基于RFID的茶葉產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源體系研究

江進(jìn)

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，句容 212400）

基于RFID的茶葉產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源體系研究

江進(jìn)

（江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，句容 212400）

茶葉制品的質(zhì)量安全關(guān)系到居民的食用安全和身體健康，在茶葉質(zhì)量安全危機(jī)頻繁發(fā)生的背景下，利用信息技術(shù)來(lái)構(gòu)建溯源體系，是保障當(dāng)前茶葉制品質(zhì)量安全的有效手段。通過(guò)對(duì)茶葉供應(yīng)鏈流通環(huán)節(jié)的需求分析，提出基于RFID的茶葉制品溯源體系技術(shù)解決方案。圍繞RFID溯源體系的數(shù)據(jù)采集與交互需求，進(jìn)行溯源系統(tǒng)的軟件層次與架構(gòu)設(shè)計(jì)。所研究的技術(shù)方案和設(shè)計(jì)的軟件架構(gòu)，為茶葉制品流通過(guò)程的防偽識(shí)別與溯源追蹤提供可行的參考。

鎮(zhèn)江市科技局2014年科技支撐計(jì)劃-農(nóng)業(yè)（No.NY2014034）

0 引言

近年來(lái)，隨著居民生活水平的日益改善與提升，茶葉產(chǎn)業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，許多名貴茶葉產(chǎn)品需求呈現(xiàn)出供不應(yīng)求的態(tài)勢(shì)，同時(shí)也帶來(lái)了茶葉產(chǎn)品價(jià)格持續(xù)攀升。受經(jīng)濟(jì)利益所驅(qū)動(dòng)，國(guó)內(nèi)茶葉市場(chǎng)質(zhì)量良莠不齊，不但重金屬超標(biāo)、農(nóng)藥殘留等事件接連發(fā)生，而且充斥著大量的假冒偽劣茶葉產(chǎn)品，在給廣大消費(fèi)者帶來(lái)極大的負(fù)面影響的同時(shí)，也使諸多名貴茶葉品牌的推廣面臨挑戰(zhàn)[1]。

雖然目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上已有通過(guò)技術(shù)手段或軟件系統(tǒng)等途徑來(lái)進(jìn)行茶葉制品的質(zhì)量管理和追溯防偽，但大多僅追溯至茶葉生產(chǎn)廠(chǎng)商，難以有效追溯至茶葉的種植、加工和配送運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，導(dǎo)致茶葉的溯源僅局限于“面”上，而無(wú)法落實(shí)到溯源的“點(diǎn)”上[2]。由于茶葉流通過(guò)程缺乏可靠的信息獲取手段，導(dǎo)致問(wèn)題茶葉來(lái)源難以進(jìn)行追溯，去向難以有效跟蹤。上述問(wèn)題嚴(yán)重阻礙了茶葉產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，茶葉質(zhì)量問(wèn)題已逐步引起社會(huì)的廣泛關(guān)注，其質(zhì)量安全控制問(wèn)題亟待通過(guò)現(xiàn)代化的信息技術(shù)進(jìn)行解決[3]。

為探索該問(wèn)題的解決方法，本文通過(guò)課題所開(kāi)展應(yīng)用的某茶葉產(chǎn)品供應(yīng)鏈流通環(huán)節(jié)為研究對(duì)象，探索RFID射頻標(biāo)簽在茶葉的裝配、運(yùn)輸、銷(xiāo)售、售后等流通環(huán)節(jié)的溯源應(yīng)用。通過(guò)構(gòu)建面向茶葉產(chǎn)品的供產(chǎn)銷(xiāo)全程溯源追蹤平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)茶葉產(chǎn)品的溯源追蹤，以保障茶葉產(chǎn)品的質(zhì)量安全。

1 茶葉制品流通需求分析

溯源體系通常是指通過(guò)現(xiàn)代化的技術(shù)手段，諸如利用防偽條形碼、射頻標(biāo)簽、二維碼等與產(chǎn)品流通過(guò)程相結(jié)合，以此來(lái)達(dá)到溯源功能的目的[4]。

