基于物聯網技術實現農產品質量安全追溯探析

蔣凱亞，章燕川，廖小麗

（1.麗水市農業局，浙江麗水 323000；2.縉云縣農業局，浙江縉云 321400）

基于物聯網技術實現農產品質量安全追溯探析

蔣凱亞1，章燕川2，廖小麗1

（1.麗水市農業局，浙江麗水 323000；2.縉云縣農業局，浙江縉云 321400）

從物聯網及農產品質量安全追溯性概念出發，分析物聯網在可追溯體系中的應用原理及實現產品跟蹤、追溯的方法，闡述在物聯網技術基礎上建立的農產品質量安全追溯體系通過射頻識別（RFID）、全球定位系統（GPS）等信息傳感器，鏈接物質世界與信息世界，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤和監管，并為生產管理者和監管部門提供決策支持。

農產品；質量安全；物聯網；可追溯

通過新一代物聯網、云計算等信息技術構建農產品質量安全可追溯體系，將產地地理環境、農業投入品、生產加工、流通領域等各個零散環節借助數字信息串聯起來，環環相扣實現農產品質量信息可查詢、可追溯、可監督，實時掌握農產品質量安全狀況，實現監測辦公信息化，從根本上保障農產品質量安全，是當前亟待解決的問題之一。隨著信息技術日新月異，物聯網技術必將成為農業現代化與信息化相融合的重要切入點。農業部在《農業領域物聯網應用總體設想》中明確指出“物聯網技術是發展現代農業的重要支撐，強調用現代信息技術改造傳統農業、裝備農業是實現農業現代化的重要途徑”。

1 農產品的物聯網概述

1.1 物聯網的定義

物聯網技術是一項綜合性的技術，它的開展具有規模性、廣泛性、管理性、技術性、物的屬性等特征［1－2］。物聯網又稱傳感網，是指通過射頻識別（RFID）、紅外感應、全球定位系統（GPS）、激光掃描器等各種信息傳感設備把物品與互聯網相連接，通過信息交換和通信，實現智能化識別、定位、追蹤和監管的網絡［3］，具有全面感知、可靠傳遞以及智能處理的特點［4］。通俗來說，物聯網就是在互聯網的基礎上，延伸和擴展到物品和物品之間進行信息交換和通信的一個巨大網絡系統［5］。1.2 物聯網的發展

1995年，比爾·蓋茨在《未來之路》中首次闡述物聯網的理念。1999年，美國Auto-ID提出“將所有物品用RFID等信息傳感設備與互聯網相連接，實現智能化管理識別”；首次明確描述“物聯網”的概念。2005年，國際電信聯盟（ITU）在《ITU互聯網報告2005：物聯網》中指出物聯網通信時代即將來臨。2008年，IBM提出“互聯網＋物聯網＝智慧地球”。2009年，溫家寶總理明確要求盡快建立“感知中國”中心。物聯網的發展代表了整個社會信息化的發展方向。

1.3 農產品的物聯網

為保障農產品質量安全，更加高效地管理和追蹤農產品生產的全過程，將農產品從田間到餐桌整個過程中分散存在的各個獨立環節如生產、運輸、銷售等，借助于RFID、無線傳感及GPS等信息傳感設備進行全面、詳細數字信息采集和輸送，實現物品上的信息與信息數據中心實時通信、處理，在物質世界與信息世界之間構架起橋梁，使得兩者高效快速地交互轉換、處理和反饋，從而構成了農產品的物聯網［6］。

2 農產品質量安全追溯體系概述

2.1 可追溯性及農產品可追溯體系

可追溯性是記錄存儲產品從原料到成品全過程中所有環節的數字信息，一旦出現質量安全問題，可通過唯一的身份識別查詢到出問題的環節，進行快速有效的流向追蹤，并采取相應的應急措施消除危害［7］。可追溯性為消費者提供了更多更全面的產品信息，更加透明化，是保障消費者知情權的一種體現。

