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RFID技术在食品追溯中的应用

2020-12-18曲爱玲刘红梅马长路

农产品加工 2020年8期
关键词:读写器电子标签原料

曲爱玲,刘红梅,马长路

(北京农业职业学院,北京 102442)

随着生活水平的日益提高,人们更加重视健康与养生,绿色、有机、天然的食品越发吸引大众的眼球。在全球大经济背景下,物联网技术发展迅猛,其在食品行业中的应用越发深入及普及。RFID(Radio Frequency Identification,无线射频识别) 是物联网底层关键技术之一,是一种非接触式自动识别技术,能够通过射频信号自动识别目标对象并获取相关信息,可以在静态或动态条件下准确识别运动物体。RFID技术是食品安全溯源的核心技术,RFID电子标签是食品安全溯源的有效载体,该技术在食品行业中发挥着重要作用,并具有更大的市场应用潜能。

1 RFID技术

RFID技术是通过射频无线信号进行数据传递的自动识别技术。RFID技术无须与被识别物体直接接触,即可完成信息的输入和处理,能快速、实时、准确地采集和处理信息。完整的RFID系统主要由读写器、电子标签、系统高层3个部分组成。

读写器是读取和写入电子标签内存信息的设备,可以与计算机网络进行连接,完成数据信息的存储、管理和控制。读写器由射频模块、控制处理模块和天线3个部分组成,读写器通过天线与电子标签进行无线通信,读写器也是电子标签与计算机网络的连接通道。电子标签又称为射频标签、应答器或射频卡,电子标签附着在待识别的物品上,每个电子标签具有唯一的电子编码,是射频识别系统真正的数据载体;电子标签由标签专用芯片和标签天线组成,芯片用来存储物品的数据,天线用来收发无线电波。系统高层由计算机网络构成,系统高层完成RFID系统的数据处理、数据交换、数据传输和通信管理等功能。

RFID读写器按工作频率一般分为低频读写器(常用125 kHz)、高频读写器(常用13.56 MHz)、超高频读写器(常用900 MHz) 和微波读写器(常用2.45 GHz);电子标签按供电方式可分为无源电子标签、有源电子标签、半有源电子标签。低频系统主要用于距离短、数据量低的射频识别系统中,高频系统可以传送较大的数据,是目前应用比较成熟、使用范围较广的系统。RFID技术能同时读取多个标签且对数据进行加密保护,具有实时追踪、重复读写内容和高速读取等优势,其在食品行业的应用日益广泛和深入。

2 RFID技术在食品追溯中的应用

RFID技术在食品追溯中的应用主要体现在食品原料生产、食品加工、食品流通、食品销售4个环节,RFID技术在食品行业4个环节的有效应用,使食品的有效溯源成为可能。食品溯源可提供全程可视化的食品安全管理,并可通过计算机网络实现信息、数据准确实时的报送,可快速高效评估食品中发生的安全隐患,为消费者提供食品溯源的完整信息[1]。

2.1 食品原料生产环节

食品原料的有效来源为养殖类和作物类。养殖类食品原料主要有肉、蛋、乳、水产等,作物类食品原料主要有谷类、蔬菜、水果及其他植物等。

2.1.1 养殖类

(1)肉原料。以肉原料产出为主的养殖场,对个体分配独立的电子标签。电子标签需要记录的信息有产出日期、质量记录、父母信息、产地、饲养者、厂名、品种信息、饲料信息、检疫与免疫信息、疾病信息、用药记录、繁殖信息、出栏日期,出栏质量等。

(2)蛋原料。以蛋原料产出为主的养殖场,首先需要为产蛋的主体分配独立的电子标签,电子标签需要记录的信息有产出日期、质量记录、产地、饲养者、厂名、品种信息、饲料信息、检疫与免疫信息、疾病信息、用药记录、初产蛋日期,产蛋周期等;其次为每个蛋分配独立的电子标签,电子标签需要记录的信息有产出日期、产出者、产出地、品种信息、产出质量、存放条件等。

(3)乳原料。以乳原料产出为主的养殖场,首先需要为产乳的主体分配独立的电子标签,电子标签需要记录的信息有产出日期、质量记录、父母信息、产地、饲养者、厂名、品种信息、饲料信息、检疫与免疫信息、疾病信息、用药记录、繁殖信息、产乳信息等;其次为产乳个体产出乳(盛放容器)分配独立的电子标签,电子标签需要记录的信息有产出日期、产出者、产出地、品种信息、存放条件等。

(4)水产原料。以水产原料产出为主的养殖基地,按同一品种同批次进行电子标签分配,电子标签需要记录的信息有养殖基地的水域区域、水域环境、品种、产地、饲养者、养殖时间、饲料信息、捕捞时间等[2-4]。RFID电子标签在养殖场中的应用,可以监控饲养个体的健康状况,实现选育、繁殖、喂养的科学化管理,为食品溯源提供真实可靠的数据载体。

