖像特征表達(dá)進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)特征表達(dá)的相似度，將相似度最高的圖像作為匹配虹膜圖像，進(jìn)而得到待鑒別原產(chǎn)地牛的牧場(chǎng)信息。這里的比對(duì)依賴于虹膜圖像庫(kù)的建立，即每頭牛至少有一幅牛眼虹膜圖像存儲(chǔ)于虹膜圖像庫(kù)中。本發(fā)明一方面提供了一種可復(fù)原的牛標(biāo)識(shí)方法，即不依賴于人工編碼，使用牛眼虹膜特征編碼作為牛的唯一標(biāo)識(shí)當(dāng)耳標(biāo)或RFID標(biāo)簽損壞時(shí)，可以在查詢系統(tǒng)中輸入牛眼虹膜圖像，得到該頭牛的原始標(biāo)識(shí)信息，確保牛標(biāo)識(shí)信息的一致性和唯一性。另一方面，提供了一種結(jié)合牛虹膜識(shí)別技術(shù)和牛尾毛同位素檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行牛防偽鑒別方法，即通過(guò)牛虹膜識(shí)別技術(shù)判斷牛的來(lái)源牧場(chǎng)，利用牛尾毛同位素檢測(cè)技術(shù)判斷牛的來(lái)源地區(qū)，實(shí)現(xiàn)雙重防偽鑒別。因而本發(fā)明提供的牛溯源管理平臺(tái)具有更好的準(zhǔn)確性和防偽能力。
權(quán)利要求
1.一種牛原產(chǎn)地溯源方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)采用牛眼虹膜識(shí)別生成唯一的牛標(biāo)識(shí)編碼，建立注冊(cè)管理系統(tǒng)，步驟如下: Ca)獲得待注冊(cè)牛的虹膜圖像； (b)對(duì)虹膜圖像進(jìn)行預(yù)處理； (c)提取牛眼虹膜的特征，獲得特征編碼作為牛的唯一標(biāo)識(shí)編碼； Cd)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，將特征編碼輸入RFID標(biāo)簽，或?qū)⑻卣骶幋a轉(zhuǎn)化為二維碼，刻制在耳標(biāo)上； (e)輸入其他注冊(cè)信息； (f)結(jié)束； 2)采用牛眼虹膜識(shí)別和牛尾毛同位素分析雙重驗(yàn)證，建立防偽鑒別系統(tǒng)，步驟如下: (g)獲取牛眼虹膜圖像； (h)對(duì)牛眼虹膜圖像進(jìn)行預(yù)處理； (i)提取牛眼虹膜的特征； (j)根據(jù)牛眼虹膜特征與牛眼虹膜圖像庫(kù)中的圖像進(jìn)行匹配； (k)根據(jù)匹配圖像得到相應(yīng)的原產(chǎn)地信息； (I)截取牛尾毛； Cm)用元素分析儀將牛尾毛轉(zhuǎn)化為二氧化碳； (η)用稀釋儀對(duì)二氧化碳進(jìn)行稀釋，得到稀釋液； (ο)用質(zhì)譜儀對(duì)稀釋液進(jìn)行分析，獲得穩(wěn)定性同位素比率； (P)將上述同位素比率與同位素圖譜對(duì)比得到原產(chǎn)地信息； (q)掃描RFID標(biāo)簽或耳標(biāo)，獲得牛的標(biāo)識(shí)編碼，查詢獲得待鑒別牛的原產(chǎn)地信息； Cr)對(duì)比步驟(k)、(P)和(q)獲得的原產(chǎn)地信息，得到防偽鑒別結(jié)果； (S)結(jié)束; 3)構(gòu)建管理平臺(tái)，該管理平臺(tái)包括注冊(cè)管理系統(tǒng)、飼養(yǎng)管理系統(tǒng)、交易管理系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)、防偽鑒別系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，其中注冊(cè)管理系統(tǒng)、飼養(yǎng)管理系統(tǒng)、交易管理系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)和防偽鑒別系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相連； 其中，所述步驟2)中牛眼虹膜圖像庫(kù)是存儲(chǔ)已知身份的牛的虹膜圖像庫(kù)，待原產(chǎn)地溯源牛的虹膜圖像通過(guò)與該圖像庫(kù)對(duì)比來(lái)確定身份；同位素圖譜是根據(jù)不同地區(qū)牛尾毛穩(wěn)定性同位素含量繪制的區(qū)域分布圖，待原產(chǎn)地溯源牛的牛尾毛穩(wěn)定性同位素通過(guò)與該圖譜對(duì)比來(lái)確定原產(chǎn)地；牛眼虹膜圖像庫(kù)和同位素圖譜都存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種牛原產(chǎn)地溯源方法，其特征在于:所述飼養(yǎng)管理系統(tǒng)包括飼養(yǎng)者信息、檢疫信息、飼料信息和健康信息，所述交易過(guò)程信息包括交易時(shí)間地點(diǎn)信息和交易方信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種牛原產(chǎn)地溯源方法，其特征在于:所述查詢系統(tǒng)提供溯源信息查詢，包括牛的來(lái)源、健康狀態(tài)和流通過(guò)程，同時(shí)提供編碼查詢，通過(guò)輸入牛眼的虹膜圖像，與牛眼虹膜圖像庫(kù)中的圖像對(duì)比，輸出匹配圖像的虹膜特征編碼。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種牛原產(chǎn)地溯源方法，屬于牛溯源技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括(1)采用牛眼虹膜識(shí)別生成唯一的牛標(biāo)識(shí)編碼，建立注冊(cè)管理系統(tǒng)；(2)采用牛眼虹膜識(shí)別和牛尾毛同位素分析雙重驗(yàn)證，建立防偽鑒別系統(tǒng)；(3)構(gòu)建管理平臺(tái)，該管理平臺(tái)包括注冊(cè)管理系統(tǒng)、飼養(yǎng)管理系統(tǒng)、交易管理系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)、防偽鑒別系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，其中注冊(cè)管理系統(tǒng)、飼養(yǎng)管理系統(tǒng)、交易管理系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)和防偽鑒別系統(tǒng)分別與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相連。本發(fā)明通過(guò)構(gòu)建管理平臺(tái)，通過(guò)結(jié)合耳標(biāo)/RFID標(biāo)簽識(shí)別、牛眼虹膜識(shí)別和牛尾毛同位素分析識(shí)別，達(dá)到防偽驗(yàn)證原產(chǎn)地溯源結(jié)果的目的，克服了傳統(tǒng)方法中單次識(shí)別造成的準(zhǔn)確率不高，溯源結(jié)果無(wú)法驗(yàn)證的難題。
文檔編號(hào)G01N27/62GK103164773SQ20131006059
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月26日
發(fā)明者趙林度, 孫勝楠, 楊世才, 趙永, 王新平, 江億平 申請(qǐng)人:東南大學(xué)