在當前的形勢下，為促進農產品質量安全水平的全面提升，應結合農產品的產銷特點，充分利用現代科技信息手段，建立農產品質量安全可追溯體系［8］。該體系是在農產品源頭生產、流通加工及銷售的全過程中記錄、存儲各種相關信息，杜絕假冒偽劣產品流入市場，保障消費者購買到放心農產品。整個體系涉及到農產品產地環境、生產加工企業、物流運輸企業及銷售企業等主體，其目的是在出現質量問題時，有助于質量管理控制，必要時可召回產品，并實施針對性懲罰措施；同時也有助于真正有信譽的企業進一步通過技術提高農產品質量，增強國際競爭力。

2.2 國內外物聯網技術運用于建設農產品質量安全追溯體系的現狀

1997年，為應對瘋牛病，歐盟制定了可追溯制度最初的規則，最早被應用于牛肉制品及活牛的整個生產過程，之后，逐漸向蔬菜糧食領域滲透，向整個農產品市場擴展。例如，英國的家畜跟蹤系統、荷蘭的禽蛋綜合質量系統（KIB）、盛酒桶的追蹤系統等。日本農協推行食品生產履歷追溯系統，為農產品建立“身份認證制度”，規定各地農戶廣泛采用電子標簽，詳細記載各類農產品生產信息，并整理成數據庫。美國正式生效《魚貝類產品的原產國標簽暫行法規》，要求任何包裝上（包括進口產品、混合產品）的商標都應當包含原產地及產品生產方式的信息。韓國在全國范圍內執行全方位的農產品追溯程序等。

在我國，2004年農業部在農墾系統首先啟動建立農產品質量安全追溯制度，目前已有23個墾區的100多家企業納入試點范圍，追溯種類已擴展到大米、面粉、蔬菜等7大類，RFID技術也被初步應用于農產品安全跟蹤管理，如千島湖淳牌有機魚身份證［9］；新疆吐魯番樓蘭神牌精品哈密瓜單品追溯，顧客可查詢到哈密瓜的產地、農戶信息、產品質量等［10］。

3 農產品質量安全可追溯體系中物聯網技術的應用

農產品質量安全可追溯體系可以分為跟蹤和追溯2部分，由生產管理子系統、追溯查詢子系統及質量監測信息數據庫3個子系統組成（圖1）。

3.1 生產管理子系統中物聯網技術的應用

農產品生產前及生產過程中的跟蹤和管理由生產管理子系統完成，包括：產地環境信息管理，記錄水源、空氣、土壤等環境檢測數據，利用傳感器采集溫度、光照、土壤酸堿度及水分等農田環境信息，并通過GIS空間數據庫存儲農田地名、坐標、經緯度、地形、道路等數據信息；生產者信息管理，記錄生產者姓名、籍貫、居住地、職業等身份信息；農產品基本信息管理，記錄農產品種類、產地、品牌商標、認證情況等基本信息；生產過程信息管理，采集生產過程中涉及到的農事操作時間、方式方法、生產資料及農業投入品的使用、采收時間、銷售渠道等基本信息，以及對整個生產過程進行跟蹤和監控；生產資料信息管理，記錄種子、化肥、農藥等生產資料的品牌、生產廠家、進貨渠道、使用方法及頻率、使用目的等基本信息；檢測結果信息管理，采集產地環境及產品采收前、采收后的農藥殘留、重金屬殘留等檢測結果以及產品批發運輸途中儲藏環節的抽檢數據，匯總、分析上傳到中心數據庫。基于物聯網技術形成的生產管理子系統從根本上改變了對產品的管理水平，使之更加具有智能化、擬人化。

