基于物聯(lián)網(wǎng)RFID的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的研究

楊烈君，錢慶平，楊慧玲

(寧德師范學(xué)院，福建寧德 352100)

基于物聯(lián)網(wǎng)RFID的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的研究

楊烈君，錢慶平，楊慧玲

(寧德師范學(xué)院，福建寧德 352100)

近年來，食品安全事件屢次發(fā)生，體現(xiàn)出食品安全形勢的嚴(yán)峻性和緊迫性。本文主要介紹基于物聯(lián)網(wǎng)RFID的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)技術(shù)，從各方面探討農(nóng)產(chǎn)品食品安全的問題，力圖建立高效的農(nóng)產(chǎn)品溯源體系，盡量減少農(nóng)產(chǎn)品安全問題的發(fā)生，并能夠在事故發(fā)生時及時追溯責(zé)任。

食品安全；緊迫；溯源；農(nóng)產(chǎn)品

隨著生活水平日益提高，人們越來越注重飲食和健康之間的關(guān)系，追求綠色健康的飲食和消費(fèi)，追求更高的生活層次。近年來我國的食品安全形勢不容樂觀，多次出現(xiàn)食品安全事故，影響著我國食品銷售及外貿(mào)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，阻礙了國民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。食品安全問題在其他國家也時有發(fā)生，使得該問題成為亟待解決的全球性問題。我國當(dāng)前食品安全危機(jī)主要的產(chǎn)生原因有：經(jīng)營者和生產(chǎn)者個人素質(zhì)不高，法律和衛(wèi)生的意識比較淡??；傳統(tǒng)食品品質(zhì)檢驗(yàn)并不十分科學(xué)有效，常存在紕漏；農(nóng)藥的濫用導(dǎo)致有害物質(zhì)超標(biāo)，嚴(yán)重影響著人們的身體健康。

中國人自古就推崇以食為天，農(nóng)業(yè)問題關(guān)乎國家的發(fā)展以及穩(wěn)定。農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題一直是百姓和政府部門密切關(guān)注的焦點(diǎn)問題，它關(guān)系著人民群眾的生命安全和身體健康。本文提出利用RFID技術(shù)來建立食品安全體系就是希望能夠立足根源解決食品安全問題。

1 我國當(dāng)前的農(nóng)產(chǎn)品安全管理情況

農(nóng)產(chǎn)品從成功種植到被擺上餐桌有一條復(fù)雜的生產(chǎn)制作鏈，在這一復(fù)雜過程中，任何一步出現(xiàn)問題，都可能危害到食品安全，影響人們的身體健康。在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，我國各個農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模小，不容易集約規(guī)?；?，在對農(nóng)產(chǎn)品的不規(guī)范生產(chǎn)管理過程中，生產(chǎn)者若投入不健康藥劑，將造成農(nóng)產(chǎn)品的污染，直接危害社會大眾。在加工環(huán)節(jié)，生產(chǎn)加工過程十分復(fù)雜，如果沒有仔細(xì)監(jiān)督，就有可能出現(xiàn)問題，從而造成食品安全隱患。在流通環(huán)節(jié)，農(nóng)產(chǎn)品在市場流通過程中經(jīng)過運(yùn)輸和儲存等多重步驟后到消費(fèi)者的手中，途中可能被多種物質(zhì)污染。目前我國食品安全監(jiān)測系統(tǒng)還不夠完備，對部分關(guān)鍵技術(shù)未完全掌握，還需要進(jìn)一步完善。

2 溯源系統(tǒng)及物聯(lián)網(wǎng)

農(nóng)產(chǎn)品方面的溯源系統(tǒng)主要是指針對農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工以及后期流通和銷售過程的監(jiān)測系統(tǒng)，是農(nóng)產(chǎn)品安全管理方面的重要部分。其溯源的主要過程是在對種植區(qū)進(jìn)行規(guī)劃后分區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測，做好詳細(xì)的電子記錄來記載監(jiān)測情況。分情況管理和規(guī)劃，是對整個農(nóng)產(chǎn)品詳細(xì)過程的整體監(jiān)測和調(diào)配，所溯源的對象是整個農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)到消費(fèi)的流程。溯源系統(tǒng)是用來保障整個農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)銷售過程中產(chǎn)品質(zhì)量安全的系統(tǒng)，一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，可及時被察覺并采取有效措施解決問題，從而提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，保障人們的身體健康。

