專利名稱：一種牛原產地溯源方法
技術領域：
本發(fā)明涉及牛溯源技術領域，具體涉及一種牛原產地溯源方法。
背景技術：
現(xiàn)有技術中，耳標作為動物識別技術的一種，加施于牲畜耳部，用于證明牲畜的身份。二維碼耳標采用激光在耳標面刻制編碼信息，電子耳標則應用RFID(Radio FrequencyIdentification)技術，內置芯片和天線，將編碼信息存儲于芯片內。目前，耳標技術的應用還依賴于事先分配的人為編碼，在防偽性、唯一性、安全性和準確性等方面存在缺陷，這些缺陷限制了耳標技術在溯源領域的應用。虹膜識別被認為是最可靠的生物特征識別技術之一，具有普遍性、唯一性、穩(wěn)定性、非入侵性、可接受程度高、可檢測性，以及防偽性好等特點，作為一種可靠的生物特征識別技術，虹膜識別為牛的個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)技術可以實現(xiàn)產地分析。根據(jù)牛尾毛中的穩(wěn)定性同位素的構成，可以分析牛的地域來源，從而實現(xiàn)產地溯源，作為一種可靠的產地分析技術，牛尾毛中穩(wěn)定性同位素識別為牛的產地溯源管理提供了解決思路。然而以上思路，均只有一次識別即得出結果，準確性無法驗證，從而限制了溯源體系的發(fā)展與應用。

發(fā)明內容
發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于提供一種牛原產地溯源方法，通過對納入管理平臺的牛提供標識編碼，生成牛眼虹膜特征編碼，將該特征編碼一方面直接存儲在RFID芯片中，另一方面可轉化為二維碼刻制在耳標中，實現(xiàn)對牛的標識，同時還提供基于牛虹膜和牛尾毛對牛的原產地進行防偽驗證。技術方案:一種牛原產地溯源方法，包括以下步驟:I)采用牛眼虹膜識別生成唯一的牛標識編碼，建立注冊管理系統(tǒng)，步驟如下:(a)獲得待注冊牛的虹膜圖像；( b )對虹膜圖像進行預處理；(c)提取牛眼虹膜的特征，獲得特征編碼作為牛的唯一標識編碼；(d)根據(jù)實際應用，將特征編碼輸入RFID標簽，或將特征編碼轉化為二維碼，刻制在耳標上；(e)輸入其他注冊信息；(f)結束；2)采用牛眼虹膜識別和牛尾毛同位素分析雙重驗證，建立防偽鑒別系統(tǒng)，步驟如下:(g)獲取牛眼虹膜圖像；(h)對牛眼虹膜圖像進行預處理；(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中的圖像進行匹配；(k)根據(jù)匹配圖像得到相應的原產地信息；(I)截取牛尾毛；(m)用元素分析儀將牛尾毛轉化為二氧化碳；(η)用稀釋儀對二氧化碳進行稀釋，得到稀釋液；(ο)用質譜儀對稀釋液進行分析，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比得到原產地信息；(q)掃描RFID標簽或耳標，獲得牛的標識編碼，查詢獲得待鑒別牛的原產地信息；(r)對比步驟(k)、(P)和(q)獲得的原產地信息，得到防偽鑒別結果；(S)結束；3)構建管理平臺，該管理平臺包括注冊管理系統(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)庫系統(tǒng)，其中注冊管理系統(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)庫系統(tǒng)相連；注冊管理系統(tǒng)生成牛的標識編碼，實現(xiàn)牛的注冊；飼養(yǎng)管理系統(tǒng)記錄牛飼養(yǎng)過程中的相關信息；交易管理系統(tǒng)記錄牛交易過程信息；查詢系統(tǒng)為客戶提供信息查詢服務；防偽鑒別系統(tǒng)鑒別牛的所屬牧場和原產地信息的真?zhèn)?。其中，所述步驟2)中牛眼虹膜圖像庫是存儲已知身份的牛的虹膜圖像庫，待原產地溯源牛的虹膜圖像通過與該圖像庫對比來確定身份；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，待原產地溯源牛的牛尾毛穩(wěn)定性同位素通過與該圖譜對比來確定原產地；牛眼虹膜圖像庫和同位素圖譜都存儲于數(shù)據(jù)庫系統(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，所述交易過程信息包括交易時間地點信息和交易方信息。優(yōu)選地，所述查詢系統(tǒng)提供溯源信息查詢，包括牛的來源、健康狀態(tài)和流通過程，同時提供編碼查詢，通過輸入牛眼的虹膜圖像，與牛眼虹膜圖像庫中的圖像對比，輸出匹配圖像的虹膜特征編碼。