為構(gòu)建面向茶葉質(zhì)量安全的跟蹤和追溯體系，就必須剖析茶葉制品的流通需求。如圖1所示，總體來(lái)講，需要經(jīng)歷茶葉原材料種植、茶葉采摘、鮮葉運(yùn)輸、茶葉收購(gòu)（加工企業(yè)）、鮮葉檢驗(yàn)、鮮葉初加工與精加工、茶葉半成品入庫(kù)、茶葉成品的內(nèi)外包裝、茶葉成品檢驗(yàn)、成品出庫(kù)、茶葉產(chǎn)品分銷(xiāo)與運(yùn)輸，通過(guò)茶葉的零售，最終為消費(fèi)者所購(gòu)買(mǎi)。

然而，一旦茶葉存在質(zhì)量安全問(wèn)題，就必須通過(guò)上述流通環(huán)節(jié)進(jìn)行逆向溯源，尤其是需要對(duì)茶葉種植環(huán)節(jié)、生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)、運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)和銷(xiāo)售環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)追溯，以查證究竟哪個(gè)流通環(huán)節(jié)出現(xiàn)了質(zhì)量問(wèn)題。

圖1 茶葉制品流通過(guò)程需求分析

2 溯源體系總體解決方案

為了更為有效地對(duì)問(wèn)題茶葉進(jìn)行溯源，就必須借助現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段，并構(gòu)建圍繞茶葉制品流通過(guò)程的溯源體系。

茶葉溯源體系解決方案采用RFID電子標(biāo)簽識(shí)別技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)、GPS技術(shù)等，通過(guò)茶葉流通過(guò)程中的前置識(shí)別終端和信息交互節(jié)點(diǎn)，依靠移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、Web互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)與溯源系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)相連接，達(dá)到對(duì)茶葉加工、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、配送、零售等流通環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集，以便未來(lái)進(jìn)行各環(huán)節(jié)的信息溯源[5]。

利用RFID電子標(biāo)簽傳輸快、易于識(shí)別、可靠性高等優(yōu)勢(shì)，基于RFID的茶葉制品質(zhì)量安全系統(tǒng)能方便地對(duì)茶葉種植、鮮葉加工、茶葉包裝、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸配送和零售等環(huán)節(jié)進(jìn)行正向跟蹤和逆向追溯，以形成茶葉質(zhì)量安全管控的閉環(huán)體系。

在上述關(guān)鍵技術(shù)中，支撐溯源的核心技術(shù)無(wú)疑是RFID射頻識(shí)別技術(shù)。換句話(huà)說(shuō)，不僅要有RFID電子標(biāo)簽，還需要采集標(biāo)簽信息的RFID讀寫(xiě)器。而為了實(shí)現(xiàn)溯源目標(biāo)，采集成功的RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)還需要通過(guò)軟件系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯處理和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。由此凝練出基于RFID的茶葉溯源系統(tǒng)技術(shù)體系原理分析圖，如圖2所示。

圖2 基于RFID的茶葉溯源系統(tǒng)技術(shù)體系原理圖

為構(gòu)建一套面向茶葉質(zhì)量安全的閉環(huán)溯源體系，首先必須從源頭對(duì)茶葉種植環(huán)節(jié)進(jìn)行有效監(jiān)控。為此，利用在茶葉田間部署RFID標(biāo)簽，達(dá)到對(duì)每塊茶田進(jìn)行RFID標(biāo)識(shí)的目的，這樣，便可形成茶葉種植過(guò)程中的農(nóng)藥使用情況、采摘時(shí)間等的真實(shí)記錄，并將相應(yīng)記錄信息上傳至溯源系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心；采摘后在進(jìn)行鮮葉加工過(guò)程中，可按RFID標(biāo)簽區(qū)分茶葉的茶田種植來(lái)源，并形成相應(yīng)的鮮葉加工記錄，確保溯源信息的真實(shí)性；茶葉包裝過(guò)程中，需要將茶葉成品包裝張貼RFID，并在系統(tǒng)構(gòu)建所張貼RFID標(biāo)簽與茶田部署RFID標(biāo)簽之間的一對(duì)多關(guān)聯(lián)關(guān)系，以便進(jìn)行后續(xù)的正向追蹤和逆向追溯。

然而對(duì)于茶葉制品的倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸配送和銷(xiāo)售環(huán)節(jié)，則只需要通過(guò)RFID讀寫(xiě)器進(jìn)行RFID電子標(biāo)簽的讀取即可。因RFID電子標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，其在溯源系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中通常以RFID標(biāo)簽對(duì)應(yīng)的ID編號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)，并將其ID編號(hào)與茶葉各流通環(huán)節(jié)所對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綁定，從而實(shí)現(xiàn)了通過(guò)基于RFID電子標(biāo)簽的茶葉制品質(zhì)量安全的追蹤與溯源。由此給出如圖3所示的茶葉溯源體系方案設(shè)計(jì)圖。