2000年歐盟發(fā)表了關(guān)于食品安全方面的白皮書，大力推動并采取一系列法律法規(guī)保障農(nóng)產(chǎn)品安全，讓生產(chǎn)及經(jīng)營者意識到自身的責(zé)任，這是最早的農(nóng)產(chǎn)品溯源應(yīng)用。后來，日本、加拿大、英國等也逐步開始加大食品安全監(jiān)測，采取了各自的溯源系統(tǒng)。我國的溯源系統(tǒng)立足于食品生產(chǎn)的源頭，查詢范圍涉及每一道工序和流通過程，盡量杜絕可能出現(xiàn)的食品安全問題。但是當(dāng)前許多零售經(jīng)營者并不具備食品安全意識，大多數(shù)也只是關(guān)注到表面真?zhèn)?，沒有從生產(chǎn)鏈等具體的細(xì)小環(huán)節(jié)出發(fā)尋找具體問題點(diǎn)。同時，溯源系統(tǒng)相關(guān)電子設(shè)備價格過高，也使得其無法廣泛應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)指的是通過信息傳感設(shè)備如定位系統(tǒng)、紅外線、激光掃描等技術(shù)與計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來的智能化監(jiān)測和管理。科研人員在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)各環(huán)節(jié)的監(jiān)測中通過物聯(lián)網(wǎng)來監(jiān)測溫度與濕度、風(fēng)力和降雨量等自然環(huán)境，及時進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，通過自動化智能終端，智能遙控農(nóng)作物生長，解決運(yùn)輸流通過程中出現(xiàn)的問題。

3 無線射頻技術(shù)

無線射頻技術(shù)(RFID)，是一種非直接觸摸式數(shù)據(jù)采集自動識別的電子標(biāo)簽，它可以對監(jiān)測對象遠(yuǎn)距離識別，即使是高速移動中的物體它也能精確識別。另外，它還能夠同時識別多個標(biāo)簽對象，并保證其工作的準(zhǔn)確性。RFID技術(shù)其實(shí)是一個簡單的識別系統(tǒng)，但構(gòu)成它的每部分都能夠有出色的作用和表現(xiàn)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將RFID技術(shù)廣泛應(yīng)用于零售、制造、科技和醫(yī)療等各大行業(yè)，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，促進(jìn)各行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)今我國乃至全球的互聯(lián)網(wǎng)普及越來越廣，無線射頻技術(shù)的應(yīng)用能夠大大提高工作效率，RFID技術(shù)日后在社會生活中的應(yīng)用將會更為廣泛。在食品生產(chǎn)中應(yīng)用RFID技術(shù)，對于整個生產(chǎn)鏈的監(jiān)測是一種有力的手段，能夠有效地保障食品安全。對消費(fèi)者來說，大家能夠更放心地食用農(nóng)產(chǎn)品。對行業(yè)來說，食品安全問題將逐步得到解決。

4 農(nóng)產(chǎn)品溯源架構(gòu)與設(shè)計

農(nóng)產(chǎn)品的溯源系統(tǒng)十分復(fù)雜，涉及種植到生產(chǎn)銷售的方方面面。圖1為一張完整的農(nóng)產(chǎn)品溯源的系統(tǒng)構(gòu)成圖。

圖1 農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)構(gòu)成圖

4.1 信息鏈

農(nóng)產(chǎn)品的溯源系統(tǒng)要有一條專門的農(nóng)產(chǎn)品追溯信息鏈。信息鏈的主要功能是傳遞數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)信息，分為四個階段來完成。第一階段是生產(chǎn)階段，信息鏈在這個階段的主要作用是記錄農(nóng)田的具體信息及農(nóng)田周圍環(huán)境的相關(guān)情況，通過物聯(lián)網(wǎng)來采集各種信息，測控點(diǎn)通過太陽能電池板獲得能源，可以對農(nóng)田的各部分情況作出詳細(xì)記錄，并最終將所有信息發(fā)送到終端進(jìn)行分析，該階段為農(nóng)產(chǎn)品的監(jiān)測提供了最初始的信息。第二個階段是加工階段，這個階段的工作重點(diǎn)是農(nóng)產(chǎn)品的包裝及保鮮，相關(guān)工作人員要在產(chǎn)品被包裝前將可供于溯源的詳細(xì)標(biāo)簽制作完備，及時有序地包裝好。該過程較容易出現(xiàn)人為的紕漏。第三個階段是運(yùn)輸階段，工作人員要加強(qiáng)對于農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸過程中的監(jiān)測，防止意外的發(fā)生。如若發(fā)生意外，要及時解決。通過GPS導(dǎo)航和自動監(jiān)測引導(dǎo)，加大管理力度，保證農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)輸安全。最后一個階段是銷售階段，在這個階段一般經(jīng)營者投入的監(jiān)測力度較少。為了保證消費(fèi)者的食品安全，在最后的銷售階段也應(yīng)做好實(shí)時監(jiān)控，詳細(xì)的溯源標(biāo)簽有利于人們更好地選擇與購買。如采用超市查詢終端掃描收集詳細(xì)信息，讓購買者和消費(fèi)者直觀了解產(chǎn)品情況。

