基于移動物聯網技術的農產品質量安全追溯系統

陳亮

（長沙師范學院，湖南 長沙 410100）

基于移動物聯網技術的農產品質量安全追溯系統

陳亮

（長沙師范學院，湖南 長沙 410100）

社會發展背景下，人們對于農產品不再局限于“吃飽”更要求“吃好”，為更加有效地對農產品質量安全進行管理，移動物聯網技術得到廣泛關注.本文立足于移動物聯網的整體框架，重點介紹了移動物聯網技術在農產品質量安全方面關鍵技術和在農產品質量安全追溯中的實際應用手段，以期營造更科學、高效的農產品質量監管環境.

移動物聯網；物聯網技術；農產品；質量安全

近年來，由于農產品質量問題頻發，不僅對消費者健康造成危害，打擊消費者對國內農產品市場的信心，同時也制約農產品行業發展，完全不利于我國農產品參與國際農產品良性競爭，農產品質量安全監管局面急需改善.通過移動物聯網互聯網技術，對農產品進行質量安全追溯，可實現對農產品生產、加工、包裝、運輸、倉儲、銷售等環節[1]的全方位監測，對提高農產品質量、促進農產品行業發展、規范農產品市場監管均具有重要意義.

1 移動物聯網的體系結構

物聯網基于Internet，結合RFID，無線數據通訊等技術實現物與物相連的網絡系統[2]，而移動物聯網則加入了智能手機、無線Wi-Fi網絡、MGCS組態軟件等.物聯網技術實現了對物品的唯一標識、快速處理、實時監控、非接觸控制和信息共享等功能，結構上自下而上依次是信息感應、網絡傳遞和應用方法[3]等層面.

1.1 信息感應層

感知層是物聯網的核心，類似于人類的五官和皮膚的功能，主要任務為“感知”即基礎信息的識別與采集.感知層由基本的感應器件（包括電子標簽、傳感器、攝像頭、GPS等）和感應器組成的網絡（如RFID網絡、傳感器網絡等）兩大部分組成.它的作用是根據不同種類的傳感器的行為和特點來收集和辨別寬泛的信息資料.并通過協同處理的方式對具體感知任務來實時計算和處理信息資料.

1.2 網絡傳遞層

網絡傳遞層的組成部分涵蓋了互聯網、移動通信終端網絡以及其他專用網絡等，相當于神經中樞系統，主要任務為“傳輸”，即實現將感知層獲取的信息無障礙、安全、高效地傳輸給應用層.網絡層是感知層和應用層的連接紐帶，主要功能是以IPV6和IPV4為核心，將網絡信息資源整合，為上層服務管理和大規模行業應用構建一個基礎信息網絡區域.

1.3 應用方法層

應用方法層涵蓋了物聯網支撐平臺和應用服務兩個方面的內容，是結構體系中最上面的一層，其主要任務是“處理和應用”，即借助云計算平臺將通過網絡層傳輸過來的感知層信息進行計算、分析和處理，并將數據與各行業應用相結合[4].現有情況下，感知層和網絡層的發展都已相對成熟，應用層具有較大發展潛力.

2 移動物聯網使用在農產品質量安全的核心方法

2.1 無線傳感方法

無線傳感方法指的是用不同的傳感器和元件將地球上存在的不同化學量、生物量以及物理量等轉變成能夠檢測到的電子信號，并能采取相應控制的技術.隨著研究的領域擴展和不斷深入，如宏觀上對上千光年的茫茫宇宙的觀察，微觀對小到納米的微觀粒子的觀察，對物質超高溫、超高壓、超強磁場等的觀察，人類直接感官逐漸遠不能滿足研究信息獲取的需求.

無線傳感技術相當于是人類五官的延伸，用以代替人們進行更多物質活動的監測，能夠在人們生活和工作中的不同方面被運用，比如氣敏傳感器，可以很好地勘察氣體純度和濃度，不僅可以用于人類活動場所某種氣體的安全監控，同樣也可用于植物生長過程中氧氣和二氧化碳濃度監測，以便給植物生長營造更加有利的環境條件，獲得更高經濟效益.

2.2 RFID方法

RFID方法也就是射頻辨別方法，采用無線射頻信號來提取實物的數字信息，不接觸實物也能夠非常迅速地辨別到實物.RFID方法的工作原理基于電子標簽對于電子閱讀器的特殊射頻信號的感應和接收程度，發出預先在芯片中儲存的信息，閱讀器接受并解碼送至中央信息處理器進行信息處理.

