基于RFID技術的農產品物流信息管理系統研究

陳昶行

摘 ? 要：農產品的質量安全越來越受重視，RFID技術也隨著物聯網的發展逐步被大眾熟知，如何利用RFID技術構建更好的農產品物流信息管理系統以提高農產品的質量安全成為當下熱點。本文簡單介紹了目前我國農產品物流的現狀和信息管理的不足，分析了基于RFID技術的農產品物流信息管理系統應用的實際意義，并提出了基于RFID技術的農產品物流信息管理系統的具體設計思路和實現流程，目的為進一步提高我國農產品的質量安全，降低物流成本。

關鍵詞：RFID技術;農產品;物流信息管理;質量安全

一、RFID技術介紹

RFID技術是一種利用無線電的信息識別技術，簡稱無線射頻技術。通常一個RFID系統會由以下三部分組成：電子標簽，識讀器和天線。識讀器可通過發射無線電波在幾厘米到幾米的距離內將電子標簽內存儲的信息讀取出來，從而做到對產品的非接觸式自動識別。其工作原理如下：讀寫器通過發射天線發送一定頻率的射頻信號形成其特有的射頻場，電子標簽內的內置天線在其進入該射頻場時將會獲得感應電流。該感應電流經升壓后可以為電子標簽提供能量。此時，電子標簽會利用該感應電流將其攜帶的信息通過射頻前端電路送入邏輯控制電路進行后續信息處理，信息處理完成后將通過其內置發送天線被發送出去，此時天線將接收其發送過來的載波信號，該信號經調節器被傳送到讀寫器后被執行解調和解碼操作后送入后臺主系統進行處理。

將RFID 技術應用于農產品物流信息管理系統具有良好的適應性。首先，由于農產品易腐易變質因此農產品物流最首要的因素便是保證時間最短效率最高。而RFID技術最大的優點之一便是可以快速掃描，其識讀器可同時識讀多個電子標簽，大大提高了信息采集效率，因而節省了物流時間。其次，農產品由于新鮮采摘通常比較潮濕有時還帶有泥土，如果采用傳統紙質標簽對其進行標記有時標簽會在運輸途中掉落或被破壞，而電子標簽和傳統條形碼相比具有更高的抗污染能力和防水性，并且由于其通過芯片儲存數據因此可以被做成各種各樣的形狀從而在抗損耐久易讀易攜帶這一方面具有很強的優勢。此外，電子標簽的可重復使用以及其可被穿透無屏障閱讀的特性都是大大利于農產品物流發展的重要因素。將RFID技術應用于農產品物流信息管理系統可實現計算機網絡技術和GIS、GPS 技術的集成，有利于推動農產品物流信息管理的現代化進程，利于農產品市場的發展進步。

二、RFID技術應用于農產品物流信息管理系統的背景與意義

1.當前我國農產品物流發展現狀

農產品市場規模比較小且體系不完善。中小城市以及鄉鎮地區仍以小型農貿市場為主，輻射面廣的大型農產品批發市場十分有限，農產品市場配套設施不完備，管理水平、信息手段相對落后，交易規范化程度不高。大部分農產品經營仍停留在小商小販層面，目前農產品并不能做到在全省乃至全國范圍內流通。

農產品供應源的生產環節落后，集約化程度低，且物流供應鏈環節多導致農產品物流成本較高。

農產品物流的信息管理水平低，大多數地方政府在建立農產品物流體系時往往看重短期回報而忽略長遠利益因此較少投資農產品物流的信息系統管理建設。因此導致物流信息資源匱乏，不能被有效發送和接收，農產品物流實體的流向和流程并不能準確的被掌握，由此造成農產品物流市場發展過程中的種種問題，比如市場規模小、集散功能弱、產業帶動差、質量安全水平低等。

