物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食品安全追溯中的應(yīng)用研究

楊博+劉琰+胡冶

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食品安全追溯中的作用

提升追溯數(shù)據(jù)采集效率。食品安全追溯中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以有效提升數(shù)據(jù)信息采集效率。基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)建立起食品安全門戶網(wǎng)站后，食品生產(chǎn)從原料到各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，乃至于最終的產(chǎn)品銷售，各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息均采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采集并自動(dòng)存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，目前常用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括：一維碼采集技術(shù)、二維碼采集技術(shù)、RFID射頻識(shí)別采集技術(shù)以及各種溫濕度傳感器和環(huán)境信息采集技術(shù)，消費(fèi)者可以查詢到食品的原料投入情況，以及生產(chǎn)過(guò)程中所應(yīng)用的各項(xiàng)技術(shù)。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)構(gòu)建食品安全信息平臺(tái)，將食品加工生產(chǎn)過(guò)程透明化管理，群眾力量也能發(fā)揮在監(jiān)管層面，不但提升了食品安全監(jiān)管效率，安全追溯也擁有更精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息基礎(chǔ)，可避免出現(xiàn)最終信息結(jié)果方面的誤差。

食品安全全環(huán)節(jié)監(jiān)管。造成食品安全隱患的因素眾多，包括原材料選擇、生產(chǎn)工藝，以及運(yùn)輸儲(chǔ)存過(guò)程中的緩解國(guó)內(nèi)因素等，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都很容易造成最終食品安全隱患?；诨ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上建立食品安全追溯系統(tǒng)，各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量情況均詳細(xì)的記錄在其中，食品出現(xiàn)安全問(wèn)題時(shí)可以更準(zhǔn)確分析引發(fā)原因，對(duì)具體責(zé)任方進(jìn)行追究。食品生產(chǎn)加工需要經(jīng)過(guò)不同廠商，包括原料粗加工，各個(gè)環(huán)節(jié)之間更涉及到運(yùn)輸與保存，傳統(tǒng)管理模式下出現(xiàn)安全問(wèn)題很難解決，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息均存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，方便監(jiān)管部門管理，對(duì)于生產(chǎn)環(huán)節(jié)中存在的不規(guī)范現(xiàn)象也能及時(shí)調(diào)整控制，從根源上降低了食品安全隱患問(wèn)題發(fā)生的幾率。

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品安全追溯技術(shù)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類。首先按照網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對(duì)食品安全溯源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，首先是網(wǎng)絡(luò)資源系統(tǒng)，將與食品安全相關(guān)的信息錄入到網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，構(gòu)建出食品安全追溯數(shù)據(jù)庫(kù)，將網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的各項(xiàng)請(qǐng)求與數(shù)據(jù)庫(kù)相互連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息之間更高效傳輸。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析中網(wǎng)絡(luò)資源環(huán)境屬于基礎(chǔ)部分，可以為其他結(jié)構(gòu)層次功能實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)資源，接下來(lái)的公共服務(wù)與應(yīng)用服務(wù)在功能上才能提升。公共服務(wù)系統(tǒng)部分則是面對(duì)使用者構(gòu)建設(shè)計(jì)的，包括各項(xiàng)查詢功能入口，系統(tǒng)構(gòu)建中要體現(xiàn)出服務(wù)功能穩(wěn)定性，操作界面簡(jiǎn)單清晰，能夠幫助使用者準(zhǔn)確的判斷所需要功能，并進(jìn)入到相關(guān)系統(tǒng)中。最后是應(yīng)用服務(wù)功能，屬于綜合處理模塊，可以了解到不同食品的安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