本發(fā)明通過構建管理平臺，通過注冊管理系統(tǒng)為納入管理平臺的牛提供標識編碼，每頭牛的一幅牛眼虹膜圖像輸入系統(tǒng)，經(jīng)過處理后得到對應的特征編碼，牛眼虹膜的特征編碼一方面可以直接存儲于RFID芯片中，另一方面可以轉化為二維碼刻制在耳標中，實現(xiàn)對牛的標識，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)對虹膜圖像進行預處理；(3)提取牛眼虹膜的特征；(4)生成虹膜特征編碼。通過飼養(yǎng)管理系統(tǒng)管理飼養(yǎng)過程中飼養(yǎng)者信息、檢疫信息、飼料信息、健康信息等，通過交易管理系統(tǒng)管理交易時間地點信息、交易方信息等。通過查詢系統(tǒng)一方面為用戶提供溯源信息查詢功能，如牛的來源、健康狀態(tài)、流通過程等信息，另一方面為用戶提供標識編碼查詢功能，即通過輸入牛眼的虹膜圖像，與牛眼虹膜圖像庫中的圖像對比，輸出匹配圖像的虹膜特征編碼。通過防偽鑒別系統(tǒng)基于牛虹膜和牛尾毛對牛的原產地進行防偽驗證，為交易管理系統(tǒng)和查詢系統(tǒng)提供服務。有益效果:本發(fā)明的牛原產地溯源方法通過構建管理平臺，通過結合耳標識別、牛眼虹膜識別和牛尾毛同位素分析識別，得到三次原產地溯源分析結果，達到防偽驗證原產地溯源結果的目的，克服了傳統(tǒng)方法中單次識別造成的準確率不高，溯源結果無法驗證的難題，同時本發(fā)明的方法簡單、操作簡便，易于在生產中推廣應用。


圖1是本發(fā)明的管理平臺的結構示意圖；圖2是本發(fā)明的注冊管理的工作流程圖；圖3是本發(fā)明的防偽鑒別的工作流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和最佳實施例對本發(fā)明進行詳細說明。如圖1所示，牛溯源管理平臺由注冊管理系統(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)庫系統(tǒng)5構成，其中注冊管理系統(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)庫系統(tǒng)5相連。如圖2所示，為注冊管理系統(tǒng)的工作流程。步驟201是初始動作。步驟202獲取待注冊牛的牛眼虹膜。步驟203對獲得的牛眼虹膜圖像進行預處理，通過虹膜定位得到牛眼虹膜的內外邊緣，再通過歸一化處理得到矩形的牛眼虹膜圖像。步驟204針對歸一化的牛眼虹膜圖像進行特征提取，獲得圖像的特征編碼，該特征編碼作為牛的標識編碼。根據(jù)實際情況，步驟205直接將特征編碼寫入RFID標簽，步驟206將特征編碼轉化為二維碼，刻制在耳標上。步驟207輸入牛的其他相關信息。如圖3所示，為防偽鑒別系統(tǒng)的工作流程。步驟301是初始動作。步驟302獲取待鑒別原產地牛的牛眼虹膜圖像。步驟303對獲得的牛眼虹膜圖像進行預處理，通過虹膜定位得到牛眼虹膜的內外邊緣，再通過歸一化處理得到矩形的牛眼虹膜圖像。步驟304針對歸一化的牛眼虹膜圖像進行特征提取，得到圖像的特征表達。步驟305將牛眼虹膜圖像的特征表達與虹膜圖像庫中的牛眼虹膜特征表達進行比對，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，得到相應的牧場信息。步驟307截取牛尾毛。步驟308用元素分析儀將牛尾毛轉化為二氧化碳。步驟309用稀釋儀將得到的二氧化碳進行稀釋。步驟310用質譜儀對得到的稀釋液進行分析，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行對比。步驟312得到牛尾毛相應的原產地信息。步驟313掃描RFID標簽或耳標，獲得牛的唯一標識編碼，查詢待鑒別牛的牧場信息和原產地信息。步驟314將步驟306和312獲得的信息與313獲得的信息對比，得到防偽鑒別結果。值得指出的是，圖3中的步驟305將待鑒別原產地牛的牛眼虹膜圖像特征表達與虹膜圖像庫中圖像特征表達進行對比，根據(jù)特征表達的相似度，將相似度最高的圖像作為匹配虹膜圖像，進而得到待鑒別原產地牛的牧場信息。這里的比對依賴于虹膜圖像庫的建立，即每頭牛至少有一幅牛眼虹膜圖像存儲于虹膜圖像庫中。本發(fā)明一方面提供了一種可復原的牛標識方法，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識當耳標或RFID標簽損壞時，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識信息，確保牛標識信息的一致性和唯一性。另一方面，提供了一種結合牛虹膜識別技術和牛尾毛同位素檢測技術進行牛防偽鑒別方法，即通過牛虹膜識別技術判斷牛的來源牧場，利用牛尾毛同位素檢測技術判斷牛的來源地區(qū)，實現(xiàn)雙重防偽鑒別。因而本發(fā)明提供的牛溯源管理平臺具有更好的準確性和防偽能力。