2.應用RFID技術的實際意義

（1）可實現對農產品追蹤和追溯管理

近幾年，食品安全成為公眾普遍關注的重點。例如糧食、蔬菜等農產品作為人們日常生活中不可或缺的食物，尤為受到重視。我國國務院從2003年起已經開始在全國實施“食品藥品放心工程”，農產品便是其中重點整治對象。保證農產品安全必須確保其在產、流通、消費各個環節都安全。如何加強對農產品安全的監管便涉及到對農產品物流過程中追蹤和追溯的問題。基于RFID技術的農產品物流信息管理系統可實現這種追蹤和追溯。利用RFID 技術可實現農產品從生產商到餐桌的全程信息交互。農產品生產商可對其產品的后續加工進行跟蹤，監管部門可對物流全程進行監控，消費者可隨時查詢農產品的生產信息和加工信息，一旦出現食品安全問題，通過追溯即可查出問題環節所在。此系統可大大提高食品的安全性。在2008 年北京奧運會期間，奧運食品便被貼上了RFID標簽，其物流全程被實時跟蹤監控以保證食品安全。

（2）可降低農產品運輸損耗節省成本

我國農產品物流目前發展并不完善。每年由于運輸不當使水果、蔬菜、乳制品等食品腐爛變質造成的經濟損失達1000 億元以上， 人均損失近百元。我國的水果蔬菜在物流環節上的損失率高達25% ～30% ， 而發達國家一般只有5%左右。利用RFID 技術可實現對農產品物流全程的溫濕度監測以便實時調節減少變質損失。同時，只有建立基于RFID 技術的農產品物流信息管理體系替代傳統模式將上下游的農產品產業鏈整合，提高農產品信息在產地——批發市場——零售市場的采集速度和信息共享程度， 才可以使農產品物流效率有效提高。此外，利用RFID和WSN、GPS 技術的結合可在運輸途中對運輸路線進行優化并可實現運輸全程監控，進一步提高物流效率，減少農產品運輸過程中的損耗。

（3）可維護正品打擊假冒偽劣產品

RFID 技術由于具備對數據信息進行加密保護的功能因而不易被偽造，也因此可為農產品提供更高的可靠安全的保障性。在國外RFID 技術已被廣泛應用于農產品的防偽和貴重產品的防盜。 目前我國也已取得農產品RFID 防偽方面的一定成就。2006 年浙江省水產局和國家環保總局有機食品發展中心在國內水產業推出了魚類產品智能防偽卡——千島湖“淳牌”有機魚身份證便是一個很好的農產品RFID防偽技術的應用實例。此外利用RFID技術可防止銷售商篡改農產品信息，從而保護了消費者的權益。比如商家售賣螃蟹時也許會宣傳其產地是某著名產地，消費者在購買后可根據其電子標簽查得其真實產地及捕撈時間等原始信息判斷商家是否欺騙消費者。

（4）可提高我國農產品的國際競爭力

我國農產品若想在國際農產品市場上占有一席之地，必須嚴格把關農產品的質量安全和品質好壞。利用RFID技術可實現對農產品進行跟蹤，管理和追溯的同時，存儲大量農產品的相關數據， 從而幫助農業生產者和銷售商依據這些數據進行分析與研究， 做到對市場需求的準確把握和合理預測，從而制定更優的下一季生產銷售計劃，以便更好地提升國際競爭力。

三、系統設計與具體實現

1.系統設計框架

本系統可對從農產品產地源頭至農產品銷售從對農產品貼電子標簽并初始化標簽開始的全過程進行信息跟蹤管理。系統的設計框架如下圖所示：

農產品物流信息管理系統示意圖

2.數據采集

數據采集是一個物流信息管理系統的重中之重，信息系統是否有效在很大程度上取決于數據采集是否準確，全面。因此在數據采集階段必須保證數據的真實性、準確性以及時效性。在此系統中，需要在農產品流通的全程各個環節安裝數據采集裝置。從供應鏈源頭開始，在農產品生產地必須進行原始數據采集，對農產品進行相應的電子標簽制作記錄其原始生產信息。例如農作物的全部生產信息，包括育苗、除草、用藥、施肥、澆水、整枝、采收、脫粒、晾曬、整理、包裝、堆放等信息，例如動物的飼養信息，包括飼料種類，生長年限，是否生病等信息。其次是運輸環節，對運輸車輛以及轉運地點例如收費站、貨場、倉庫、港口、碼頭等地需安裝RFID讀寫設備，通過對經過這些地點的電子標簽的識讀，監管人員可采集相關農產品運輸車輛的信息及物流周轉信息并將其存儲到數據庫以實現跟蹤。接著是對農產品加工環節的數據采集，農產品加工是指以人工生產的農業物料和野生動植物資源為原料進行工業生產活動的總和。利用RFID技術可將農產品加工過程中的原料情況和產成品情況進行相關信息的快速采集并錄入數據庫實現信息化。所有以上的數據采集都必須基于RFID技術，只有電子標簽才擁有巨大的信息存儲量，才可以儲存傳統標簽無法儲存的農產品生產、運輸、加工全過程的信息。

