基于物聯網的健康食品質量雙向追溯系統的創新研究

岳秀明　張文華

[摘要]為了保證健康食品的質量，追溯健康食品的歷史、應用情況和所處場所的能力，我國在基于信息技術下，利用物聯網實現了對健康食品質量的雙向追溯系統的應用。近距離無線通訊技術和射頻識別技術的應用有利于實現健康食品的可追溯性。NFC技術能在短距離內與兼容設備進行識別和數據的交換，傳輸的距離短，傳播速度快，功耗低。消費者可以通過手機對健康食品質量進行檢測，也可以有效地防止健康食品的偽造。RPID技術可以通過無線電訊號讀寫有關的數據信息，在對健康食品質量的追溯中，RFID技術可以有效地實現對健康食品的控制、檢測和跟蹤。

[關鍵詞]物聯網 健康食品質量 雙向追溯系統NFC技術 RPID技術

我國經濟迅速發展的同時，也引起了人們對健康食品質量的擔憂。食品質量直接影響人們的生命健康，重視健康食品質量成為了人們關注的焦點。健康食品是人類日常生活食品中的一個種類，具有一般食品的共同特性，其安全情況直接關系到人類消費的安全和生命的安全。經報道，2002年我國的健康食品中在肉食類健康榜上只有6種肉類，而在2008年，上榜的肉類只剩下3種。“三鹿奶粉事件”，“地溝油事件等健康食品質量問題的出現引起了人們極大的恐慌，并引發了人們對健康食品質量問題的高度關注。據網絡統計，健康食品質量問題成文食品安全的熱點問題之一，位居第三。2010年，我國關于食品安全問題的政策相繼出臺，健康食品安全問題的解決已勢在必行。

一、RFID和NFC技術簡介

RFID技術是一種無線通訊技術，又稱為無線射頻識別技術，它通過無線電的信號識別目標讀寫數據信息，但并不需要識別系統與目標之間建立光學接觸。射頻標簽的使用可以有效的追蹤目標，可以全球流通并對目標進行識別和讀寫，具有加密的功能，只用于專用的設備。射頻表親不需要在識別器的視線中就可嵌入到目標之中。本文的雙向追蹤系統就是利用RFID技術射頻標簽進行對健康食品產業鏈中的追蹤。

NFC技術又稱近距離無線通訊技術，是非接觸式射頻識別演變而成，能在短距離內實現與兼容設備的數據交換。NFC芯片具有互通、計算的功能，還可進行對目標的追密。NFC具有與RFID通過電磁感應耦合方式傳遞信息的功能，但兩者仍有很大的區別，具體如下：

（1）NFC具有提供簡單安全、快速輕松的通信功能，RFID的傳輸范圍較大。

（2）NFC可與非接觸智能卡技術相互兼容。

（3）NFC是一種近距離的傳輸技術，是一種近距離的私密通信方式。

在信息技術的背景下，RFID技術運用范圍更加寬泛，應用于追蹤、生產、管理控制等方面，目前我國在門禁系統，食品安全追蹤系統中都廣泛地實現了對RFID技術的運用。NFC技術的發展是以RFID技術為基礎的，具有簡單安全、快速傳輸的特點，運用于人們的日常生活中，如付款和購票、藍牙等設備中。本文的防止偽造技術系統采用了NFC技術，實現對健康食品質量的檢測。

二、防偽追溯系統架構設計

（一）防偽溯源系統中的信息模型

基于物聯網的健康食品質量雙向追溯系統的創新研究是將健康食品的信息進行整合分類，通過對信息的采集、整合、傳送、處理、存儲，達到對健康食品質量檢測的目的。采集信息是指采集健康食品種植地的相關信息（養殖情況）、檢驗注射農藥的信息，健康食品種植的信息，農藥的使用信息，輸送信息（運輸的車輛、時間、地點、編號等）。

（二）防偽溯源系統架構

NFC與RFID技術相互區別，又相互影響。我國采用兩種技術相互融合的方法進行對基于物聯網的健康食品質量雙向追溯系統。射頻標簽的使用使單位的健康食品獲得ID，由種植農場種植，在生產包裝傳送之后貼上編號保存在NFC標簽中，其它的種植信息，如配送物流等信息存儲到RFID標簽中，NFC和RFID的整合統一最后上傳到數據庫。消費者可以通過智能設備可以讀取信息，查詢并檢測健康食品的質量。

（三）防偽溯源系統的雙向追溯模式

有文件表示基于物聯網的追溯系統是單向模式的，但是健康食品在生產或者運送過程出現差錯，消費者和銷售點難以確定導致問題的原因。本文的雙向追溯系統可以分為向上向下兩個方向的追溯，向上消費者可以進行防偽的追溯，跟蹤健康食品的傳送信息和養殖信息等，這種向上的追溯有利于方便市場和企業的管理和控制，出現差錯時，可以及時地反饋給有關部門，使有關部門進行處理。向下可以進行決策統計，追溯健康食品的信息，有利于消費者的健康安全。

三、防偽溯源系統的關鍵技術

（一）電子標簽的選擇

NFC標簽在日常生活中得到了廣泛地運用，大致可分為四種。第一種是以IS014443A為基礎，內存較小，具有廣泛性和價值低的特點。第二種標簽的內存是48B內存，由技術公司獨家供應。第三種是以Felica為基礎的，由索尼供應，具有內存較大，傳輸速度較高的特點，應用更加的廣泛，適應于復雜的環境當中。第四種并不是獨家生產，而是大多技術公司都在生產，具有內存更大，速率更高的特點。

RFID標簽工作效率有所不同，可分為低頻率、中高頻、超高頻和微波段的標簽。這些不同效率的標簽有不同的工作頻率，微波標簽是由超高頻和微波段標簽組合的名稱，有源和無源標簽都是屬于微波標簽，但工作頻率有所不同。本文中的基于物聯網的健康食品質量追溯系統中通過RFID標簽中選用高頻標簽，采用RFID來存儲和查詢健康食品質量的信息。

（二）EPC編碼設計

編碼技術是利用互聯網和信息技術，提供關于對信息共享的平臺，從而達到對目標物體的追蹤的目的。EPC編碼的序列號、產品域名管理等都是由四個字符構成的。

（三）電子標簽的防偽實現

基于物聯網的健康食品質量雙向追溯系統為防治偽造產品的出現，采用數字簽名的技術進行追蹤。消費者通過健康食品供應鏈中的各個程序進行驗證和檢測，驗證成功，有關健康食品質量的信息就會被返回。

四、結語

健康食品質量問題逐步受到人們的重視，而對問題的解決也備受關注。我國政策文件不斷出臺，保障健康食品的安全，并開展物聯網的健康食品質量雙向追溯系統的試點工作。到2015年為止，已經有六批市級地方參與了試點工作。本文對健康食品質量問題采用RFID技術和NFC技術相結合的方式，對健康食品供應鏈的額環節進行管理和控制，實現防偽、決策的雙向追溯系統。