河南省食品质量安全防伪溯源管理系统的研究

苏国平 刘亚兵 朱性通

（河南省高技术创业服务中心，河南 郑州 450003）

1.引言

河南是一个农业大省，丰富的农副产品资源为全省食品工业的发展提供了充裕的优质原料，食品产业和食品国际贸易得到快速发展，由于食品生产加工程序多、配料多，食品流通进销渠道复杂，食品生产、加工、包装、储运、销售等环节都可能引起食品卫生安全问题，食品安全日益为人们所重视。保障食品安全，加强食品安全监控力度，建立完善的食品溯源系统才能从根本上解决食品安全问题。

发达国家的食品安全监管强调从农田到餐桌整个过程的有效控制，并且在全程监管的基础上实行食品溯源制度。全球已有40 多个国家采用相关系统进行食品溯源，特别是英国、日本、法国、美国、澳大利亚等国，均取得了显著成效。

国内食品溯源体系正处于起步阶段，由于现有食品溯源系统开发目标和原则不同，溯源信息内容不规范、信息流程不一致、系统软件不兼容，造成溯源信息不能资源共享和交换。具体问题有：一是我国目前食品质量溯源系统多是以单个企业为基础开发的内部溯源系统，只满足本企业溯源的需求，但一般不实现溯源信息共享。二是现有系统溯源信息内容不一致，有简有繁。三是溯源链条较短，没有实现上下游企业之间的溯源信息的传递。四是食品质量溯源终端的匮乏及服务模式的不可行性，阻碍系统的普及和推广。

随着新一代信息技术物联网、云计算的研发和广泛应用，特别是无线射频识别二维码及移动终端技术的成熟，可以帮助消费者快速、准确地了解到自己需要的产品信息，为食品质量追溯产业链管理和服务。规范食品质量追溯的管理标识规则，通过管理标识（如二维码、RFID)可确定产品的身份、历史和来源，增强依据生产和销售链追踪产品的能力，是产品质量安全管理体系成功的要素之一。

2.食品质量安全防伪溯源管理系统

该系统基于物联网、云计算、二维码、RFID、移动互联网技术，构建一个食品质量追溯产业链管理和服务的接口，从食品生产、加工、流通、消费各环节，为食品安全、消费安全和诚信社会建设提供技术保障，实现信息融合、查询、监控，使最终消费者能简易快捷地辨别消费产品的唯一关键信息，实现基于移动互联网的商品信息交割，在食品行业实施食品源头追踪及供应链中提供完全透明度的服务能力。

3.食品溯源系统功能分析

政府部门：对生产厂家、产品流向准确监督把握，在产品出现问题时，能快速控制相应同类产品的流向，做出应对措施。

生产厂家：对供应商、原料、生产厂家、负责人、产品的形成到最后产品流向准确把握，产品一旦出现质量问题能快速定位到产品的每个环节，及时控制产品的流向。企业可进一步对商品出库、入库、物流等环节通过快速阅读管理实现严格监控，使业务网点具备商品核查功能。

经销商：对商品销售全流程实现全面、有效、安全管理和监控，汇集商品仓储、物流、销售等有效数据，为企业经营决策提供统计数据。

消费者：商品使用两套二维码，食品溯源二维码及食品防伪二维码，食品溯源二维码可多次扫描，扫描后连接WEB平台返回食品溯源信息；食品防伪二维码在商品购买后使用，连接WEB 平台返回食品真伪，扫描一次后失效。

4.食品溯源系统架构

系统包括数据中心、防伪信息标识、防伪系统引擎软件、交割软件和移动终端，一是二维码、RFID技术生成具有唯一标准特性的认证标签；二是认证软件客户端在移动终端（手机、平板电脑等）上使用；三是建立互联网云计算平台，实现认证和交割。采用分布存储和分发检索技术构建食品行业数据库；商品标识采用二维码、RFID 芯片技术，普通类商品采用二维码，特殊商品和重要商品采用RFID芯片；图形识别和芯片识别技术对商品真伪、原材料、生产制造、流通、销售、商品基本功用等信息进行云计算识别和解析，使低成本高效率的移动终端和完备的信息共享交换软件技术支撑数据库无缝结合，严密的数据认证和访问控制设计机制，实现对真伪信息验证的初次和非初次甄别，给予反馈信息，保证对商品真品的保护，为不同涉及食品质量安全应用对象提供服务。

本系统由构建中心数据库系统、管理系统、安全生产与加工管理系统、食品供应链管理系统、监控系统、食品安全基础信息服务系统等组成，通过产品标识（二维码、RFID）技术在生产、流通、消费环节建立信息链接，建立食品安全数据库，从食品种植养殖及生产加工环节开始标识，包括运输、包装、分装、销售等流转过程中的全部信息，实现企业内部生产过程的安全控制和对流通环节的实时监控，在面向普通消费者用户的智能手机客户端方面，采用移动互联网技术，快速通过扫描二维码或使用近场通讯（NFC），直接读取RFID 芯片的信息，通过和基于云计算的高性能并行查询系统，从而得知该件商品的关键信息，达到食品追溯与召回。如下图所示。

5.关键技术

（1）二维码防伪技术

研发基于分数阶微积分纹理处理技术解决二维码防伪，利用数字图像分数阶微分滤波器的非线性纹理增强特性以及其分数阶偏微分方程的分数阶各向异性扩散特性，实现分数阶微积分纹理处理技术。

（2）一件多码、一码多用技术

研发“一件多码”、“一码多用”核心技术，针对用户在购买前和购买后的不同防伪需求，构建可以多次扫描的售前防伪码；针对用户的售后防伪需求，构建一次扫描即作废的售后防伪码，并在商品的防伪码上，内嵌了渠道控制信息，作为溯源使用。

（3）标签转换技术

食品从生产到消费整个过程中，需要经过多个部门的信息转换，为保持信息连续性，研发基于溯源树的标签（二维码、RFID）转换技术，在溯源树的支持下，从上游至下游的食品跟踪可以表示为对整个溯源树的遍历，而从下游至上游的食品追溯可以表示为从该产品信息所在子节点到根节点的路径，解决食品周转环节信息采集更新的问题。

（4）数据同步技术

研发基于socket 通信技术数据同步方法，通过socket 数据表现形式为字节流信息，按照约定的数据单元格式进行数据的封装和解释，各模块按照时间确定同步更新的数据以及针对该数据的操作，在各阶段采集的信息数据上传到溯源中心数据库实现同步处理，以便消费者最后的溯源查询。

（5）基于云计算溯源技术

研发基于云计算的高性能并行信息查询系统，由食品供应链及安全生产监管数据中心和食品产业链中各关键监测节点信息组成，包含传递信息、解译数据、安全性、数据广播、错误恢复、定位网络资源、找出符合成本的路径、消息与要求的优先次序等服务。

6.结束语

现代信息技术的发展为食品溯源管理提供了坚实的平台，本系统集成多项先进成熟技术，对食品供应链全过程中其属性信息、生产、客户、质量信息等进行有效的标识，帮助企业构建完整的产品监管体系，有效提高食品安全生产水平，提高食品安全风险分析与控制能力，减少食品安全事件的发生。