權利要求
1.一種牛原產地溯源方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)采用牛眼虹膜識別生成唯一的牛標識編碼，建立注冊管理系統(tǒng)，步驟如下: Ca)獲得待注冊牛的虹膜圖像； (b)對虹膜圖像進行預處理； (c)提取牛眼虹膜的特征，獲得特征編碼作為牛的唯一標識編碼； Cd)根據(jù)實際應用，將特征編碼輸入RFID標簽，或將特征編碼轉化為二維碼，刻制在耳標上； (e)輸入其他注冊信息； (f)結束； 2)采用牛眼虹膜識別和牛尾毛同位素分析雙重驗證，建立防偽鑒別系統(tǒng)，步驟如下: (g)獲取牛眼虹膜圖像； (h)對牛眼虹膜圖像進行預處理； (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中的圖像進行匹配； (k)根據(jù)匹配圖像得到相應的原產地信息； (I)截取牛尾毛； Cm)用元素分析儀將牛尾毛轉化為二氧化碳； (η)用稀釋儀對二氧化碳進行稀釋，得到稀釋液； (ο)用質譜儀對稀釋液進行分析，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比得到原產地信息； (q)掃描RFID標簽或耳標，獲得牛的標識編碼，查詢獲得待鑒別牛的原產地信息； Cr)對比步驟(k)、(P)和(q)獲得的原產地信息，得到防偽鑒別結果； (S)結束; 3)構建管理平臺，該管理平臺包括注冊管理系統(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)庫系統(tǒng)，其中注冊管理系統(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)庫系統(tǒng)相連； 其中，所述步驟2)中牛眼虹膜圖像庫是存儲已知身份的牛的虹膜圖像庫，待原產地溯源牛的虹膜圖像通過與該圖像庫對比來確定身份；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，待原產地溯源牛的牛尾毛穩(wěn)定性同位素通過與該圖譜對比來確定原產地；牛眼虹膜圖像庫和同位素圖譜都存儲于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種牛原產地溯源方法，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，所述交易過程信息包括交易時間地點信息和交易方信息。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種牛原產地溯源方法，其特征在于:所述查詢系統(tǒng)提供溯源信息查詢，包括牛的來源、健康狀態(tài)和流通過程，同時提供編碼查詢，通過輸入牛眼的虹膜圖像，與牛眼虹膜圖像庫中的圖像對比，輸出匹配圖像的虹膜特征編碼。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種牛原產地溯源方法，屬于牛溯源技術領域，該方法包括(1)采用牛眼虹膜識別生成唯一的牛標識編碼，建立注冊管理系統(tǒng)；(2)采用牛眼虹膜識別和牛尾毛同位素分析雙重驗證，建立防偽鑒別系統(tǒng)；(3)構建管理平臺，該管理平臺包括注冊管理系統(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)庫系統(tǒng)，其中注冊管理系統(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)庫系統(tǒng)相連。本發(fā)明通過構建管理平臺，通過結合耳標/RFID標簽識別、牛眼虹膜識別和牛尾毛同位素分析識別，達到防偽驗證原產地溯源結果的目的，克服了傳統(tǒng)方法中單次識別造成的準確率不高，溯源結果無法驗證的難題。
文檔編號G01N27/62GK103164773SQ20131006059
公開日2013年6月19日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權日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 申請人:東南大學