基于RFID技术的山核桃溯源系统研究

2022-10-19林佳谕吴连翠郑一涛赵睿智

物联网技术 2022年10期

林佳谕，吴连翠，郑一涛，赵睿智

（浙江农林大学，浙江临安 311300）

0 引言

食品质量与安全关系大众身体健康，成为人们关切的焦点话题。如何保障食品安全是当下经济发展面临的严峻问题。然而，食品溯源系统至今没有一个统一的标准，存在制造源头生产流程不透明、事后问责机制易出现弊病等问题，因此加工、贮存、包装、运输、销售等环节的管理亟待优化。在智能化生产过程中，RFID技术必将成为主流自动识别技术之一。木本油料树种具有较高的经济价值，但将其与RFID技术相结合的研究较少。本文以浙江省山核桃为切入点，就RFID溯源技术进行了相关研究，探究山核桃溯源系统的发展现状和困境，以期为山核桃溯源系统的建立提供方向。

1 RFID技术概述

1.1 文献综述

RFID技术通过电子标签存储信息，数据能随时更新并锁定。传统的溯源系统大多采用条形码和二维码技术，但条形码能够记录的信息太少，且记录的数据易被篡改。对此，RFID技术在“一物一码”的基础上进行优化，以“一物双码”的方式来保障生产可溯源。

RFID技术发展迅速，李彪等（2014）通过HACCP体系对关键环节进行控制和危害分析，实证分析了RFID技术有利于新疆特色农产品的溯源。王宁等（2019）通过运用RFID系统进行对策分析，为果品溯源提供指导性意见。黄继磊等（2019）基于RFID技术构建了食用菌供应链物流管理系统，认为该物流管理系统具有较强的实用性和经济性。邹荣冬（2021）提出基于窄带物联网技术的仓储管理系统，该系统大大缩短了流程，降低了出错率，对企业降本增效具有重大意义。基于信息不对称理论等相关理论，王岳含（2016）以种子质量可追溯系统作为研究对象，提出应以增强产品质量信息透明度、明确问题产品的相关责任为主要建设目的，为系统建设与完善提供了发展方向。

1.2 溯源系统的实证应用

目前，溯源系统的应用已得到了多方实证支持，较为典型的例子是中检溯源系统对智利车厘子销售的帮助。消费者可以通过“实地验证”，对生产商的实际情况、生产过程及加工过程进行真实性校验或现场核验；通过“到岸检验”查询车厘子到港验收标准，在口岸对车厘子进行到岸检验，检验合规后出具到岸验证证书，协助贸易商确定产品质量；通过云平台的全程追溯，对车厘子的流通环节进行跟踪。

2017年，百草味宣布“重返线下”，开启“一城一店”计划，线上线下协调发展。运用RFID技术可以极大地提高运作效率，助力百草味智慧门店的形成。

2 浙江省山核桃产业发展分析

2.1 浙江省山核桃产量分析

坚果消费人群主要集中在年轻消费群体，随着消费不断升级，消费者对健康、原生态、高品质产品的需求不断上升。山核桃果实由于具有极高的营养价值和专有的独特口感，逐渐成为一种倍受欢迎的高品质坚果。中国是山核桃的原产地之一，主要分布于浙、皖接壤的天目山区，其中浙江省临安区山核桃产量占比最大，供应链最为完善，在国际贸易市场中占据重要地位。根据《浙江统计年鉴》，浙江省山核桃产量逐年波动上升，市场前景向好。

