基于物聯網RFID的農產品溯源系統的研究

楊烈君，錢慶平，楊慧玲

(寧德師范學院，福建寧德 352100)

基于物聯網RFID的農產品溯源系統的研究

楊烈君，錢慶平，楊慧玲

(寧德師范學院，福建寧德 352100)

近年來，食品安全事件屢次發生，體現出食品安全形勢的嚴峻性和緊迫性。本文主要介紹基于物聯網RFID的農產品溯源系統技術，從各方面探討農產品食品安全的問題，力圖建立高效的農產品溯源體系，盡量減少農產品安全問題的發生，并能夠在事故發生時及時追溯責任。

食品安全；緊迫；溯源；農產品

隨著生活水平日益提高，人們越來越注重飲食和健康之間的關系，追求綠色健康的飲食和消費，追求更高的生活層次。近年來我國的食品安全形勢不容樂觀，多次出現食品安全事故，影響著我國食品銷售及外貿行業的持續發展，阻礙了國民經濟的健康發展。食品安全問題在其他國家也時有發生，使得該問題成為亟待解決的全球性問題。我國當前食品安全危機主要的產生原因有：經營者和生產者個人素質不高，法律和衛生的意識比較淡薄；傳統食品品質檢驗并不十分科學有效，常存在紕漏；農藥的濫用導致有害物質超標，嚴重影響著人們的身體健康。

中國人自古就推崇以食為天，農業問題關乎國家的發展以及穩定。農產品的質量安全問題一直是百姓和政府部門密切關注的焦點問題，它關系著人民群眾的生命安全和身體健康。本文提出利用RFID技術來建立食品安全體系就是希望能夠立足根源解決食品安全問題。

1 我國當前的農產品安全管理情況

農產品從成功種植到被擺上餐桌有一條復雜的生產制作鏈，在這一復雜過程中，任何一步出現問題，都可能危害到食品安全，影響人們的身體健康。在生產環節，我國各個農產品的生產規模小，不容易集約規模化，在對農產品的不規范生產管理過程中，生產者若投入不健康藥劑，將造成農產品的污染，直接危害社會大眾。在加工環節，生產加工過程十分復雜，如果沒有仔細監督，就有可能出現問題，從而造成食品安全隱患。在流通環節，農產品在市場流通過程中經過運輸和儲存等多重步驟后到消費者的手中，途中可能被多種物質污染。目前我國食品安全監測系統還不夠完備，對部分關鍵技術未完全掌握，還需要進一步完善。

2 溯源系統及物聯網

農產品方面的溯源系統主要是指針對農產品的生產、加工以及后期流通和銷售過程的監測系統，是農產品安全管理方面的重要部分。其溯源的主要過程是在對種植區進行規劃后分區域進行監測，做好詳細的電子記錄來記載監測情況。分情況管理和規劃，是對整個農產品詳細過程的整體監測和調配，所溯源的對象是整個農產品生產到消費的流程。溯源系統是用來保障整個農產品生產銷售過程中產品質量安全的系統，一旦某個環節出現問題，可及時被察覺并采取有效措施解決問題，從而提高農產品質量，保障人們的身體健康。

2000年歐盟發表了關于食品安全方面的白皮書，大力推動并采取一系列法律法規保障農產品安全，讓生產及經營者意識到自身的責任，這是最早的農產品溯源應用。后來，日本、加拿大、英國等也逐步開始加大食品安全監測，采取了各自的溯源系統。我國的溯源系統立足于食品生產的源頭，查詢范圍涉及每一道工序和流通過程，盡量杜絕可能出現的食品安全問題。但是當前許多零售經營者并不具備食品安全意識，大多數也只是關注到表面真偽，沒有從生產鏈等具體的細小環節出發尋找具體問題點。同時，溯源系統相關電子設備價格過高，也使得其無法廣泛應用。

物聯網指的是通過信息傳感設備如定位系統、紅外線、激光掃描等技術與計算機互聯網結合起來的智能化監測和管理。科研人員在農產品生產各環節的監測中通過物聯網來監測溫度與濕度、風力和降雨量等自然環境，及時進行數據分析，通過自動化智能終端，智能遙控農作物生長，解決運輸流通過程中出現的問題。

