物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)在蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量過程控制中的應(yīng)用

顧春山　張順

摘 要 隨著社會的發(fā)展和時代的進(jìn)步，人們的生活水平不斷提升，社會對于食品安全越來越重視。其中蔬菜的產(chǎn)品質(zhì)量尤其重要。為了更好地控制蔬菜的產(chǎn)品質(zhì)量，建立完善的食品追蹤體系應(yīng)運而生。完善體系的建立需要數(shù)據(jù)融合技術(shù)、RFID技術(shù)和傳感網(wǎng)技術(shù)等，因此要想有效控制蔬菜產(chǎn)品的質(zhì)量，就需要在生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)運用好物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù);蔬菜;產(chǎn)品質(zhì)量;跟蹤追溯

中圖分類號：S126 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.079

在蔬菜生長過程中應(yīng)用傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系框架時，要做到準(zhǔn)確地設(shè)置各類型傳感器的具體參數(shù)，同時還要考慮到蔬菜生長的特點和環(huán)境，從而建立更加有效的傳感系統(tǒng)來進(jìn)行蔬菜質(zhì)量的監(jiān)督。雖然目前已經(jīng)有在蔬菜生產(chǎn)過程中投入跟蹤追溯系統(tǒng)的案例，但仍存在一些問題，如沒有建立完善的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)中較大的數(shù)據(jù)量不能準(zhǔn)確應(yīng)用等，這些問題的解決都需要不斷深入學(xué)習(xí)信息錄入和數(shù)據(jù)融合等技術(shù)，進(jìn)而提升整個蔬菜跟蹤追溯系統(tǒng)的效率和精準(zhǔn)性。

1 研究背景和意義

1.1 研究背景

在經(jīng)濟快速發(fā)展的時代背景下，人們的生活水平不斷提升，對于食品的質(zhì)量要求也越來越高。對于人類來說，食物是生存的基礎(chǔ)，如果不能保證食品的安全，那么將嚴(yán)重影響人類的進(jìn)步和發(fā)展。食品是人們獲取營養(yǎng)的源頭，食品安全關(guān)系著人類的身體健康和可持續(xù)發(fā)展，甚至影響著整個社會的和諧發(fā)展。隨著社會的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中用到的各種化學(xué)藥品對于人類的身體健康和環(huán)境都產(chǎn)生了很大的影響。近年來，在世界各地發(fā)生的食品安全事件也令人類恐慌，包括我國的瘦肉精問題、油條明礬問題等，以及國外的禽流感、瘋牛病等，都給人類的身體健康帶來很大的威脅。如果不能很好地控制食品安全問題，它將不僅僅影響人類的身體健康，還會阻礙各國經(jīng)濟的發(fā)展以及環(huán)境安全[1]。因此，探究其中影響食品安全的主要因素具有十分重要的意義。

在食品安全越來越受到關(guān)注的今天，各國政府也相應(yīng)地采取了一些措施，制定了一些相關(guān)的法律條規(guī)，來規(guī)范農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程和食品安全的標(biāo)準(zhǔn)。比如，歐盟委員會發(fā)布的白皮書條例，指導(dǎo)了食品安全質(zhì)量的發(fā)展方向和具體控制標(biāo)準(zhǔn)。

針對國內(nèi)的食品安全情況，我國政府也做出了相應(yīng)的管制，制定了一系列相關(guān)的法律法規(guī)，包括《無公害農(nóng)產(chǎn)品管理辦法》《中華人民共和國食品安全法》《中華人民共和國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全法》等。除了出臺一系列的政策，我國也建立了一套食品生產(chǎn)過程追溯系統(tǒng)，從而有效監(jiān)督食品的生產(chǎn)安全和質(zhì)量。而很多發(fā)達(dá)國家建立了更為成熟的追溯系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確記錄生產(chǎn)過程的所有信息和數(shù)據(jù)。

目前在食品安全管理方面，我國同發(fā)達(dá)國家還存在一些差距，沒有形成成熟的食品安全跟蹤追溯系統(tǒng)，在這方面也沒有深入的研究，但我國各地政府都對于食品安全管理問題投入了更高的關(guān)注度，在跟蹤追溯系統(tǒng)建立方面也在不斷地探索改進(jìn)。

1.2 研究意義

食品的追溯跟蹤系統(tǒng)能夠通過記載的識別應(yīng)用和場所的應(yīng)用情況進(jìn)行追蹤識別，其中主要功能包括試驗合格品、控制質(zhì)量記錄、實體標(biāo)識等，除此之外，還會用到加工包裝、運輸倉儲、糾正預(yù)防和采購檢驗實驗設(shè)備等。隨著追溯跟蹤技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，人們對于該項技術(shù)的應(yīng)用追求更高的效率，即從農(nóng)田到餐桌這一過程的追溯系統(tǒng)的工作效率。

目前，很多技術(shù)不發(fā)達(dá)的國家還采用的是人工實地檢測的方法，這種傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品跟蹤追溯系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)具有很大的局限性和困難，通過人工實地檢測獲得的各項環(huán)境數(shù)據(jù)和食品數(shù)據(jù)是有限的，并且需要耗費大量的人力物力，測量出的數(shù)據(jù)不夠準(zhǔn)確，而且工作效率也過低，影響整個工作的進(jìn)程。