食品安全監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)。通常食品安全追溯系統(tǒng)共有兩級(jí)節(jié)點(diǎn)，分別為安全生產(chǎn)數(shù)據(jù)與產(chǎn)業(yè)鏈安全監(jiān)管數(shù)據(jù)。不同類型數(shù)據(jù)產(chǎn)生后會(huì)存儲(chǔ)到兩個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)中，避免系統(tǒng)運(yùn)行使用中出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)錯(cuò)亂的情況，并為接下來(lái)所開(kāi)展的各項(xiàng)安全控制提供基礎(chǔ)條件。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)需要建立在強(qiáng)大存儲(chǔ)功能基礎(chǔ)上，分析數(shù)據(jù)存儲(chǔ)是否可以滿足使用需求，有針對(duì)性的進(jìn)行數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用。面對(duì)食品安全追溯中的海量信息控制，可以采取數(shù)據(jù)分層處理方法，避免處理使用中出現(xiàn)數(shù)據(jù)之間影響問(wèn)題。除此之外消費(fèi)節(jié)點(diǎn)以及其他層面數(shù)據(jù)采集均要區(qū)分進(jìn)行，將關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)詳細(xì)區(qū)分，為食品安全計(jì)劃進(jìn)行建立適合的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，通過(guò)科學(xué)分區(qū)來(lái)提升整體監(jiān)管系統(tǒng)運(yùn)行控制能力，促進(jìn)食品安全監(jiān)管效率得到全面提升。節(jié)點(diǎn)構(gòu)建是區(qū)分功能以及實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)管理任務(wù)的關(guān)鍵，數(shù)據(jù)庫(kù)是接下來(lái)各項(xiàng)食品安全信息追溯進(jìn)行的依據(jù)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)構(gòu)建中也要重點(diǎn)加強(qiáng)。

食品安全物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)。GS1/EPCGlobal針對(duì)采用一維碼、二維碼和RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品追溯制定了完善的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)架構(gòu)，該物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)架構(gòu)分為標(biāo)識(shí)層（Identify）、捕獲層（Capture）和共享層（Share）。標(biāo)識(shí)層包括目前的各種物品編碼規(guī)范，符合GS1架構(gòu)的物品編碼包括GTIN碼（全球貿(mào)易項(xiàng)目代碼）、GLN碼（全球位置代碼）、SSCC碼（序列船運(yùn)容器編碼）、GRAI碼（全球可回收資產(chǎn)標(biāo)識(shí)符）、GIAI碼（全球個(gè)人資產(chǎn)標(biāo)識(shí)符）和GDTI碼（全球文檔類型標(biāo)識(shí)符）。捕獲層主要包括各種GS1的標(biāo)識(shí)載體規(guī)范，如EAN/UPC條碼規(guī)范，ITF-14外包裝條碼規(guī)范，GS1-128一維碼技術(shù)規(guī)范以及RFID讀寫(xiě)器和標(biāo)簽的相應(yīng)技術(shù)規(guī)范。共享層主要定義了采集到的物品信息如何進(jìn)行交換，物品信息又分為主數(shù)據(jù)（Master Data），貿(mào)易數(shù)據(jù)（Transactional Data）和事件數(shù)據(jù)（Event Data），主數(shù)據(jù)主要通過(guò)GDSN全球數(shù)據(jù)同步網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和同步，貿(mào)易數(shù)據(jù)則通過(guò)GS1 XML和EAN COM進(jìn)行電子商務(wù)數(shù)據(jù)交換，事件數(shù)據(jù)則通過(guò)EPCIS進(jìn)行事件數(shù)據(jù)交換。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在食品安全追溯中的功能實(shí)現(xiàn)

中心數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。構(gòu)建中心數(shù)據(jù)庫(kù)需要對(duì)食品信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)分類，區(qū)分出食品原料類型。例如禽類與乳業(yè)類，并將食品生產(chǎn)廠商信息記錄到系統(tǒng)中。中心數(shù)據(jù)庫(kù)需要對(duì)功能請(qǐng)求進(jìn)行轉(zhuǎn)換，滿足用戶對(duì)食品安全信息的查詢需求，食品生產(chǎn)期間所產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)信息，均錄入到系統(tǒng)中，作為中間樞紐部分來(lái)進(jìn)行控制使用。中心數(shù)據(jù)庫(kù)中還需要建立食品安全指標(biāo)，將所傳輸?shù)氖称钒踩畔⑤斎肫渲?，?duì)比規(guī)定的食品安全標(biāo)準(zhǔn)判斷食品質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)，中心數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要考慮運(yùn)行環(huán)境中存在的隱患，建立安全保護(hù)屏障，數(shù)據(jù)庫(kù)登錄需要安全密匙，對(duì)用戶身份進(jìn)行自動(dòng)審核，避免非法用戶登錄系統(tǒng)中造成數(shù)據(jù)庫(kù)使用安全隱患問(wèn)題。