2.1.2 作物类

对于作物类原料,按指定区域同品种作物分配电子标签,电子标签中需要记录的生长期信息包括品种信息、种植时间、施肥信息、用药信息、土壤酸碱度信息、环境温湿度信息、光照度信息、降雨量等;电子标签中需要记录的收获期信息包括品名、品种、生产者、产地、等级、收获期、农田代码、包装日期等。作物类原料品种繁多,电子标签的内容和形式可以根据产品的具体情况确定。RFID电子标签在作物类生产中的应用,为人们吃上放心粮、放心菜提供了保障。

2.2 食品加工环节

食品加工需要食品原料作为支撑,食品加工厂可以读取食品原料RFID电子标签的内容,根据不同食品原料的特性制作不同加工食品,加工后的同批次食品按包装分配独立的电子标签,电子标签的内容由食品原料电子标签信息和食品加工后的电子标签信息组成,食品加工后电子标签信息有配料、制作方法、环境条件、食品添加剂成分、生产负责人、化验项目、化验结果、化验员、储存条件、生产日期、保质期限、包装方式等。食品加工出厂后,可以溯源到食品原料和食品加工环节的信息,为食品安全提供全面信息支撑。

2.3 食品流通环节

食品流通环节RFID电子标签主要记录产品的库存数量、存储条件、出库情况、装货时间、运输公司、运输方式(水运、陆运或空运)、运输设备(驾驶员及车辆相关信息)、运输条件(运输载体环境温湿度、气体成分等情况)、运输时段、卸货时间等信息,实现了运输过程对产品品质安全的可追溯[2-4]。

2.4 食品销售环节

销售厂家可读取食品电子标签的信息,以获取食品在原料生产环节、食品加工环节、流通环节的所有信息,在食品销售环节前在电子标签中写入经销商名称、有效期、存储环境条件、销售方式等信息,以完成食品溯源系统最后环节的相关信息[2-4]。RFID技术在食品行业中的应用,可以进一步保证食品质量、提高销售效率、降低损耗。食品全程的可追溯性,进一步保障了消费者的权益。

3 RFID技术在食品追溯中推广存在的问题

RFID技术日趋成熟和完善,但RFID技术在食品行业大范围推广还存在诸多问题。主要体现在以下4个方面。

(1) RFID读写器方面。RFID读写器成本过高,具有追溯功能的RFID读写器要求数据传输的距离远,数据传输过程中必须进行高度加密,不可被恶意读取或破坏,且应具有高级稳定的防碰撞算法,可同时准确获取多个RFID电子标签信息。以上诸多要求决定了RFID读写器应该选用超高频或微波读写器,性能稳定的超高频或微波RFID读写器裸板价格在几千元到几万元不等。

(2) RFID电子标签方面。第一,RFID电子标签成本过高,其在食品领域需求的数量过多,若为每个可单独零售的食品粘贴RFID电子标签,将是一笔很大的开销,电子标签成本过高将引发食品生产者和食品消费者之间利益矛盾;第二,RFID电子标签反向反射性的特点决定了其在金属包装的食品或液体食品中应用的弊端或不可行性;第三,RFID电子标签内部存储空间有限,且对RFID读写无法进行身份验证,这就意味着RFID电子标签内存储的信息内容有限,且可被恶意获取。

(3) RFID标准方面。RFID标准不统一,目前RFID标准分类很多,各国之间的RFID标准也不同,必然给食品追溯系统的编码和频段选择带来不便,在食品追溯信息读写、查询、跟踪、追溯等环节带来技术难题[5]。

(4)信息链方面。解决好食品原料生产、食品加工、食品流通、食品销售各环节之间信息链的衔接问题,是实施食品安全追踪的前提[2];信息链由哪个环节负责衔接和完善,还有待商榷。

4 RFID技术在食品追溯应用中的发展趋势

RFID技术在食品追溯应用中存在的问题,加速了RFID技术的快速发展。RFID读写器主要向多兼容性、接口多样化、模块化和标准化等方向发展,并不断使用或开发新技术应用。RFID电子标签主要向小体积、低成本、远距离高速移动读写、高级加密特性,以及具有杀死功能、集成传感器功能等方向发展。RFID标准主要向统一化、国际化方向发展。

5 结语

RFID技术是食品追溯应用的核心技术,为食品质量安全的科学化、透明化管理提供保障。RFID技术的快速发展会进一步为食品追溯体系的完善、稳定、普及提供有力的技术支撑。食品追溯可以完善食品质量安全管理体系,实现食品供应链的全程监控,促进我国食品质量安全的提高,进一步增强我国食品的国际竞争力[6]。

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