基于物联网RFID的农产品溯源系统的研究

杨烈君，钱庆平，杨慧玲

(宁德师范学院，福建宁德 352100)

基于物联网RFID的农产品溯源系统的研究

杨烈君，钱庆平，杨慧玲

(宁德师范学院，福建宁德 352100)

近年来，食品安全事件屡次发生，体现出食品安全形势的严峻性和紧迫性。本文主要介绍基于物联网RFID的农产品溯源系统技术，从各方面探讨农产品食品安全的问题，力图建立高效的农产品溯源体系，尽量减少农产品安全问题的发生，并能够在事故发生时及时追溯责任。

食品安全；紧迫；溯源；农产品

随着生活水平日益提高，人们越来越注重饮食和健康之间的关系，追求绿色健康的饮食和消费，追求更高的生活层次。近年来我国的食品安全形势不容乐观，多次出现食品安全事故，影响着我国食品销售及外贸行业的持续发展，阻碍了国民经济的健康发展。食品安全问题在其他国家也时有发生，使得该问题成为亟待解决的全球性问题。我国当前食品安全危机主要的产生原因有：经营者和生产者个人素质不高，法律和卫生的意识比较淡薄；传统食品品质检验并不十分科学有效，常存在纰漏；农药的滥用导致有害物质超标，严重影响着人们的身体健康。

中国人自古就推崇以食为天，农业问题关乎国家的发展以及稳定。农产品的质量安全问题一直是百姓和政府部门密切关注的焦点问题，它关系着人民群众的生命安全和身体健康。本文提出利用RFID技术来建立食品安全体系就是希望能够立足根源解决食品安全问题。

1 我国当前的农产品安全管理情况

农产品从成功种植到被摆上餐桌有一条复杂的生产制作链，在这一复杂过程中，任何一步出现问题，都可能危害到食品安全，影响人们的身体健康。在生产环节，我国各个农产品的生产规模小，不容易集约规模化，在对农产品的不规范生产管理过程中，生产者若投入不健康药剂，将造成农产品的污染，直接危害社会大众。在加工环节，生产加工过程十分复杂，如果没有仔细监督，就有可能出现问题，从而造成食品安全隐患。在流通环节，农产品在市场流通过程中经过运输和储存等多重步骤后到消费者的手中，途中可能被多种物质污染。目前我国食品安全监测系统还不够完备，对部分关键技术未完全掌握，还需要进一步完善。

2 溯源系统及物联网

农产品方面的溯源系统主要是指针对农产品的生产、加工以及后期流通和销售过程的监测系统，是农产品安全管理方面的重要部分。其溯源的主要过程是在对种植区进行规划后分区域进行监测，做好详细的电子记录来记载监测情况。分情况管理和规划，是对整个农产品详细过程的整体监测和调配，所溯源的对象是整个农产品生产到消费的流程。溯源系统是用来保障整个农产品生产销售过程中产品质量安全的系统，一旦某个环节出现问题，可及时被察觉并采取有效措施解决问题，从而提高农产品质量，保障人们的身体健康。

2000年欧盟发表了关于食品安全方面的白皮书，大力推动并采取一系列法律法规保障农产品安全，让生产及经营者意识到自身的责任，这是最早的农产品溯源应用。后来，日本、加拿大、英国等也逐步开始加大食品安全监测，采取了各自的溯源系统。我国的溯源系统立足于食品生产的源头，查询范围涉及每一道工序和流通过程，尽量杜绝可能出现的食品安全问题。但是当前许多零售经营者并不具备食品安全意识，大多数也只是关注到表面真伪，没有从生产链等具体的细小环节出发寻找具体问题点。同时，溯源系统相关电子设备价格过高，也使得其无法广泛应用。

物联网指的是通过信息传感设备如定位系统、红外线、激光扫描等技术与计算机互联网结合起来的智能化监测和管理。科研人员在农产品生产各环节的监测中通过物联网来监测温度与湿度、风力和降雨量等自然环境，及时进行数据分析，通过自动化智能终端，智能遥控农作物生长，解决运输流通过程中出现的问题。