圖1 農產品質量安全可追溯體系各子系統組成情況

3.2 追溯查詢子系統中物聯網技術的應用

每批次農產品在生產過程中會產生唯一的ID代碼，將產地、批號及序列號等信息以電子代碼（EPC）的形式寫入RFID電子標簽中，并貼在對應的農產品上，同時，生產管理子系統中的數據信息也上傳到農產品中心數據庫，并保持通信、實時更新，消費者便可以通過EPC碼來查詢該農產品詳細信息。消費者根據農產品的RFID信息，通過手機、互聯網或超市終端查詢機等途徑連接到中心數據庫，獲取需要的信息，直觀便利地進行產品追溯體驗。物聯網按照事先的協議，不同的用戶具有不同的使用權限，查詢系統根據RFID信息和不用的用戶分類別顯示產品名稱、品牌及認證情況、生產日期、產地環境、生產過程監控信息、農藥殘留檢測情況等各種信息。對于監管部門，追溯查詢子系統除基本信息之外還提供包括物聯網中設計的智能傳感信息、流通過程中實時GPS信息以及同批次產品的具體流向信息等，并能交互查詢各個節點中的農產品信息以達到逐級追溯的目的。

3.3 農產品質量監測信息數據庫中物聯網技術的應用

農產品質量監測信息數據庫覆蓋各級檢測機構及風險監測點對農產品的監督檢測結果，具備及時采集、加密上傳、智能分析、質量安全狀況分類查詢、報表統計、風險分析和預警等功能，并為農產品的生產和管理提供決策依據。

4 基于物聯網實現農產品質量安全可追溯的意義

農業生產具有種類繁多、偏僻分散、通信條件落后、生產技術不發達、生產者文化素質參差不齊等特點。現代科技信息技術、信息傳感器、無線網絡、云計算等催生了物聯網技術的發展，能夠很好地解決獲取農業信息的困難。同時，物聯網技術展示了對每個農產品進行跟蹤的新理念，一方面能夠提供全面細致準確的電子信息實現農產品供應鏈管理及安全質量追蹤溯源；另一方面提供了更為豐富多樣農產品質量安全信息查詢途徑。

以物聯網等現代信息技術應用為核心構建的農產品質量安全可追溯系統將農業生產企業等生產者與政府監管職能部門連接起來，通過對“田間到餐桌”全過程各個環節的信息采集記錄、智能分析，并確保信息可靠及時，實現農產品身份識別及質量安全全程監控管理，為生產管理者、政府監管部門提供決策支持，有助于全面提升我國農產品質量安全監管服務、監測和應急處置能力，從根本上改善對農產品的管理水平，具有廣闊的應用前景。

［1］ 王瑞剛.物聯網主要特征與基礎理論研究［J］.計算機科學，2012（6）：201－203.

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［4］ DoSouzaLM，SpiessP，GuinardD，etal.AWebservice basedshopfloorintegrationinfrastructure［G］／／Proceedings ofthe1stInter-nationalConferenceonInternetofThings. Berlin：Springer，2008，50－67.

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［6］ 張麗，余華，馬新明.基于物聯網的農產品質量安全信息系統平臺［J］.中國科學，2010（40）216－225.

［7］ 雷揚.關于農產品質量安全監管工作中的問題與建議［J］.中國食物與營養，2010（7）：15－17.

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［9］ 薛月菊，胡月明，楊敬鋒，等.農產品供應鏈的信息透明化框架［J］.農機化研究，2008（2）：67－71.

［10］ 陳麗琳，喻法金.我國農產品質量安全可追溯體系建設現狀探析［J］.農產品質量與安全，2012（4）：62－65.

（責任編輯：張才德）

F062.9

A

0528-9017（2014）08-1296-03

文獻著錄格式：蔣凱亞，章燕川，廖小麗.基于物聯網技術實現農產品質量安全追溯探析［J］.浙江農業科學，2014（8）：1296－1298.

2014-06-15

蔣凱亞（1981－），女，浙江縉云人，農藝師，碩士研究生，從事農產品質量安全監測及農業信息推廣應用工作。E-mail：laisamo1981＠163.com。