基于物聯網的蔬菜質量安全溯源系統研究綜述

王君妤 楊 揚

（南昌理工學院 江西南昌 330044）

基于物聯網的蔬菜質量安全溯源系統研究綜述

王君妤 楊 揚

（南昌理工學院 江西南昌 330044）

本課題的研究以物聯網為基礎，通過物聯網建立人與蔬菜的聯系，讓蔬菜的生產、加工、儲運、銷售等各個環節透明化，菜農與監管部門更為嚴苛的對蔬菜質量安全進行干預、監管和調節。消費者最大限度的獲取蔬菜質量安全的知情權，最大程度的保證蔬菜食用的安全。

物聯網 蔬菜質量 溯源系統

引言

蔬菜生產經營的規?；绊懼卟说馁|量安全。零散式的蔬菜生產經營結構嚴重制約著政府及其有關部門對蔬菜質量安全的監管。但是不可否認的是即使蔬菜生產已經規模化、擴大化，但是其中不乏有生產者一個勁兒追求生產數量和生產效率，在生產過程中大量地、不合理地使用農藥和化肥；出售者也為了更多的追求利益，在蔬菜銷售時縱容腐壞變質的蔬菜流入市場。農藥殘留超標、蔬菜腐壞變質兩大問題的普遍存在造成了嚴重的蔬菜質量安全問題。

一、國內外研究現狀

目前，為了強制性實行農產品質量安全溯源制度，以美國為首的一些西方發達國家陸陸續續采用了立法手段。食品及農產品質量安全溯源系統的研究問題上，我國研究起步較晚，因此成功的案例也不多見。上海市發布了“食用農產品全程監控平臺”；深圳市推行了“IC卡電腦信息管理系統”；北京市構建了“食用農產品標簽信息管理系統”。［1］

物聯網技術的發展和運用為農產品質量安全溯源系統的建設帶來了新的希望，提供了技術基礎。所以，運用物聯網技術來建立健全的、規范的蔬菜質量安全溯源系統，在蔬菜生產、流通過程中建立統一的信息采集指標、統一的編碼規則和溯源規程等有著很大的實用性。這也必將成為食品質量安全管理的發展形勢所趨。

二、設計目標及方案

1.設計目標

蔬菜質量安全溯源系統需要記錄生產各環節數據的錄入真實性，從根源上保證數據的真實有利于提高查詢結果的準確度。RFID技術對蔬菜安全質量溯源各個環節數據的采集和讀取更加方便快捷。

2.設計方案論證

（1）方案一：條形碼

通過改進，不少學者將條碼技術應用于食品（農產品）追溯系統中，在加工車間或是銷售環節，通過手持機掃描條碼來獲取產品數據。［4］條形碼是我國目前農資物流追溯所采用的方式，而條碼技術的固有缺陷特別明顯。

（2）方案二：RFID標簽

RF1D技術是一種不僅靈敏度高、使用方便而且特別適合于自動或半自動化控制環境的應用技術。它的識別過程用不上過多的人工干預，誤差小。RFID標簽不僅支持只讀工作模式，也可以進行寫入，在惡劣的工作環境中已然能夠保持很高的精準度。它所具備的獨特優越性讓其他識別設備無法望其項背。主要包括以下幾個方面：

① 讀取方便、識別效率高：信息的捕獲無須光源。RFID系統的有效讀取距離長，特別是內設電源的RFID標簽，它讀取有效距離可以達到30米以上。當RFID—進入耦合磁場，閱讀器就能迅速得到標簽上的數據信息，同時如多個標簽同時存在時，讀寫器可以實現批量識別功能。

② 儲存容量大、安全性強∶即使與時下存儲量最大的PDF4n型二維條碼相比，RFID標簽的容量優勢仍然十分明顯，根據用戶的需要，RFID標簽最多可以擴充至數10K。還可以通過設計密碼來保護標簽內的數據不受干擾。防偽性和加密性都要優于同類產品。

③ 使用范圍廣：由于RFID獨特的無線通訊方式，保證了標簽在粉塵、油饋或是放射性物質對數據不受干擾，同時其密閉式的包裝模式也使得其使用壽命遠遠超過了條碼這類的印刷品。

④ 標簽數據寫入迅速，實現即時動態通訊：利用閱讀器不單可以讀取標簽信息，還可以通過編輯功能可以向RFID標簽中植入數據，從而賦予其便攜式數據交互的功能。同時RFID標簽的頻率一般在50-100HZ左右，只要對應的RFID標簽出現在閱讀器的有效范圍內，閱讀器將自動對其進行動態跟蹤和監管。

3.可行性分析

（1）需求可行性

溯源系統中，源信息無疑很重要。但是各環節數據信息的采集也顯得尤為關鍵。蔬菜產品在流通中各個環節的信息量很大，不可能通過手動方式進行信息的錄入，蔬菜質量安全溯源系統中種植、加工、儲運、銷售等重要環節中相關基礎數據的采集手工錄入工作量太大，浪費太大人力物力，而且還會存在偏差。［2］

（2）經濟可行性

現如今，非接觸式IC卡的價格成本方面，由于RFID技術已趨于成熟，卡片的大批量生產，價格已經非常低，投入成本也被大大降低了，考慮實際應用環境，利于蔬菜生產企業大規模使用。

目前基本配置的計算機也價格親民，也適合購進使用。

（3）技術可行性

無線射頻技術是當前比較成熟的技術，經過數年的技術沉淀，射頻識別技術已經廣泛應用于生活中的各個領域，從硬件穩定性和軟件支持都是比較不錯的。隨著社會、經濟、技術的成熟，使用RFID技術對蔬菜質量安全進行溯源，實現信息的數字化，工作的高效化迫在眉睫。

（4）設計原則

實用性：整個系統的操作的特點是反應快速，便于消費者進行蔬菜的溯源查詢，便于各種RFID讀寫器的數據采集和讀取。查詢方便、簡捷、高效。

可靠性：蔬菜質量安全溯源系統必須能夠滿足可靠、連續的運行要求。RFID技術的可重復讀寫功能可以讓溯源系統反復利用，系統穩定，易維修。

四、系統總體設計

本系統設計主要分為四個模塊，主要用于詳細說明蔬菜安全質量溯源信息采集的各個環節。如圖1所示：

結語

蔬菜作為人們每天的必需食品，其質量安全已經吸引了社會各界關注的眼球。伴隨著計算機技術、網絡技術、通信技術和電子技術等信息技術的迅猛發展，物聯網技術自然得以廣泛應用。值得警醒的是，物聯網在農業信息化領域的應用才剛剛起步，成功案例屈指可數。因為這些原因，本文開展的研究具有十分寶貴的實用價值并頗具現實意義。

圖1　溯源系統管理模塊總圖

［1］胡鷺，基于物聯網的蔬菜質量安全溯源系統設計［D］.南昌理工學院，2015

［2］施亮，傅澤田，張領先，基于RFID技術的肉牛養殖質量安全可追溯系統研究［J］計算機應用與軟件，2010