基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯探析

蔣凱亞，章燕川，廖小麗

（1.麗水市農(nóng)業(yè)局，浙江麗水 323000；2.縉云縣農(nóng)業(yè)局，浙江縉云 321400）

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯探析

蔣凱亞1，章燕川2，廖小麗1

（1.麗水市農(nóng)業(yè)局，浙江麗水 323000；2.縉云縣農(nóng)業(yè)局，浙江縉云 321400）

從物聯(lián)網(wǎng)及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯性概念出發(fā)，分析物聯(lián)網(wǎng)在可追溯體系中的應(yīng)用原理及實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品跟蹤、追溯的方法，闡述在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上建立的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系通過射頻識(shí)別（RFID）、全球定位系統(tǒng)（GPS）等信息傳感器，鏈接物質(zhì)世界與信息世界，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物品的智能化識(shí)別、定位、跟蹤和監(jiān)管，并為生產(chǎn)管理者和監(jiān)管部門提供決策支持。

農(nóng)產(chǎn)品；質(zhì)量安全；物聯(lián)網(wǎng)；可追溯

通過新一代物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等信息技術(shù)構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯體系，將產(chǎn)地地理環(huán)境、農(nóng)業(yè)投入品、生產(chǎn)加工、流通領(lǐng)域等各個(gè)零散環(huán)節(jié)借助數(shù)字信息串聯(lián)起來，環(huán)環(huán)相扣實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量信息可查詢、可追溯、可監(jiān)督，實(shí)時(shí)掌握農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全狀況，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)辦公信息化，從根本上保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，是當(dāng)前亟待解決的問題之一。隨著信息技術(shù)日新月異，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與信息化相融合的重要切入點(diǎn)。農(nóng)業(yè)部在《農(nóng)業(yè)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用總體設(shè)想》中明確指出“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要支撐，強(qiáng)調(diào)用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、裝備農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要途徑”。

1 農(nóng)產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)概述

1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，它的開展具有規(guī)模性、廣泛性、管理性、技術(shù)性、物的屬性等特征［1－2］。物聯(lián)網(wǎng)又稱傳感網(wǎng)，是指通過射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)、全球定位系統(tǒng)（GPS）、激光掃描器等各種信息傳感設(shè)備把物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，通過信息交換和通信，實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤和監(jiān)管的網(wǎng)絡(luò)［3］，具有全面感知、可靠傳遞以及智能處理的特點(diǎn)［4］。通俗來說，物聯(lián)網(wǎng)就是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，延伸和擴(kuò)展到物品和物品之間進(jìn)行信息交換和通信的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)［5］。1.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

1995年，比爾·蓋茨在《未來之路》中首次闡述物聯(lián)網(wǎng)的理念。1999年，美國(guó)Auto-ID提出“將所有物品用RFID等信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)相連接，實(shí)現(xiàn)智能化管理識(shí)別”；首次明確描述“物聯(lián)網(wǎng)”的概念。2005年，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》中指出物聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)代即將來臨。2008年，IBM提出“互聯(lián)網(wǎng)＋物聯(lián)網(wǎng)＝智慧地球”。2009年，溫家寶總理明確要求盡快建立“感知中國(guó)”中心。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展代表了整個(gè)社會(huì)信息化的發(fā)展方向。

1.3 農(nóng)產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)

為保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，更加高效地管理和追蹤農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的全過程，將農(nóng)產(chǎn)品從田間到餐桌整個(gè)過程中分散存在的各個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)如生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售等，借助于RFID、無線傳感及GPS等信息傳感設(shè)備進(jìn)行全面、詳細(xì)數(shù)字信息采集和輸送，實(shí)現(xiàn)物品上的信息與信息數(shù)據(jù)中心實(shí)時(shí)通信、處理，在物質(zhì)世界與信息世界之間構(gòu)架起橋梁，使得兩者高效快速地交互轉(zhuǎn)換、處理和反饋，從而構(gòu)成了農(nóng)產(chǎn)品的物聯(lián)網(wǎng)［6］。

2 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系概述

2.1 可追溯性及農(nóng)產(chǎn)品可追溯體系

可追溯性是記錄存儲(chǔ)產(chǎn)品從原料到成品全過程中所有環(huán)節(jié)的數(shù)字信息，一旦出現(xiàn)質(zhì)量安全問題，可通過唯一的身份識(shí)別查詢到出問題的環(huán)節(jié)，進(jìn)行快速有效的流向追蹤，并采取相應(yīng)的應(yīng)急措施消除危害［7］?？勺匪菪詾橄M(fèi)者提供了更多更全面的產(chǎn)品信息，更加透明化，是保障消費(fèi)者知情權(quán)的一種體現(xiàn)。