種植養(yǎng)殖場(chǎng)管理系統(tǒng)。種植養(yǎng)殖場(chǎng)信息管理是針對(duì)食品原料來(lái)進(jìn)行的，種植養(yǎng)殖場(chǎng)中各項(xiàng)信息能夠準(zhǔn)確反映在系統(tǒng)中，在此基礎(chǔ)上所開(kāi)展的食品安全追溯也能從源頭部分開(kāi)展。其中包括養(yǎng)殖場(chǎng)信息檔案建立，將禽類以及果樹(shù)等產(chǎn)品粘貼電子標(biāo)簽，掃描電子標(biāo)簽后其中的各項(xiàng)信息便能夠顯示出來(lái)。養(yǎng)殖業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)后，通過(guò)建立電子檔案來(lái)反映出生長(zhǎng)發(fā)育情況，方便對(duì)具體的銷售時(shí)間進(jìn)行計(jì)算。對(duì)種養(yǎng)殖場(chǎng)食品進(jìn)行生產(chǎn)加工的管理，具體的來(lái)講，畜、禽、漁等肉類的屠宰與生產(chǎn)加工，果蔬谷物大米等食品的挑選加工、奶類生產(chǎn)與奶制品加工、飲料的生產(chǎn)等等。在生產(chǎn)與加工環(huán)節(jié)中，將種植養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中標(biāo)簽所標(biāo)識(shí)的信息傳遞入生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)信息鏈，按管理標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范采集生產(chǎn)加工不同節(jié)點(diǎn)上的信息，通過(guò)電子標(biāo)簽唯一標(biāo)識(shí)，并將該信息傳送到物流環(huán)節(jié)中電子信息還能夠用于了解不同飼養(yǎng)方法，根據(jù)動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育情況來(lái)添加需要的營(yíng)養(yǎng)元素，為動(dòng)物提供需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。種植養(yǎng)殖場(chǎng)管理系統(tǒng)中可以將疫病預(yù)防錄入到其中，養(yǎng)殖場(chǎng)管理人員可以根據(jù)季節(jié)多發(fā)的流行性疾病來(lái)采取防御措施。種植場(chǎng)用過(guò)物聯(lián)網(wǎng)管理平臺(tái)來(lái)了解需要施加的農(nóng)藥，避免由于農(nóng)藥肥料使用不當(dāng)造成最終的種植業(yè)污染問(wèn)題。endprint

安全生產(chǎn)與加工管理系統(tǒng)。生產(chǎn)加工過(guò)程中的食品安全管理，體現(xiàn)在原料篩選以及工藝流程方面，按照物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中所提示的內(nèi)容來(lái)避免出現(xiàn)原料添加沖突問(wèn)題，確保食品加工原料安全。對(duì)于奶制品以及熟食制品，生產(chǎn)加工中對(duì)殺菌工藝有嚴(yán)格要求，將生產(chǎn)中所應(yīng)用的殺菌技術(shù)輸入到管理系統(tǒng)中，并建立電子標(biāo)簽檔案，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的統(tǒng)一管理目標(biāo)，如果出現(xiàn)劣質(zhì)假冒產(chǎn)品通過(guò)電子識(shí)別碼也能區(qū)分出來(lái)，電子標(biāo)簽是獨(dú)立并且不能仿制，具有安全驗(yàn)證功能。將其作為物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)中識(shí)別信息來(lái)使用，從而促進(jìn)最終的電子加工生產(chǎn)任務(wù)安全進(jìn)行。運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)提升食品安全追溯中的嚴(yán)謹(jǐn)性，實(shí)現(xiàn)食品原料質(zhì)量控制。具體食品安全追溯需要綜合各數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)進(jìn)行，建立起綜合控制體系，來(lái)促進(jìn)最終的食品安全追溯任務(wù)高效開(kāi)展。

