基于移动物联网技术的农产品质量安全追溯系统

陈亮

（长沙师范学院，湖南 长沙 410100）

基于移动物联网技术的农产品质量安全追溯系统

陈亮

（长沙师范学院，湖南 长沙 410100）

社会发展背景下，人们对于农产品不再局限于“吃饱”更要求“吃好”，为更加有效地对农产品质量安全进行管理，移动物联网技术得到广泛关注.本文立足于移动物联网的整体框架，重点介绍了移动物联网技术在农产品质量安全方面关键技术和在农产品质量安全追溯中的实际应用手段，以期营造更科学、高效的农产品质量监管环境.

移动物联网；物联网技术；农产品；质量安全

近年来，由于农产品质量问题频发，不仅对消费者健康造成危害，打击消费者对国内农产品市场的信心，同时也制约农产品行业发展，完全不利于我国农产品参与国际农产品良性竞争，农产品质量安全监管局面急需改善.通过移动物联网互联网技术，对农产品进行质量安全追溯，可实现对农产品生产、加工、包装、运输、仓储、销售等环节[1]的全方位监测，对提高农产品质量、促进农产品行业发展、规范农产品市场监管均具有重要意义.

1 移动物联网的体系结构

物联网基于Internet，结合RFID，无线数据通讯等技术实现物与物相连的网络系统[2]，而移动物联网则加入了智能手机、无线Wi-Fi网络、MGCS组态软件等.物联网技术实现了对物品的唯一标识、快速处理、实时监控、非接触控制和信息共享等功能，结构上自下而上依次是信息感应、网络传递和应用方法[3]等层面.

1.1 信息感应层

感知层是物联网的核心，类似于人类的五官和皮肤的功能，主要任务为“感知”即基础信息的识别与采集.感知层由基本的感应器件（包括电子标签、传感器、摄像头、GPS等）和感应器组成的网络（如RFID网络、传感器网络等）两大部分组成.它的作用是根据不同种类的传感器的行为和特点来收集和辨别宽泛的信息资料.并通过协同处理的方式对具体感知任务来实时计算和处理信息资料.

1.2 网络传递层

网络传递层的组成部分涵盖了互联网、移动通信终端网络以及其他专用网络等，相当于神经中枢系统，主要任务为“传输”，即实现将感知层获取的信息无障碍、安全、高效地传输给应用层.网络层是感知层和应用层的连接纽带，主要功能是以IPV6和IPV4为核心，将网络信息资源整合，为上层服务管理和大规模行业应用构建一个基础信息网络区域.

1.3 应用方法层

应用方法层涵盖了物联网支撑平台和应用服务两个方面的内容，是结构体系中最上面的一层，其主要任务是“处理和应用”，即借助云计算平台将通过网络层传输过来的感知层信息进行计算、分析和处理，并将数据与各行业应用相结合[4].现有情况下，感知层和网络层的发展都已相对成熟，应用层具有较大发展潜力.

2 移动物联网使用在农产品质量安全的核心方法

2.1 无线传感方法

无线传感方法指的是用不同的传感器和元件将地球上存在的不同化学量、生物量以及物理量等转变成能够检测到的电子信号，并能采取相应控制的技术.随着研究的领域扩展和不断深入，如宏观上对上千光年的茫茫宇宙的观察，微观对小到纳米的微观粒子的观察，对物质超高温、超高压、超强磁场等的观察，人类直接感官逐渐远不能满足研究信息获取的需求.

无线传感技术相当于是人类五官的延伸，用以代替人们进行更多物质活动的监测，能够在人们生活和工作中的不同方面被运用，比如气敏传感器，可以很好地勘察气体纯度和浓度，不仅可以用于人类活动场所某种气体的安全监控，同样也可用于植物生长过程中氧气和二氧化碳浓度监测，以便给植物生长营造更加有利的环境条件，获得更高经济效益.

2.2 RFID方法

RFID方法也就是射频辨别方法，采用无线射频信号来提取实物的数字信息，不接触实物也能够非常迅速地辨别到实物.RFID方法的工作原理基于电子标签对于电子阅读器的特殊射频信号的感应和接收程度，发出预先在芯片中储存的信息，阅读器接受并解码送至中央信息处理器进行信息处理.

RFID技术是物联网实现的关键技术，它的优势在于操作过程不需人工干预，且在大部分恶劣环境下仍可实现操作，在实际中的应用如自动收费、自动识别车辆身份等.