在食品追溯跟蹤系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠很好地提升整個系統(tǒng)的工作效率，在數(shù)據(jù)采集方面也能采集到更加全面和準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。通過物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)，工作人員能夠?qū)庹諒姸?、空氣濕度等各項?shù)據(jù)進(jìn)行及時的采集，從而進(jìn)行及時的調(diào)整。

2 物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)在蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量控制中存在的問題

在食品追蹤過程中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)還存在較多的問題，比如采集的數(shù)據(jù)量多，且各項數(shù)據(jù)都冗長，很難進(jìn)行準(zhǔn)確的處理，甚至也會出現(xiàn)一些數(shù)據(jù)的錯誤。另外還有能耗問題，即運用物聯(lián)網(wǎng)的過程會消耗大量的能源，如何節(jié)省能源消耗也是需要解決的問題[2]。

3 蔬菜追溯系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

3.1 蔬菜生長環(huán)節(jié)中傳感網(wǎng)技術(shù)體系結(jié)構(gòu)

在蔬菜大棚的環(huán)境中，傳感網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中需要整個網(wǎng)絡(luò)各個層次的配合，其中主要包括3個層次。1）傳感層，就是將農(nóng)田中的信息采集傳感器布置在蔬菜大棚的各個角落，然后通過特定的裝置將這些傳感器采集到的數(shù)據(jù)傳送到一起，將數(shù)據(jù)融合后再通過壓縮傳輸給信息節(jié)點中心。2）網(wǎng)絡(luò)層，這個層次主要包括移動數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、網(wǎng)關(guān)等，通過這些網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將采集到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫畔⒐?jié)點。3）應(yīng)用層，這一層主要用到了遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心，管理人員需要運用互聯(lián)網(wǎng)對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行及時的查詢，然后進(jìn)行分析和實時跟蹤。在這個過程中，如果發(fā)現(xiàn)問題和不達(dá)標(biāo)的情況，如農(nóng)藥殘留不達(dá)標(biāo)，要及時進(jìn)行處理。

3.2 傳感器節(jié)點的選用

在選擇傳感器節(jié)點時，需要考慮到蔬菜大棚中的環(huán)境和蔬菜生長需要的各項指數(shù)，主要包括光照度、濕度、溫度、農(nóng)藥殘留，以及土壤中的各種營養(yǎng)成分等。一般情況下，都是運用電池來給無線傳感網(wǎng)絡(luò)供電，所以還要考慮到能耗的問題。除此之外，在不同的數(shù)量環(huán)境中，也要采用適合的無線傳感配置[3]。

3.3 傳感網(wǎng)技術(shù)在蔬菜生長環(huán)節(jié)中實現(xiàn)

在蔬菜類農(nóng)產(chǎn)品的生長過程中，傳感網(wǎng)技術(shù)主要測量的數(shù)據(jù)包括有害物數(shù)量、土壤溫度、土壤濕度等。具體的操作過程是在蔬菜大棚的各個角落都安置一些傳感器節(jié)點，來定時采集蔬菜所處的環(huán)境數(shù)據(jù)，包括農(nóng)藥殘留、土壤環(huán)境等，發(fā)現(xiàn)問題將及時進(jìn)行處理，進(jìn)而保證蔬菜的順利生長。

在蔬菜農(nóng)產(chǎn)品生長過程中應(yīng)用傳感器網(wǎng)絡(luò)，需要考慮到傳感網(wǎng)的特點以及在搜集各類信息的過程中的需要，然后建立完善的應(yīng)用體系架構(gòu)。蔬菜生長的追溯系統(tǒng)需要采集蔬菜生長環(huán)境的各項數(shù)據(jù)信息，包括土壤溫度濕度、二氧化碳含量等。整個食品的技術(shù)支撐主要有信息采集的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和自動化等。

4 傳感網(wǎng)技術(shù)在蔬菜生長環(huán)節(jié)的應(yīng)用

要想建立完善的蔬菜類農(nóng)產(chǎn)品的跟蹤追溯體系，就需要先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)作為支撐，來促進(jìn)跟蹤追溯系統(tǒng)中傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展。傳感網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用能夠采集到蔬菜生長的各種信息，比如當(dāng)下很受消費者青睞的反季節(jié)蔬菜，這些信息就能夠幫助農(nóng)家很好地監(jiān)控管理這些反季節(jié)蔬菜。通過應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠幫助農(nóng)業(yè)模式走向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、自動化，將蔬菜生長的原始信息準(zhǔn)確地提供給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者，提升蔬菜食品安全質(zhì)量。

5 結(jié)語

隨著社會的不斷進(jìn)步發(fā)展，人們對于蔬菜食品安全的關(guān)注度越來越高。食品安全不僅影響著人類的身體健康和社會的和諧穩(wěn)定，需要國家政府和社會公民投入精力，探索更有效的管理方式。其中，物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)的應(yīng)用能夠很好地追蹤蔬菜生產(chǎn)的安全，提升數(shù)據(jù)采集的效率和準(zhǔn)確性，進(jìn)而有效增強對于蔬菜生產(chǎn)質(zhì)量的控制。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱鵬.蔬菜跟蹤追溯物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D].南京：南京郵電大學(xué)，2013.

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[3] 范佳興，李兵，何怡剛，等.面向電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的傳感標(biāo)簽防碰撞算法[J].傳感器與微系統(tǒng)，2016，35（1）：153-155.

（責(zé)任編輯：趙中正）