基于射頻識別技術的食品樣品跟蹤監控系統

摘 要：針對當前檢驗檢疫等技術機構在食品樣品檢驗過程中，無法實時獲取樣品的動態信息來跟蹤監管樣品流轉的現狀，在此提出基于射頻識別技術對食品檢驗樣品進行電子監管，以RFID電子標簽為數據信息載體，來實時跟蹤、監控樣品從封裝、交接、流轉、檢驗到處理的全過程，從而實現食品檢驗樣品的信息可查詢、流向可跟蹤、責任可追溯。

關鍵詞：射頻識別； 電子標簽； 電子監管； 樣品跟蹤

中圖分類號：TN9934 文獻標識碼：A 文章編號：1004373X（2012）22005903

近年來，隨著對產品供應鏈管理和質量控制水平要求的不斷提高，傳統的監管模式已不能適應現代化的需求。經過近幾年的不斷努力，雖然我國政府、企業、研究機構相繼開展了基于射頻識別RFID（Radio Frequency IDentificaiton）在業務流程監管與服務方面的應用研究，在進出口貨物檢驗檢疫監管、物流、公共事業管理等行業或領域內初步實現了閉環的RFID監管與追溯應用［15］。但是，由于業務管理模式、運作機制、成本、技術等各種原因，國內尚未有研究或應用項目涉及技術機構尤其官方檢驗檢疫技術機構的食品檢驗樣品全流程跟蹤控制領域。

當前，檢驗檢疫等技術機構在食品樣品檢驗過程中，采用條形碼技術來實現追溯管理。這種方法一般均采用人工方法近距離讀取條碼，無法做到實時、快速地獲得大批量食品的質量信息。同時，其在流轉環節上也無法提供食品所處環境、狀態信息的實時記錄。因此，在這樣的運作模式下，常常容易導致食品檢驗樣品信息傳遞慢、差錯率高，追溯性不強、業務進展狀態不明、糾錯成本高等多個問題。

本文結合檢驗檢疫技術中心的業務需求，開展檢驗檢疫食品樣品流動跟蹤監控管理的研究，提出基于RFID技術對食品檢驗樣品進行電子監管，實時監控樣品封裝、運輸、交接、流轉、檢測到處理的全過程動態信息，來實現食品檢驗樣品信息的可追溯化、可監控化，從而推動檢驗檢疫技術機構的信息化建設和進出口商品檢驗檢疫電子監管的應用。

1 系統技術方案

1.1 食品樣品檢驗的信息流分析

食品樣品檢驗包括制樣、倉儲、檢驗、銷毀4個環節，按照信息可查詢、流向可跟蹤、責任可追溯的基本要求，系統采用以RFID電子標簽為基本流動數據載體和基本信息單元［68］。針對不同階段的業務特點和需求，系統選擇不同的RFID讀寫設備、RFID電子標簽以及不同的標簽閱讀形式。其中涉及到兩個貼有RFID電子標簽的周轉容器：周轉箱和周轉盒。周轉盒用來盛放需要檢驗的食品樣品；周轉箱則用來裝已制好樣的周轉盒，每個周轉箱的最大容量為12個周轉盒。其業務流程及數據信息如下：

（1） 制樣階段

此階段是通過單標簽的讀寫操作，往RFID電子標簽內錄入單個樣品具體信息。由于讀寫距離比較近，此階段選取低頻RFID讀寫設備。

綜合業務部門基于接收的形形色色的食品樣品，將其分類裝進貼有RFID標簽的周轉盒，并同時往RFID標簽內寫入相對應的樣品編號、名稱信息、狀態信息，此即完成樣品的制樣過程。將已制好樣的樣品置入周轉箱內，即完成樣品周轉箱的生成操作，實現了樣品、周轉箱的信息綁定。其具體流程圖如圖1所示。

此階段是通過多標簽的群讀、寫操作，更改每個RFID電子標簽的狀態信息，并為每個周轉箱分配相應的庫存位置信息。由于讀寫范圍比較大，此階段選用超高頻RFID讀寫設備。其具體業務流程如圖2所示。