3 无线射频技术

无线射频技术(RFID)，是一种非直接触摸式数据采集自动识别的电子标签，它可以对监测对象远距离识别，即使是高速移动中的物体它也能精确识别。另外，它还能够同时识别多个标签对象，并保证其工作的准确性。RFID技术其实是一个简单的识别系统，但构成它的每部分都能够有出色的作用和表现。物联网的发展将RFID技术广泛应用于零售、制造、科技和医疗等各大行业，充分发挥其优势，促进各行业的进一步发展。现今我国乃至全球的互联网普及越来越广，无线射频技术的应用能够大大提高工作效率，RFID技术日后在社会生活中的应用将会更为广泛。在食品生产中应用RFID技术，对于整个生产链的监测是一种有力的手段，能够有效地保障食品安全。对消费者来说，大家能够更放心地食用农产品。对行业来说，食品安全问题将逐步得到解决。

4 农产品溯源架构与设计

农产品的溯源系统十分复杂，涉及种植到生产销售的方方面面。图1为一张完整的农产品溯源的系统构成图。

图1 农产品溯源系统构成图

4.1 信息链

农产品的溯源系统要有一条专门的农产品追溯信息链。信息链的主要功能是传递数据库数据信息，分为四个阶段来完成。第一阶段是生产阶段，信息链在这个阶段的主要作用是记录农田的具体信息及农田周围环境的相关情况，通过物联网来采集各种信息，测控点通过太阳能电池板获得能源，可以对农田的各部分情况作出详细记录，并最终将所有信息发送到终端进行分析，该阶段为农产品的监测提供了最初始的信息。第二个阶段是加工阶段，这个阶段的工作重点是农产品的包装及保鲜，相关工作人员要在产品被包装前将可供于溯源的详细标签制作完备，及时有序地包装好。该过程较容易出现人为的纰漏。第三个阶段是运输阶段，工作人员要加强对于农产品运输过程中的监测，防止意外的发生。如若发生意外，要及时解决。通过GPS导航和自动监测引导，加大管理力度，保证农产品的运输安全。最后一个阶段是销售阶段，在这个阶段一般经营者投入的监测力度较少。为了保证消费者的食品安全，在最后的销售阶段也应做好实时监控，详细的溯源标签有利于人们更好地选择与购买。如采用超市查询终端扫描收集详细信息，让购买者和消费者直观了解产品情况。

4.2 供应链

农产品溯源过程中，要注重整个供应链，把控农场、种植地等生产基地与物流中心、批发市场的包装加工环节以及最后的各大卖场的销售环节，毕竟每个环节的负责主体有所区别。整个过程中，每一步都可能出现纰漏，它们的地域和管理方式导致采集信息的过程中存在差异，因此供应链的详细信息应该被实时监控，若出现问题，可及时在相应环节将问题产品召回，做好实时防范工作，最大程度地降低安全问题成本。

4.3 RFID信息采集方法

在农产品的溯源过程中，结合RFID技术采集详细信息，其具体方法较为复杂，要把握住生产加工等几个关键点。在农产品的初步生产时，针对不同的农作物，标上相应的电子标签，电子标签上要详细记载该农作物的品种、名称、日期、产地、价格等重要信息，并将这些信息详细收录、及时传递，以便读取和编码。

4.4 产品出入库管理及二次加工信息采集

RFID技术应用到农产品的整个过程中，它具备读取方便迅速、信息容量大、体积小、变化多等一系列特点，优势突出。在产品出入库的过程中，可同时扫描多个产品，方便快捷。扫描电子标签后将数据传递给WEB数据库，数据库将信息保存并记录具体的存放地点和时间、出库地点和时间，以C/S的结构框架进行信息的采集和记录。二次加工时，这些详细保存在案的信息可以直接被读取。在二次出库过程中虽然会被给予新的数据，但是也不会失去上一级的具体信息。