RFID技術是物聯網實現的關鍵技術，它的優勢在于操作過程不需人工干預，且在大部分惡劣環境下仍可實現操作，在實際中的應用如自動收費、自動識別車輛身份等.

2.3 電子編碼方法

電子產品編碼是一組涵蓋了域名負責人、對象類別、版本號以及序列號等內容的數據信息.用于實現對物體的唯一標識，建立每一單品全球的、開放的標識標準，對實現構建全球物品信息實時共享具有重要意義[5].

3 移動物聯網方法被運用在農產品品質安全追溯

3.1 監督蔬菜從種到收的全階段

以往的農產品在種植的時候會面臨著三方面主要的問題：一是在種植過程中的化肥濫用、澆灌不當、氣候等影響而造成的質量、產量不高，經濟效益不強等問題；二是在作物生長過程中由農藥、激素、有害廢氣等造成的農產品質量不達標；三是由于病蟲等產生的作物減產和損失.

應用物聯網技術可以將整個作物生長過程數據化，包括隨時獲取氣壓、風力、濕度以及降雨量等，以此來預估該地土壤的PH值、含水量、必要元素含量等，同時也能對病蟲情況進行監測從而使農民實時了解作物狀況，按需作業，既能減少不必要的資源浪費，也能幫助抵御災害，使作物優質生長.

同時，可以使用生態信息無線傳感器和與他相關的系統來具體監督植物的生長情況，并將收集的數據和參數對比，適時調控灌溉系統、保溫系統等，通過這種方式，可實現對作物的環境精準定制、遠程控制、診斷管理等，大大減少勞力投入，增加經濟效益.

與此同時，可以通過農產品質量檢測傳感器來高效地檢測農農產品的好壞（如農藥殘留、水果品質等），實現對農產品的現場質量監督.

3.2 有效地監測養殖畜牧業

在飼養動物的時候也能夠通過無線射頻方法實現從幼體到產品的全程監控，可以通過跟蹤和監督飼料源頭、生長以及疫情等方面來全程管理和監督動物生命的各個階段，以便迅速發現相關問題，合理規避，提高質量產量，減少損失，同時也是對此類農產品的質量安全保障.

現實中的實際應用是，有些大型市場或超市都使用了電子溯源稱以此來方便消費者輕松得到附帶追溯碼的單據，通過追溯碼可了解養殖地、屠宰場、質量檢疫等相關信息，讓消費者對購買的產品全面了解，更加放心消費.

3.3 對農產品深加工提供實時監管

在農產品分揀時，可參考RFID標簽信息，對不合格的農產品及時剔除，合格的農產品投入下一環節，在進行農產品加工時，可采用此方式再次篩選，加工完成后，可將加工信息（包括日期、加工方法、保質期、廠商等）再次寫入RFID標簽，實現單個產品的所有信息時刻跟隨產品本身.

3.4 寬泛農產品品質信息共享范圍

建立涵蓋了供應鏈和生產鏈的農產品品質信息平臺，可以有效地完成對農產品從生產到供應各個階段的再追溯和監管，同時可以根據實際情況適當地加入各個部門的信息流和工作流，以此來寬泛農產品品質信息的共享范圍.

4 小結

終端物聯網詮釋了對單個農產品進行全程質量安全追溯的新理念，不僅幫助相關種植者和飼養者科學管理、按需作業、實時監測，在提高產量質量、減少人力投入方面貢獻突出，也為產品的質量追溯提供了新途徑，有效規范農產品市場.然而在當前實際條件下，移動物聯網的應用并未達到完全普及，因此，結合生產深入研究移動物聯網和農產品的融合、積極創新突破技術瓶頸，促進移動物聯網普及，仍是廣大農業工作者和相關科技工作者不可推卸的責任.

〔1〕楊信廷,錢建平,孫傳恒,吉增濤.農產品及食品質量安全追溯系統關鍵技術研究進展[J].農業機械學報,2014（11）:212-222.

〔2〕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（08）:1296-1298.

〔3〕楊耀臻.基于移動物聯網的蜂產品質量安全追溯系統研究[D].杭州電子科技大學,2015.

〔4〕吳仲城,徐珍玉.農業物聯網關鍵技術及其在農產品質量追溯系統中應用 [J].中國科技投資, 2010（10）:41-42.

〔5〕魏霜.物聯網技術在農產品質量安全追溯中的應用[J].中外企業家,2013（10）:130-131.

TP311.52

A

1673-260X（2017）02-0027-02

2016-09-11

湖南省教育廳科學研究一般項目（15C0102）