2.2 临安山核桃产业面临的困境

临安是中国的“山核桃之都”，山核桃产量增长快但产值增长情况不容乐观。《杭州市临安区国民经济和社会发展统计公报》数据显示，2019年山核桃实现产值比上年增长5.2%；2020年山核桃产量比上年增长3.3%，但山核桃产值比上年增长-12.9%。可能导致产值下降的原因如下：（1）外地劣质山核桃涌入市场，有些商家以次充好，并篡改产地冒充临安山核桃，消费者难以吃到真正的临安新鲜山核桃。2017年临安山核桃总产量约1.7万吨，而市场上销售的“临安山核桃”预估总量不小于20万吨，假冒伪劣产品对山核桃产业造成极大冲击。（2）某些商家将坏果通过加工漂白，辅以香精香料以陈翻新，降低了消费者对临安山核桃的信任度与好感，对临安山核桃产业的口碑造成不利影响，形成恶性循环。因此，建立一个全面、完善的山核桃溯源系统很有必要。产品流通过程出现纰漏，溯源系统帮助企业实现有效问责，降低监管难度，让生产者放心，让消费者安心。

3 山核桃溯源系统的研究

3.1 山核桃溯源系统基本框架

3.1.1 生产溯源系统基本组成

农产品生产可溯源是双向溯源的过程，一方面，通过从原料种植地到消费者的追踪来严格把控农产品中间环节的质量；另一方面，通过从消费者到原料种植地的追踪实现监管。

溯源系统软件框架主要由物料管理系统、物流防串货管理系统、企业门店管理系统、政府监督合作平台、数据分析决策系统组成。物料管理系统的数据来自于关键质量控制点收集的数据，由信息采集人员记录并传输至数据库，再汇总到系统。数据上传完成后会自动生成追溯链和追溯信息，供监管部门、生产者和消费者查询。

3.1.2 设立生产过程的关键控制点

山核桃的大致生产流程：发酵去皮、清洗烘烤、选果、初炒（初次炒时，不用加砂，用旺火炒至山核桃壳缝合线自然张开，手摸山核桃感到烫手即可）、浸盐、再炒、成品检验、包装。根据危害分析与关键控制点（HACCP）体系确定关键控制点原理，分析得出山核桃生产过程中的关键控制点是选果、浸盐、成品检验3个环节，筛选出关键控制点后，据此制定出控制点的关键控制参数，见表1所列。

表1 生产过程的关键控制点

检验标准：炒熟后表面微带白色盐霜，味香且脱仁容易，100 kg 生胚炒熟后不少于 95 kg。

3.2 山核桃溯源系统总体结构

溯源系统一般分为入库、库存管理、出库、运输4个环节。RFID能够大大提高各环节的适配度，使得各环节配合更高效，信息更准确，生产更安全。山核桃入库前借助阅读器，系统可自动识别RFID标签并输入数据库中，系统记录入库信息并进行核对，相关责任人仅需对入库清单进行确认即可。RFID的库存信息系统中直接指引叉车上的射频终端，选择空货位并规划最佳路径抵达空位，实现仓储空间的合理利用。在山核桃收购到物流仓库后，加工并录入生产过程信息，如生产部门、完成时间、相关责任人、使用期限等，再将山核桃的相关生产过程信息上传到数据库有效存储备份。在物流仓库门口设置读写器，山核桃产品出库时，读写器自动扫描山核桃包装上的RFID标签，及时、准确获取并记录出库信息，通过远程通信网络将信息传送到系统数据库。信息录入完成后，阅读器再次进行信息确认，同时导入数据，相关仓储管理人员再次核实RFID标签对应的信息是否和商品信息一致，终端将会显示每一件商品经由电子标签信息录入的时间和相关负责人的姓名。

3.2.1 山核桃配送流程

系统收到订单后，录入出库通知单，生产器械对山核桃产品进行分拣，协同产品质检报告打包配货出库。当山核桃运输商下达送货单后，山核桃出库，数据库将自动规划车辆最优路径以运输山核桃。RFID电子标签将送货单和运输车辆有效连接，到达指定地点后自动扫描入库，同时系统出具入库通知单，信息录入后，数据库实时更新，实现山核桃供应链物流管理的实时跟踪。

3.2.2 山核桃信息查询流程

如图1所示，固定终端扫描山核桃产品后把参数传输给供应链物流管理系统，系统核对后导入数据库。用户如需了解产品的基本信息，可用支持RFID功能的设备扫描产品，或者登录网站查询山核桃产品的序列号，数据将从数据库调取并呈现给用户。