4.2 供應(yīng)鏈

農(nóng)產(chǎn)品溯源過程中，要注重整個供應(yīng)鏈，把控農(nóng)場、種植地等生產(chǎn)基地與物流中心、批發(fā)市場的包裝加工環(huán)節(jié)以及最后的各大賣場的銷售環(huán)節(jié)，畢竟每個環(huán)節(jié)的負(fù)責(zé)主體有所區(qū)別。整個過程中，每一步都可能出現(xiàn)紕漏，它們的地域和管理方式導(dǎo)致采集信息的過程中存在差異，因此供應(yīng)鏈的詳細(xì)信息應(yīng)該被實(shí)時監(jiān)控，若出現(xiàn)問題，可及時在相應(yīng)環(huán)節(jié)將問題產(chǎn)品召回，做好實(shí)時防范工作，最大程度地降低安全問題成本。

4.3 RFID信息采集方法

在農(nóng)產(chǎn)品的溯源過程中，結(jié)合RFID技術(shù)采集詳細(xì)信息，其具體方法較為復(fù)雜，要把握住生產(chǎn)加工等幾個關(guān)鍵點(diǎn)。在農(nóng)產(chǎn)品的初步生產(chǎn)時，針對不同的農(nóng)作物，標(biāo)上相應(yīng)的電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽上要詳細(xì)記載該農(nóng)作物的品種、名稱、日期、產(chǎn)地、價格等重要信息，并將這些信息詳細(xì)收錄、及時傳遞，以便讀取和編碼。

4.4 產(chǎn)品出入庫管理及二次加工信息采集

RFID技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)產(chǎn)品的整個過程中，它具備讀取方便迅速、信息容量大、體積小、變化多等一系列特點(diǎn)，優(yōu)勢突出。在產(chǎn)品出入庫的過程中，可同時掃描多個產(chǎn)品，方便快捷。掃描電子標(biāo)簽后將數(shù)據(jù)傳遞給WEB數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫將信息保存并記錄具體的存放地點(diǎn)和時間、出庫地點(diǎn)和時間，以C/S的結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行信息的采集和記錄。二次加工時，這些詳細(xì)保存在案的信息可以直接被讀取。在二次出庫過程中雖然會被給予新的數(shù)據(jù)，但是也不會失去上一級的具體信息。

4.5 零售系統(tǒng)的開發(fā)管理

農(nóng)產(chǎn)品的整個物流過程中都是用箱子包裝，以便運(yùn)輸和管理。售前需要對箱子進(jìn)行拆分，此時需要注意保護(hù)產(chǎn)品上面的RFID標(biāo)簽。因?yàn)橛须娮訕?biāo)簽，搬運(yùn)下車后可以隨意擺放，零售上架前可根據(jù)該電子標(biāo)簽詳細(xì)掌握具體信息，便于產(chǎn)品的上架排放。同樣，購買者也可以掃描該標(biāo)簽以了解詳細(xì)信息。出于對成本的考慮，目前很多中小型企業(yè)在這方面是以二維碼的形式進(jìn)行掃描，方便消費(fèi)者快速地了解商品詳情，具備信息容量大、體積小、成本低的顯著優(yōu)勢。如今智能手機(jī)被廣泛應(yīng)用，各種實(shí)時監(jiān)測平臺也逐漸涌現(xiàn)，人們可以通過系統(tǒng)對電子標(biāo)簽進(jìn)行掃描，信息通過GPRS傳輸，通過監(jiān)測平臺下載數(shù)據(jù)、了解信息。