在當(dāng)前的形勢(shì)下，為促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全水平的全面提升，應(yīng)結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)銷特點(diǎn)，充分利用現(xiàn)代科技信息手段，建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯體系［8］。該體系是在農(nóng)產(chǎn)品源頭生產(chǎn)、流通加工及銷售的全過程中記錄、存儲(chǔ)各種相關(guān)信息，杜絕假冒偽劣產(chǎn)品流入市場(chǎng)，保障消費(fèi)者購買到放心農(nóng)產(chǎn)品。整個(gè)體系涉及到農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)加工企業(yè)、物流運(yùn)輸企業(yè)及銷售企業(yè)等主體，其目的是在出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，有助于質(zhì)量管理控制，必要時(shí)可召回產(chǎn)品，并實(shí)施針對(duì)性懲罰措施；同時(shí)也有助于真正有信譽(yù)的企業(yè)進(jìn)一步通過技術(shù)提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

2.2 國(guó)內(nèi)外物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用于建設(shè)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系的現(xiàn)狀

1997年，為應(yīng)對(duì)瘋牛病，歐盟制定了可追溯制度最初的規(guī)則，最早被應(yīng)用于牛肉制品及活牛的整個(gè)生產(chǎn)過程，之后，逐漸向蔬菜糧食領(lǐng)域滲透，向整個(gè)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)擴(kuò)展。例如，英國(guó)的家畜跟蹤系統(tǒng)、荷蘭的禽蛋綜合質(zhì)量系統(tǒng)（KIB）、盛酒桶的追蹤系統(tǒng)等。日本農(nóng)協(xié)推行食品生產(chǎn)履歷追溯系統(tǒng)，為農(nóng)產(chǎn)品建立“身份認(rèn)證制度”，規(guī)定各地農(nóng)戶廣泛采用電子標(biāo)簽，詳細(xì)記載各類農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)信息，并整理成數(shù)據(jù)庫。美國(guó)正式生效《魚貝類產(chǎn)品的原產(chǎn)國(guó)標(biāo)簽暫行法規(guī)》，要求任何包裝上（包括進(jìn)口產(chǎn)品、混合產(chǎn)品）的商標(biāo)都應(yīng)當(dāng)包含原產(chǎn)地及產(chǎn)品生產(chǎn)方式的信息。韓國(guó)在全國(guó)范圍內(nèi)執(zhí)行全方位的農(nóng)產(chǎn)品追溯程序等。

在我國(guó)，2004年農(nóng)業(yè)部在農(nóng)墾系統(tǒng)首先啟動(dòng)建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯制度，目前已有23個(gè)墾區(qū)的100多家企業(yè)納入試點(diǎn)范圍，追溯種類已擴(kuò)展到大米、面粉、蔬菜等7大類，RFID技術(shù)也被初步應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品安全跟蹤管理，如千島湖淳牌有機(jī)魚身份證［9］；新疆吐魯番樓蘭神牌精品哈密瓜單品追溯，顧客可查詢到哈密瓜的產(chǎn)地、農(nóng)戶信息、產(chǎn)品質(zhì)量等［10］。

3 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯體系中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯體系可以分為跟蹤和追溯2部分，由生產(chǎn)管理子系統(tǒng)、追溯查詢子系統(tǒng)及質(zhì)量監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫3個(gè)子系統(tǒng)組成（圖1）。

3.1 生產(chǎn)管理子系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)前及生產(chǎn)過程中的跟蹤和管理由生產(chǎn)管理子系統(tǒng)完成，包括：產(chǎn)地環(huán)境信息管理，記錄水源、空氣、土壤等環(huán)境檢測(cè)數(shù)據(jù)，利用傳感器采集溫度、光照、土壤酸堿度及水分等農(nóng)田環(huán)境信息，并通過GIS空間數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)農(nóng)田地名、坐標(biāo)、經(jīng)緯度、地形、道路等數(shù)據(jù)信息；生產(chǎn)者信息管理，記錄生產(chǎn)者姓名、籍貫、居住地、職業(yè)等身份信息；農(nóng)產(chǎn)品基本信息管理，記錄農(nóng)產(chǎn)品種類、產(chǎn)地、品牌商標(biāo)、認(rèn)證情況等基本信息；生產(chǎn)過程信息管理，采集生產(chǎn)過程中涉及到的農(nóng)事操作時(shí)間、方式方法、生產(chǎn)資料及農(nóng)業(yè)投入品的使用、采收時(shí)間、銷售渠道等基本信息，以及對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行跟蹤和監(jiān)控；生產(chǎn)資料信息管理，記錄種子、化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料的品牌、生產(chǎn)廠家、進(jìn)貨渠道、使用方法及頻率、使用目的等基本信息；檢測(cè)結(jié)果信息管理，采集產(chǎn)地環(huán)境及產(chǎn)品采收前、采收后的農(nóng)藥殘留、重金屬殘留等檢測(cè)結(jié)果以及產(chǎn)品批發(fā)運(yùn)輸途中儲(chǔ)藏環(huán)節(jié)的抽檢數(shù)據(jù)，匯總、分析上傳到中心數(shù)據(jù)庫?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)形成的生產(chǎn)管理子系統(tǒng)從根本上改變了對(duì)產(chǎn)品的管理水平，使之更加具有智能化、擬人化。