2.3 电子编码方法

电子产品编码是一组涵盖了域名负责人、对象类别、版本号以及序列号等内容的数据信息.用于实现对物体的唯一标识，建立每一单品全球的、开放的标识标准，对实现构建全球物品信息实时共享具有重要意义[5].

3 移动物联网方法被运用在农产品品质安全追溯

3.1 监督蔬菜从种到收的全阶段

以往的农产品在种植的时候会面临着三方面主要的问题：一是在种植过程中的化肥滥用、浇灌不当、气候等影响而造成的质量、产量不高，经济效益不强等问题；二是在作物生长过程中由农药、激素、有害废气等造成的农产品质量不达标；三是由于病虫等产生的作物减产和损失.

应用物联网技术可以将整个作物生长过程数据化，包括随时获取气压、风力、湿度以及降雨量等，以此来预估该地土壤的PH值、含水量、必要元素含量等，同时也能对病虫情况进行监测从而使农民实时了解作物状况，按需作业，既能减少不必要的资源浪费，也能帮助抵御灾害，使作物优质生长.

同时，可以使用生态信息无线传感器和与他相关的系统来具体监督植物的生长情况，并将收集的数据和参数对比，适时调控灌溉系统、保温系统等，通过这种方式，可实现对作物的环境精准定制、远程控制、诊断管理等，大大减少劳力投入，增加经济效益.

与此同时，可以通过农产品质量检测传感器来高效地检测农农产品的好坏（如农药残留、水果品质等），实现对农产品的现场质量监督.

3.2 有效地监测养殖畜牧业

在饲养动物的时候也能够通过无线射频方法实现从幼体到产品的全程监控，可以通过跟踪和监督饲料源头、生长以及疫情等方面来全程管理和监督动物生命的各个阶段，以便迅速发现相关问题，合理规避，提高质量产量，减少损失，同时也是对此类农产品的质量安全保障.

现实中的实际应用是，有些大型市场或超市都使用了电子溯源称以此来方便消费者轻松得到附带追溯码的单据，通过追溯码可了解养殖地、屠宰场、质量检疫等相关信息，让消费者对购买的产品全面了解，更加放心消费.

3.3 对农产品深加工提供实时监管

在农产品分拣时，可参考RFID标签信息，对不合格的农产品及时剔除，合格的农产品投入下一环节，在进行农产品加工时，可采用此方式再次筛选，加工完成后，可将加工信息（包括日期、加工方法、保质期、厂商等）再次写入RFID标签，实现单个产品的所有信息时刻跟随产品本身.

3.4 宽泛农产品品质信息共享范围

建立涵盖了供应链和生产链的农产品品质信息平台，可以有效地完成对农产品从生产到供应各个阶段的再追溯和监管，同时可以根据实际情况适当地加入各个部门的信息流和工作流，以此来宽泛农产品品质信息的共享范围.

4 小结

终端物联网诠释了对单个农产品进行全程质量安全追溯的新理念，不仅帮助相关种植者和饲养者科学管理、按需作业、实时监测，在提高产量质量、减少人力投入方面贡献突出，也为产品的质量追溯提供了新途径，有效规范农产品市场.然而在当前实际条件下，移动物联网的应用并未达到完全普及，因此，结合生产深入研究移动物联网和农产品的融合、积极创新突破技术瓶颈，促进移动物联网普及，仍是广大农业工作者和相关科技工作者不可推卸的责任.

〔1〕杨信廷,钱建平,孙传恒,吉增涛.农产品及食品质量安全追溯系统关键技术研究进展[J].农业机械学报,2014（11）:212-222.

〔2〕蒋凯亚,章燕川,廖小丽.基于物联网技术实现农产品质量安全追溯探析[J].浙江农业科学,2014（08）:1296-1298.

〔3〕杨耀臻.基于移动物联网的蜂产品质量安全追溯系统研究[D].杭州电子科技大学,2015.

〔4〕吴仲城,徐珍玉.农业物联网关键技术及其在农产品质量追溯系统中应用 [J].中国科技投资, 2010（10）:41-42.

〔5〕魏霜.物联网技术在农产品质量安全追溯中的应用[J].中外企业家,2013（10）:130-131.

TP311.52

A

1673-260X（2017）02-0027-02

2016-09-11

湖南省教育厅科学研究一般项目（15C0102）