此階段是通過單標簽的讀、寫操作，更改每個RFID電子標簽的狀態信息，以及綁定相應的檢驗樣品成員信息。由于讀寫范圍要求不高，此階段選用高頻RFID讀寫設備。其具體業務流程如圖3所示。

此階段是通過單標簽的讀、寫操作，更改每個RFID電子標簽的狀態信息，以及綁定相應的檢驗樣品成員信息。由于讀寫范圍要求不高，此階段選用高頻RFID讀寫設備。其具體業務流程如圖4所示。

本文提出的基于RFID的食品檢驗樣品跟蹤管理系統共分為4個層次［910］，自底向上依次為：

（1） 網絡通信層（實現信息的網絡傳輸）；

（2） 系統設備層（RFID硬件設備，其中包括低頻、高頻、超高頻讀寫器和電子標簽）；

（3） 信息資源層（根據RFID獲取的數據資源，建立相應的數據庫系統）；

（4） 系統業務層（基于業務流程開發制樣模塊、入庫模塊、檢驗模塊、留樣及銷毀模塊，以及跟蹤查詢模塊）。

本系統采用SQL Server2005作為后臺數據庫，基于寫入、存儲在電子標簽內的原始數據為基表，分別建立包括樣品信息表、周轉箱信息表、樣品狀態信息表、周轉箱狀態信息表、檢驗庫信息表等數據表。考慮到系統的友好性與兼容性，基于.NET平臺，采用C#實現管理系統功能模塊：

（1） RFID讀寫設備的配置模塊

該模塊包括通信端口號設置、天線號設置、天線能量設置、服務器遠程連接等功能。

（2） 業務操作功能模塊

配置好RFID硬件設備參數，與遠程服務器建立連接，即可對食品檢驗樣品進行業務流程操作：

① 制樣：讀取周轉箱編號；同時，將樣品編號寫入樣品電子標簽內；

② 入庫：讀取周轉箱、樣品標簽內信息，與數據庫內的信息進行匹對；信息一致，則點擊界面“自動分配貨位”按鈕，為其分配相應的檢驗庫存儲貨位；

③ 檢驗：基于檢驗清單需求，點擊界面“查詢”按鈕，根據查詢的檢驗樣品貨位信息，取出樣品去檢驗；

④ 留樣或銷毀：檢驗完成，讀取樣品信息，點擊界面“自動分配貨位”按鈕將樣品入庫留樣，或者直接銷毀。

（3） 樣品統計查詢模塊

① 樣品查詢：基于輸入的樣品編號，可以查詢出樣品當前所處的位置及當前的狀態；同時，可以查詢出此樣品從生成到留樣、銷毀整個業務流轉過程的歷史操作記錄；

② 周轉箱查詢：基于輸入的周轉箱編號，可以查詢出周轉箱當前所處的位置、狀態以及當前周轉箱內所有樣品的具體信息；同時，可以查詢出此周轉箱從生成到銷毀整個業務流轉過程的歷史操作記錄；

③ 操作人查詢：基于輸入的操作人名字，可以查詢出此操作人對經手樣品的操作記錄。

3 結 語

本文提出將RFID技術應用于官方檢驗檢疫機構的食品檢驗樣品的全流程跟蹤控制領域，實時監控樣品封裝、入庫、檢驗、流轉到處理的全過程動態信息，且能夠實時查詢樣品的工作流程、所處狀態和位置，實現了食品樣品信息的可追溯化與可監控化。基于設計的系統進行測試，結果表明該系統具有較高的準確性（識別準確率97.3%）和較好的穩定性（系統已正常運行時間大于1 200 h）。

參 考 文 獻

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作者簡介： 凌 翔 女，1984年出生，湖南衡陽人，碩士，助理工程師。主要研究方向為RFID應用研究、計算機信息管理以及物流工程應用等。2012年11月15日第35卷第22期