3 茶葉溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為保障茶葉制品溯源系統(tǒng)軟件架構(gòu)的低耦合性，本文采用三層軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)模式，并從整體上建立軟件各層的聯(lián)系，以使茶葉制品溯源系統(tǒng)的軟件架構(gòu)形成一個(gè)有機(jī)的整體。同時(shí)，設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮與茶葉的供應(yīng)、倉(cāng)儲(chǔ)、銷(xiāo)售等既有系統(tǒng)之間的信息閉合與數(shù)據(jù)交互問(wèn)題，以保障進(jìn)行茶葉制品溯源、追蹤、防偽過(guò)程的數(shù)據(jù)完整性。

從茶葉溯源軟件的應(yīng)用服務(wù)層次來(lái)設(shè)計(jì)，如圖4所示將茶葉制品溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)為前端用戶(hù)端、業(yè)務(wù)邏輯層和基于RFID的供應(yīng)鏈流通環(huán)節(jié)層。

對(duì)于前端用戶(hù)層，其主要為茶葉溯源系統(tǒng)提供統(tǒng)一認(rèn)證與訪(fǎng)問(wèn)控制入口、溯源采集客戶(hù)端、溯源查詢(xún)客戶(hù)端三類(lèi)交互服務(wù)。業(yè)務(wù)邏輯層則主要涉及茶葉種植、運(yùn)輸、銷(xiāo)售等各個(gè)流通環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)處理交互及信息存儲(chǔ)，針對(duì)上述供應(yīng)鏈中的每個(gè)流通環(huán)節(jié)，用戶(hù)都將所涉及的茶葉安全風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)信息通過(guò)RFID技術(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)和采集。對(duì)于供應(yīng)鏈流通環(huán)節(jié)層，則著重針對(duì)RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)，并通過(guò)基于RFID的API數(shù)據(jù)接口與茶葉溯源系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。可見(jiàn)，軟件架構(gòu)各層在該設(shè)計(jì)方案中各盡其責(zé)、彼此聯(lián)系，形成了一套彼此關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理與業(yè)務(wù)交互體系。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)基于RFID的茶葉產(chǎn)品溯源問(wèn)題的研究，提出了較為可行的溯源軟件體系解決方案，并在此基礎(chǔ)上給出了溯源系統(tǒng)的軟件層次與架構(gòu)。所做的研究工作，為茶葉產(chǎn)品的供應(yīng)鏈流通環(huán)節(jié)提供了質(zhì)量安全保障，同時(shí)也為其它農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺(tái)的構(gòu)建，提供了較為可行的設(shè)計(jì)思路借鑒。

本文所研究的溯源體系方案，受限于目前RFID標(biāo)簽的成本控制，故主要適用于較為名貴茶葉制品的溯源服務(wù)，這具有一定局限性。未來(lái)隨著RFID標(biāo)簽成本的降低，本文所提出的方案有望廣泛應(yīng)用于普通茶葉的質(zhì)量安全跟蹤與追溯服務(wù)。

圖4 溯源系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖

參考文獻(xiàn)：

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Research on the Traceability System for Quality and Safety of Tea Products Based on RFID

JIANG Jin
（Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry,Jurong 212400）

Tea productquality and safety are related to the residents of the food safety and health,under the background of the tea quality safety cri鄄sis is occurred frequently,to establish traceability system using information technology is an effectivemeans to guarantee the quality and safety of tea products.Based on the analysis of the demand of tea supply chain,puts forward the solution of tea product traceability sys鄄tem based on RFID.According to the requirement of data acquisition and interaction of RFID traceability system,carries out the software level and architecture design of traceability system.The technical scheme and design of the software architecture,which provides a feasi鄄ble reference for the anti-counterfeiting identification and traceability of the circulation process of tea products.

江進(jìn)（1981-），男，江蘇句容人，碩士，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)

2017-02-05

2017-04-20

1007-1423（2017）13-0059-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.13.014

RFID；質(zhì)量安全；標(biāo)簽識(shí)別；溯源體系

RFID;Quality Safety;Label Identification;Traceability System