4.6 行政監(jiān)管系統(tǒng)及舉措

針對食品安全溯源中發(fā)生的問題要及時作出改正和調(diào)整，此時需要行政手段對其作出監(jiān)管。在生活中，有專門部門對賣場進(jìn)行檢查，及時處理貨架上的過期或不合格產(chǎn)品，特別是對假冒偽劣產(chǎn)品作出處理。農(nóng)產(chǎn)品時刻關(guān)系著人民大眾的安全，相關(guān)部門要出臺相應(yīng)措施，減少不合格商品在市場上的流通，保證農(nóng)產(chǎn)品食品的安全。另外，在檢查不合格食品的過程中，行政部門的相關(guān)人員可從電子標(biāo)簽上的詳細(xì)信息快速地追溯到問題所在，及時制止更多的不合規(guī)范、危害人們身體健康的農(nóng)產(chǎn)品流向市場，將可能造成的不良后果降到最低。

此外，系統(tǒng)有利于企業(yè)對產(chǎn)品的銷售狀況作出分析，更直觀地了解商品銷售狀況，如哪個品種商品最暢銷，哪個產(chǎn)地的農(nóng)產(chǎn)品銷量好等。相關(guān)的監(jiān)管部門能從系統(tǒng)中了解所需的信息，做出工作上的調(diào)配，以此維護(hù)市場秩序，有針對性地提高消費(fèi)者的滿意度。

5 農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的應(yīng)用與應(yīng)急處理

在農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)中，通過電子標(biāo)簽詳細(xì)記錄產(chǎn)品信息并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫，便于后續(xù)的管理和記錄。產(chǎn)品的加工包裝和運(yùn)輸過程中，利用RFID技術(shù)對各個環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄并分析，實(shí)時監(jiān)控和追蹤產(chǎn)品情況，經(jīng)營者也可以在互聯(lián)網(wǎng)上查詢相關(guān)信息。若出現(xiàn)問題，由系統(tǒng)生成問題發(fā)生原因和確切時間，便于明確責(zé)任。在產(chǎn)品銷售方面，通過物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品的信息作出統(tǒng)計。供應(yīng)鏈能夠提供詳細(xì)的物流信息和生產(chǎn)運(yùn)輸情況，有利于監(jiān)管部門了解問題環(huán)節(jié)，有針對性地作出改正，及時下架不合格農(nóng)產(chǎn)品，從而保障農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)及食用安全。

盡管各部分的監(jiān)管均十分嚴(yán)格，但仍存在著一些不可避免的小紕漏，這些問題可能會直接引起農(nóng)產(chǎn)品的食用安全問題。當(dāng)發(fā)生農(nóng)產(chǎn)品危機(jī)時，物流商應(yīng)快速了解生產(chǎn)流通中出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)，經(jīng)銷商應(yīng)通過溯源系統(tǒng)及時、快捷地找到問題產(chǎn)品的最終消費(fèi)者。把控住源頭，才能為后續(xù)的一系列工作打好基礎(chǔ)，形成高效運(yùn)作的完整鏈條。從目前的全球溯源系統(tǒng)發(fā)展來看，很多國家采用RFID技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行電子標(biāo)簽，全程監(jiān)測產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通、銷售情況，保證市場農(nóng)產(chǎn)品等食品的安全，保障人們的身體健康。農(nóng)產(chǎn)品的溯源系統(tǒng)以RFID技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以數(shù)據(jù)庫實(shí)時記錄和保存整個產(chǎn)業(yè)鏈全程，提供及時有效的管理信息，讓流向市場的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量得到保障。

總之，食品安全問題關(guān)系到國家的長治久安，關(guān)系到社會大眾的身體健康，關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的有序發(fā)展。RFID技術(shù)有效地解決了食品的生產(chǎn)、銷售等方面的監(jiān)管問題，在實(shí)際應(yīng)用中有利于消費(fèi)者詳細(xì)地了解自身所購買的產(chǎn)品，保障了知情權(quán)。通過實(shí)時準(zhǔn)確追蹤農(nóng)產(chǎn)品信息，使得農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量更有保障，維護(hù)了消費(fèi)者的利益，也有利于農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)銷售及產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

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2014-03-14

福建省教育廳項(xiàng)目(JB11201)；寧德師范學(xué)院科研項(xiàng)目(2012H310)。

楊烈君(1980- )，男，福建寧德人，寧德師范學(xué)院講師，碩士，從事計算機(jī)應(yīng)用研究。

S126

A

2095-7602(2014)04-0061-04