3 無線射頻技術

無線射頻技術(RFID)，是一種非直接觸摸式數據采集自動識別的電子標簽，它可以對監測對象遠距離識別，即使是高速移動中的物體它也能精確識別。另外，它還能夠同時識別多個標簽對象，并保證其工作的準確性。RFID技術其實是一個簡單的識別系統，但構成它的每部分都能夠有出色的作用和表現。物聯網的發展將RFID技術廣泛應用于零售、制造、科技和醫療等各大行業，充分發揮其優勢，促進各行業的進一步發展。現今我國乃至全球的互聯網普及越來越廣，無線射頻技術的應用能夠大大提高工作效率，RFID技術日后在社會生活中的應用將會更為廣泛。在食品生產中應用RFID技術，對于整個生產鏈的監測是一種有力的手段，能夠有效地保障食品安全。對消費者來說，大家能夠更放心地食用農產品。對行業來說，食品安全問題將逐步得到解決。

4 農產品溯源架構與設計

農產品的溯源系統十分復雜，涉及種植到生產銷售的方方面面。圖1為一張完整的農產品溯源的系統構成圖。

圖1 農產品溯源系統構成圖

4.1 信息鏈

農產品的溯源系統要有一條專門的農產品追溯信息鏈。信息鏈的主要功能是傳遞數據庫數據信息，分為四個階段來完成。第一階段是生產階段，信息鏈在這個階段的主要作用是記錄農田的具體信息及農田周圍環境的相關情況，通過物聯網來采集各種信息，測控點通過太陽能電池板獲得能源，可以對農田的各部分情況作出詳細記錄，并最終將所有信息發送到終端進行分析，該階段為農產品的監測提供了最初始的信息。第二個階段是加工階段，這個階段的工作重點是農產品的包裝及保鮮，相關工作人員要在產品被包裝前將可供于溯源的詳細標簽制作完備，及時有序地包裝好。該過程較容易出現人為的紕漏。第三個階段是運輸階段，工作人員要加強對于農產品運輸過程中的監測，防止意外的發生。如若發生意外，要及時解決。通過GPS導航和自動監測引導，加大管理力度，保證農產品的運輸安全。最后一個階段是銷售階段，在這個階段一般經營者投入的監測力度較少。為了保證消費者的食品安全，在最后的銷售階段也應做好實時監控，詳細的溯源標簽有利于人們更好地選擇與購買。如采用超市查詢終端掃描收集詳細信息，讓購買者和消費者直觀了解產品情況。

4.2 供應鏈

農產品溯源過程中，要注重整個供應鏈，把控農場、種植地等生產基地與物流中心、批發市場的包裝加工環節以及最后的各大賣場的銷售環節，畢竟每個環節的負責主體有所區別。整個過程中，每一步都可能出現紕漏，它們的地域和管理方式導致采集信息的過程中存在差異，因此供應鏈的詳細信息應該被實時監控，若出現問題，可及時在相應環節將問題產品召回，做好實時防范工作，最大程度地降低安全問題成本。

4.3 RFID信息采集方法

在農產品的溯源過程中，結合RFID技術采集詳細信息，其具體方法較為復雜，要把握住生產加工等幾個關鍵點。在農產品的初步生產時，針對不同的農作物，標上相應的電子標簽，電子標簽上要詳細記載該農作物的品種、名稱、日期、產地、價格等重要信息，并將這些信息詳細收錄、及時傳遞，以便讀取和編碼。

4.4 產品出入庫管理及二次加工信息采集

RFID技術應用到農產品的整個過程中，它具備讀取方便迅速、信息容量大、體積小、變化多等一系列特點，優勢突出。在產品出入庫的過程中，可同時掃描多個產品，方便快捷。掃描電子標簽后將數據傳遞給WEB數據庫，數據庫將信息保存并記錄具體的存放地點和時間、出庫地點和時間，以C/S的結構框架進行信息的采集和記錄。二次加工時，這些詳細保存在案的信息可以直接被讀取。在二次出庫過程中雖然會被給予新的數據，但是也不會失去上一級的具體信息。