信息采集是農產品物流信息管理系統的核心，是數據管理以及數據交換的基礎。農產品信息采集的越準確，保存記錄的越完整，越方便之后對各環節節點及時查詢，越方便實現更快更準確的農產品的追蹤和溯源。

3.物流信息管理系統實現流程

利用RFID 技術進行農產品物流信息管理系統的構建和應用可對農產品的商品生命全周期信息進行信息化的實時掌控和追蹤，可大大降低人工費用和加工成本。具體的信息管理實現流程如下：首先需建立各地聯網的數據庫以記錄農產品的原始采集數據和后期經過處理的信息數據，然后是在各個環節對數據進行調用和查詢。此時需要RFID識讀器對農產品的電子標簽進行識讀，將其上所存儲相關信息或電子編碼進行讀取，讀取完成后識讀器將會把該信息交由RFID中間件系統進行信息處理。中間件系統將以讀取出的信息作為信息源，進入數據庫中查詢該農產品的詳細信息，此查詢過程優先選擇本地管理系統，如未查詢到相關信息，則利用網絡連接更大更高級的數據庫進行查詢，最終將查詢到的信息和電子標簽所儲存的編號信息一起存入信息系統管理數據庫中供查詢者查閱。以下將按物流進程三大模塊對該系統的實現流程進行具體分析：

加工過程信息管理實現流程：在農產品原材料和半成品或成品上粘貼電子標簽，生產負責人員通過信息管理系統在相應的電子標簽內寫入相應農產品的用料情況、完成工位、成品時間、規格型號、檢驗結果、防偽信息、保質期或有效期等加工過程信息。同時將一定數量的RFID識讀器安裝在關鍵工位以便將相關加工信息讀取并傳輸到后臺主系統實現對農產品加工全過程的實時跟蹤和監控，這樣可大大提高農產品加工過程的信息化管理，降低人力成本，減少人工失誤。

運輸過程信息管理實現流程：通過讀寫器對加工成品上的電子標簽進行信息補充，將運輸信息進行再錄入，錄入完成后監管人員可通過RFID技術和GIS、GPS系統的結合對運輸全過程進行監控，這樣的實時監控有利于克服物流途中調換貨及繞道運輸等不良行為。此外供應商和經銷商都可通過查詢相關電子標簽的信息隨時獲取農產品的物流信息和所處的運輸狀態。

銷售、庫存、售后跟蹤信息管理實現流程：農產品到達經銷商后， 利用RFID 與GIS、GPS 的集成環境可將其原始生產信息和加工信息進行讀取， 并寫入采購人、采購地點、單價、商品分類、入倉和出倉人、貨架名稱等銷售信息。如此顧客只需查詢一下電子標簽的內容即可對該農產品的所有信息了如指掌，購買后一旦有問題也可準確的找到問題所在。因此可提高銷售效率，降低銷售成本， 也便于實施售后服務的跟蹤管理

4.信息處理

農產品由于其自身特點造成了其信息管理系統數據庫的信息量龐大。因此如何實時處理龐大的數據并進行實時反饋就成了首要解決的問題。一般PC機遠不能滿足該系統的數據處理能力要求。因此構建此信息管理系統還需構建云計算平臺，利用云計算的計算資源將所有信息數據資源匯聚在“云端”進行處理。同時云端平臺的引入還可使消費者能夠非常便利地通過電腦、手機等上網工具實時查詢農產品質量安全的相關信息。

四、結語

通過利用RFID技術的農產品物流信息管理系統使農產品追溯成為可能，有利于提高農產品的質量安全，此外該系統也為農產品物流提供了更現代的信息化管理手段，更好的促進了農產品市場的發展。

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