圖1 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯體系各子系統(tǒng)組成情況

3.2 追溯查詢子系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

每批次農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生唯一的ID代碼，將產(chǎn)地、批號(hào)及序列號(hào)等信息以電子代碼（EPC）的形式寫入RFID電子標(biāo)簽中，并貼在對(duì)應(yīng)的農(nóng)產(chǎn)品上，同時(shí)，生產(chǎn)管理子系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息也上傳到農(nóng)產(chǎn)品中心數(shù)據(jù)庫，并保持通信、實(shí)時(shí)更新，消費(fèi)者便可以通過EPC碼來查詢?cè)撧r(nóng)產(chǎn)品詳細(xì)信息。消費(fèi)者根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的RFID信息，通過手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)或超市終端查詢機(jī)等途徑連接到中心數(shù)據(jù)庫，獲取需要的信息，直觀便利地進(jìn)行產(chǎn)品追溯體驗(yàn)。物聯(lián)網(wǎng)按照事先的協(xié)議，不同的用戶具有不同的使用權(quán)限，查詢系統(tǒng)根據(jù)RFID信息和不用的用戶分類別顯示產(chǎn)品名稱、品牌及認(rèn)證情況、生產(chǎn)日期、產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)過程監(jiān)控信息、農(nóng)藥殘留檢測(cè)情況等各種信息。對(duì)于監(jiān)管部門，追溯查詢子系統(tǒng)除基本信息之外還提供包括物聯(lián)網(wǎng)中設(shè)計(jì)的智能傳感信息、流通過程中實(shí)時(shí)GPS信息以及同批次產(chǎn)品的具體流向信息等，并能交互查詢各個(gè)節(jié)點(diǎn)中的農(nóng)產(chǎn)品信息以達(dá)到逐級(jí)追溯的目的。

3.3 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫中物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)庫覆蓋各級(jí)檢測(cè)機(jī)構(gòu)及風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的監(jiān)督檢測(cè)結(jié)果，具備及時(shí)采集、加密上傳、智能分析、質(zhì)量安全狀況分類查詢、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、風(fēng)險(xiǎn)分析和預(yù)警等功能，并為農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)和管理提供決策依據(jù)。

4 基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯的意義

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有種類繁多、偏僻分散、通信條件落后、生產(chǎn)技術(shù)不發(fā)達(dá)、生產(chǎn)者文化素質(zhì)參差不齊等特點(diǎn)?，F(xiàn)代科技信息技術(shù)、信息傳感器、無線網(wǎng)絡(luò)、云計(jì)算等催生了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，能夠很好地解決獲取農(nóng)業(yè)信息的困難。同時(shí)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)展示了對(duì)每個(gè)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤的新理念，一方面能夠提供全面細(xì)致準(zhǔn)確的電子信息實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理及安全質(zhì)量追蹤溯源；另一方面提供了更為豐富多樣農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全信息查詢途徑。

以物聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用為核心構(gòu)建的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)等生產(chǎn)者與政府監(jiān)管職能部門連接起來，通過對(duì)“田間到餐桌”全過程各個(gè)環(huán)節(jié)的信息采集記錄、智能分析，并確保信息可靠及時(shí)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品身份識(shí)別及質(zhì)量安全全程監(jiān)控管理，為生產(chǎn)管理者、政府監(jiān)管部門提供決策支持，有助于全面提升我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管服務(wù)、監(jiān)測(cè)和應(yīng)急處置能力，從根本上改善對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的管理水平，具有廣闊的應(yīng)用前景。

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（責(zé)任編輯：張才德）

F062.9

A

0528-9017（2014）08-1296-03

文獻(xiàn)著錄格式：蔣凱亞，章燕川，廖小麗.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯探析［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（8）：1296－1298.

2014-06-15

蔣凱亞（1981－），女，浙江縉云人，農(nóng)藝師，碩士研究生，從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)測(cè)及農(nóng)業(yè)信息推廣應(yīng)用工作。E-mail：laisamo1981＠163.com。