4.5 零售系統的開發管理

農產品的整個物流過程中都是用箱子包裝，以便運輸和管理。售前需要對箱子進行拆分，此時需要注意保護產品上面的RFID標簽。因為有電子標簽，搬運下車后可以隨意擺放，零售上架前可根據該電子標簽詳細掌握具體信息，便于產品的上架排放。同樣，購買者也可以掃描該標簽以了解詳細信息。出于對成本的考慮，目前很多中小型企業在這方面是以二維碼的形式進行掃描，方便消費者快速地了解商品詳情，具備信息容量大、體積小、成本低的顯著優勢。如今智能手機被廣泛應用，各種實時監測平臺也逐漸涌現，人們可以通過系統對電子標簽進行掃描，信息通過GPRS傳輸，通過監測平臺下載數據、了解信息。

4.6 行政監管系統及舉措

針對食品安全溯源中發生的問題要及時作出改正和調整，此時需要行政手段對其作出監管。在生活中，有專門部門對賣場進行檢查，及時處理貨架上的過期或不合格產品，特別是對假冒偽劣產品作出處理。農產品時刻關系著人民大眾的安全，相關部門要出臺相應措施，減少不合格商品在市場上的流通，保證農產品食品的安全。另外，在檢查不合格食品的過程中，行政部門的相關人員可從電子標簽上的詳細信息快速地追溯到問題所在，及時制止更多的不合規范、危害人們身體健康的農產品流向市場，將可能造成的不良后果降到最低。

此外，系統有利于企業對產品的銷售狀況作出分析，更直觀地了解商品銷售狀況，如哪個品種商品最暢銷，哪個產地的農產品銷量好等。相關的監管部門能從系統中了解所需的信息，做出工作上的調配，以此維護市場秩序，有針對性地提高消費者的滿意度。

5 農產品溯源系統的應用與應急處理

在農產品的生產中，通過電子標簽詳細記錄產品信息并傳輸到數據庫，便于后續的管理和記錄。產品的加工包裝和運輸過程中，利用RFID技術對各個環節進行記錄并分析，實時監控和追蹤產品情況，經營者也可以在互聯網上查詢相關信息。若出現問題，由系統生成問題發生原因和確切時間，便于明確責任。在產品銷售方面，通過物聯網RFID技術對農產品的信息作出統計。供應鏈能夠提供詳細的物流信息和生產運輸情況，有利于監管部門了解問題環節，有針對性地作出改正，及時下架不合格農產品，從而保障農產品消費及食用安全。

盡管各部分的監管均十分嚴格，但仍存在著一些不可避免的小紕漏，這些問題可能會直接引起農產品的食用安全問題。當發生農產品危機時，物流商應快速了解生產流通中出現問題的環節，經銷商應通過溯源系統及時、快捷地找到問題產品的最終消費者。把控住源頭，才能為后續的一系列工作打好基礎，形成高效運作的完整鏈條。從目前的全球溯源系統發展來看，很多國家采用RFID技術對產品進行電子標簽，全程監測產品的生產、流通、銷售情況，保證市場農產品等食品的安全，保障人們的身體健康。農產品的溯源系統以RFID技術為基礎，結合現代通信網絡技術，以數據庫實時記錄和保存整個產業鏈全程，提供及時有效的管理信息，讓流向市場的農產品質量得到保障。

總之，食品安全問題關系到國家的長治久安，關系到社會大眾的身體健康，關系到國民經濟的有序發展。RFID技術有效地解決了食品的生產、銷售等方面的監管問題，在實際應用中有利于消費者詳細地了解自身所購買的產品，保障了知情權。通過實時準確追蹤農產品信息，使得農產品的質量更有保障，維護了消費者的利益，也有利于農產品的生產銷售及產業的健康發展。

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2014-03-14

福建省教育廳項目(JB11201)；寧德師范學院科研項目(2012H310)。

楊烈君(1980- )，男，福建寧德人，寧德師范學院講師，碩士，從事計算機應用研究。

S126

A

2095-7602(2014)04-0061-04