供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)。供應(yīng)鏈建立在RFID基礎(chǔ)上進(jìn)行，對(duì)生產(chǎn)廠商以及供應(yīng)鏈進(jìn)行安全追溯，供應(yīng)鏈管理中通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)信息來(lái)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行描述，了解出廠過(guò)程中的各項(xiàng)基礎(chǔ)信息。物流供應(yīng)鏈中所了解的基礎(chǔ)信息關(guān)系到產(chǎn)品銷售任務(wù)進(jìn)行，以此可見(jiàn)其重要性。供應(yīng)鏈管理可以建立在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)來(lái)進(jìn)行，對(duì)產(chǎn)品運(yùn)輸情況進(jìn)行了解，查看物流運(yùn)輸信息的更新情況。貨物運(yùn)輸需要登記詳細(xì)的個(gè)人信息，以及貨物的儲(chǔ)存歷史等，將其共享到專項(xiàng)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)中，可更方便進(jìn)行加工方向選擇，將其作為指導(dǎo)來(lái)進(jìn)行原料使用的旋轉(zhuǎn)，從而全面促進(jìn)監(jiān)管控制任務(wù)開(kāi)展。供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)構(gòu)建需要體現(xiàn)出數(shù)據(jù)來(lái)源廣泛性，各個(gè)商戶均能重視產(chǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中的供應(yīng)鏈管理，這樣中心數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息才更加完善，從而達(dá)到最佳管理效果，以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心來(lái)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)信息構(gòu)建使用。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在消費(fèi)環(huán)節(jié)的管理。消費(fèi)環(huán)節(jié)中所應(yīng)用的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠幫助快速識(shí)別商品信息，包括產(chǎn)品名稱、數(shù)量以及銷售金額等方面的信息，消費(fèi)環(huán)節(jié)管理屬于食品安全追溯過(guò)程中的末端部分，與其他方面的數(shù)據(jù)安全管理共同構(gòu)建形成物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管體系。管理主要針對(duì)食品類型來(lái)進(jìn)行，銷售企業(yè)將所采購(gòu)的產(chǎn)品信息錄入到物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，管理人員通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)所存儲(chǔ)信息可以了解到是否存在過(guò)期或者臨期產(chǎn)品，對(duì)其進(jìn)行正確處理。通過(guò)這種管理方法來(lái)避免消費(fèi)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)影響安全性的因素，確保產(chǎn)品在銷售環(huán)節(jié)中能夠在規(guī)定時(shí)間內(nèi)得到合理處理。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食品安全追溯中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

隨著電子信息技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)上所建立的食品安全追溯系統(tǒng)功能也更加強(qiáng)大，能夠滿足各類實(shí)用需求，利用手機(jī)便可以完成對(duì)電子標(biāo)簽的掃描。由此可見(jiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在食品安全追溯中前景十分可觀，隨著市場(chǎng)需求的不斷變化，在功能上也隨著做出優(yōu)化調(diào)整，可以針對(duì)不同的食品類產(chǎn)品類型來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建，為用戶提供更加精準(zhǔn)詳細(xì)的食品安全類相關(guān)信息。技術(shù)應(yīng)用以及發(fā)展在市場(chǎng)中具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，會(huì)逐漸發(fā)展成為食品安全監(jiān)管中的主要運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)食品安全管理計(jì)劃全面落實(shí)，促進(jìn)食品加工生產(chǎn)市場(chǎng)不斷發(fā)展進(jìn)步。

綜上所述，食品安全追溯將利用為物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息融合、查詢、監(jiān)控，為每一個(gè)生產(chǎn)階段以及分銷到最終消費(fèi)領(lǐng)域的過(guò)程中提供針對(duì)每件貨品安全性、食品成分來(lái)源及庫(kù)存控制的合理決策，實(shí)現(xiàn)食品安全預(yù)警機(jī)制。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)貫穿于食品安全始終，包括生產(chǎn)、加工、流通、消費(fèi)各環(huán)節(jié)，全過(guò)程嚴(yán)格控制，建立了一個(gè)完整的產(chǎn)業(yè)鏈的食品安全控制體系，形成各類食品企業(yè)生產(chǎn)銷售的閉環(huán)生產(chǎn)， 以保證向社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)的放心食品，并可確保供應(yīng)鏈的高質(zhì)量數(shù)據(jù)交流，讓食品行業(yè)徹底實(shí)施食品的源頭追蹤以及在食品供應(yīng)鏈中提供完全透明度的能力。endprint