4.5 零售系统的开发管理

农产品的整个物流过程中都是用箱子包装，以便运输和管理。售前需要对箱子进行拆分，此时需要注意保护产品上面的RFID标签。因为有电子标签，搬运下车后可以随意摆放，零售上架前可根据该电子标签详细掌握具体信息，便于产品的上架排放。同样，购买者也可以扫描该标签以了解详细信息。出于对成本的考虑，目前很多中小型企业在这方面是以二维码的形式进行扫描，方便消费者快速地了解商品详情，具备信息容量大、体积小、成本低的显著优势。如今智能手机被广泛应用，各种实时监测平台也逐渐涌现，人们可以通过系统对电子标签进行扫描，信息通过GPRS传输，通过监测平台下载数据、了解信息。

4.6 行政监管系统及举措

针对食品安全溯源中发生的问题要及时作出改正和调整，此时需要行政手段对其作出监管。在生活中，有专门部门对卖场进行检查，及时处理货架上的过期或不合格产品，特别是对假冒伪劣产品作出处理。农产品时刻关系着人民大众的安全，相关部门要出台相应措施，减少不合格商品在市场上的流通，保证农产品食品的安全。另外，在检查不合格食品的过程中，行政部门的相关人员可从电子标签上的详细信息快速地追溯到问题所在，及时制止更多的不合规范、危害人们身体健康的农产品流向市场，将可能造成的不良后果降到最低。

此外，系统有利于企业对产品的销售状况作出分析，更直观地了解商品销售状况，如哪个品种商品最畅销，哪个产地的农产品销量好等。相关的监管部门能从系统中了解所需的信息，做出工作上的调配，以此维护市场秩序，有针对性地提高消费者的满意度。

5 农产品溯源系统的应用与应急处理

在农产品的生产中，通过电子标签详细记录产品信息并传输到数据库，便于后续的管理和记录。产品的加工包装和运输过程中，利用RFID技术对各个环节进行记录并分析，实时监控和追踪产品情况，经营者也可以在互联网上查询相关信息。若出现问题，由系统生成问题发生原因和确切时间，便于明确责任。在产品销售方面，通过物联网RFID技术对农产品的信息作出统计。供应链能够提供详细的物流信息和生产运输情况，有利于监管部门了解问题环节，有针对性地作出改正，及时下架不合格农产品，从而保障农产品消费及食用安全。

尽管各部分的监管均十分严格，但仍存在着一些不可避免的小纰漏，这些问题可能会直接引起农产品的食用安全问题。当发生农产品危机时，物流商应快速了解生产流通中出现问题的环节，经销商应通过溯源系统及时、快捷地找到问题产品的最终消费者。把控住源头，才能为后续的一系列工作打好基础，形成高效运作的完整链条。从目前的全球溯源系统发展来看，很多国家采用RFID技术对产品进行电子标签，全程监测产品的生产、流通、销售情况，保证市场农产品等食品的安全，保障人们的身体健康。农产品的溯源系统以RFID技术为基础，结合现代通信网络技术，以数据库实时记录和保存整个产业链全程，提供及时有效的管理信息，让流向市场的农产品质量得到保障。

总之，食品安全问题关系到国家的长治久安，关系到社会大众的身体健康，关系到国民经济的有序发展。RFID技术有效地解决了食品的生产、销售等方面的监管问题，在实际应用中有利于消费者详细地了解自身所购买的产品，保障了知情权。通过实时准确追踪农产品信息，使得农产品的质量更有保障，维护了消费者的利益，也有利于农产品的生产销售及产业的健康发展。

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2014-03-14

福建省教育厅项目(JB11201)；宁德师范学院科研项目(2012H310)。

杨烈君(1980- )，男，福建宁德人，宁德师范学院讲师，硕士，从事计算机应用研究。

S126

A

2095-7602(2014)04-0061-04