基于监管的分布式水产品追溯系统设计与实现

在比较国内外农产品追溯系统建设模式的基础上,系统地提出了一种基于行政监管的适合中国国情的水产品追溯系统架构方式,设计了一种基于行政区域代码的水产品追溯编码方式,突破了基于AES(advanced encryption standard)的水产品追溯监管码十进制分组压缩加密算法,建立了基于USB Key的水产品监管码密钥动态分配技术,生成了融合一维码、二维码的水产品混合条码标签。经在多省测试应用,水产品追溯监管系统安装部署简便,可护展性强,追溯码输入方便、安全性高。     

基于迁移学习和金字塔卷积网络的河蟹个体图像识别方法研究

针对目前河蟹追溯成本高、消费者无法细粒度地追溯单体河蟹信息等问题,提出一种基于迁移学习和金字塔卷积的河蟹背甲图像个体识别算法。该算法使用金字塔卷积层替换普通残差卷积块构建网络模型,可以从蟹背图像中提取多尺度、深层次的特征信息。结果显示:采用金字塔卷积结构的Resnet34和Resnet50的准确率分别为98.38%、98.51%,与使用普通卷积层的模型相比,准确率提升5.49%、1.3%,而当模型深度达到101层时,模型性能不再明显提升。与使用金字塔卷积结构的全新学习模型相比,迁移学习方法的训练收敛迭代轮次从20轮降低至5轮,此时模型准确率为98.88%,较全新学习的准确率提升0.37%,同时弥补了样本量较少的问题。该研究为河蟹个体识别追溯提供了理论依据和技术支持。     

农业元宇宙：关键技术、应用情景、挑战与展望

元宇宙这一新兴概念受到了产、学、研各界的广泛关注。农业与元宇宙的结合将极大地推动农业信息化和智能化发展,为农业智能化转型升级提供新动能。为深入分析元宇宙在农业领域的应用研究可行性,本文首先分析了农业元宇宙的概念,以及区块链、非同质化代币、5G/6G、人工智能、物联网、三维重建、云计算、边缘计算和扩展现实等元宇宙农业应用的关键技术。接着讨论了元宇宙在虚拟农场、农业教学系统和农产品追溯系统三个农业应用领域的主要情景,最后总结了农业元宇宙面临的系统建立、通信基础、硬件设备和运营等方面的主要挑战,并展望了未来的发展方向。本文可为元宇宙在农业的应用研究提供指导。     

基于机器视觉的作物多姿态害虫特征提取与分类方法

由于野外诱捕害虫的姿态存在多样性和不确定性,使得利用机器视觉进行害虫的自动识别与计数仍然是一个难题。该文提出一种基于颜色和纹理等与形态无关的特征相结合和利用多类支持向量机分类器的多姿态害虫分类方法。通过对目标害虫图像进行不同颜色空间特征、基于统计方法的纹理特征和基于小波的纹理特征的提取,构建了6组不同组合的特征向量。将10阶交叉验证的识别率作为适应度函数值,利用遗传算法对各组特征向量进行降维筛选。最后利用基于有向无环图多类支持向量机分类器对多姿态害虫进行识别和特征组选择。结果表明,遗传算法最多可以使特征向量维数降到原来的38.89%,基于HSV三通道颜色图像的小波纹理特征组在建模时间和平均准确率方面都表现最优,可以作为一种有效的多姿态害虫分类特征选择。     

基于支持向量机的鱼群摄食行为识别技术

应用计算机视觉技术对镜鲤鱼群的摄食行为进行识别,减少养殖过程中人力的损耗,提出了一种基于图像纹理的鱼群摄食的自动检测识别方法。首先利用相机采集鱼群正常状态和摄食时的图片,之后对图片进行预处理,利用灰度差分统计法、灰度共生矩阵和高斯马尔科夫随机场模型提取鱼群的13个纹理特征,最后利用支持向量机(support vector machine,简称SVM)算法对鱼群图像进行分类识别。结果表明,支持向量机对测试集的识别率达到96.5%,运行时间为39.04 s,且使用主成分分析(principal component analysis,简称PCA)算法后,支持向量机对测试集的识别率达到93.5%,运行时间为0.63 s,可以达到对鱼群摄食自动识别的要求。     

蔬菜安全生产管理及质量追溯系统设计与实现

可追溯体系作为控制农产品质量安全的有效方法日益受到世界各国重视.以蔬菜初级产品为研究对象,从信息技术的角度构建了一个以实现质量追溯为目的的蔬菜安全生产管理及质量追溯系统,设计了系统主要功能实现的流程,探讨了关键技术,综合采用数据库技术、网络技术、产品编码技术和生产预警技术,以.net为平台,开发了安全生产管理及质量追溯系统;系统实现了生产企业端的产前管理、产中管理、产后管理、.生产预警、统计分析、条码打印、短信发送和消费者端的质量追溯、质量反馈、健康指导等功能.该系统在北京市多家企业应用,运行结果表明:使用该系统提高了企业生产管理水平,增强了消费者的农产品安全意识.从信息技术的角度,提出了一套从蔬菜初级产品生产直接到消费的管理和追溯模式,为实现全程追溯打下了基础.     

基于Web服务的水产品批发市场质量追溯系统设计

针对水产品易腐的特点和目前水产品批发市场存在的物流和信息流问题,面向具有一定规模的水产品批发市场,综合采用条码技术、无线射频识别技术、数据库技术等开发了基于Web服务的水产品批发市场质量追溯系统.该系统可以对产品从流入市场到流出市场进行全程管理,实现水产品的进货索证,质检,电子化交易管理.通过一维条码与二维条码的混合追溯标签,用户可方便的追溯到购买水产品的流通信息.     

杂粮供应链区块链多链追溯监管模型设计

针对杂粮产品供应链链条长、主体多、区块链追溯过程数据无法差异化共享、链上数据难以实时监管等难题,通过分析杂粮供应链环节业务流程与监管特性,提出了基于区块链多链架构的杂粮追溯模型,并在此基础上建立多链数据存储架构,设计了基于监管授权组网建链的网络准入机制,并通过智能合约实现数据的链前监管与追溯节点的链上管控。为验证模型有效性,基于Hyperledger Fabric设计并实现区块链追溯系统,对山西忻州杂粮应用案例进行分析。在安全方面,企业组网授权扩散性测试密文平均改变率为82.53%,相关性测试密文平均改变率为82.39%,具备较高的安全性与混淆性。在效率方面,消费者查询公开追溯数据平均时间为0.415 s,监管部门调用跨链接口查询企业敏感追溯数据平均时间为0.871 s。结果表明,该研究设计并实现的面向监管的杂粮多链追溯系统在满足消费者追溯需求的基础上,能够实现追溯数据账本与链间交易记录的实时管控,为农产品区块链追溯监管系统研究提供借鉴与参考。     

农产品溯源系统研究进展

溯源系统是保障食品质量安全的一种有效手段。从农产品的生产过程和消费者的需求角度,本文综述了近年来溯源技术在农产品(蔬果产品、畜产品、禽产品和鱼产品)中的应用研究进展,分析了农产品的个体标志、溯源标志和溯源方法,探讨了溯源粒度,提出了以企业为追溯单元的大粒度溯源系统更加可行。