RFID技術(shù)在食品安全追溯平臺中的應用研究

來源：微型機與應用

“民以食為天，食以安為先”，食品安全是天大的事情，是影響人類健康的關(guān)鍵因素。近年來，國內(nèi)外頻頻發(fā)生食品安全事件，老百姓對食品安全防不勝防，對于食品質(zhì)量是否過關(guān)、能否達到安全標準也經(jīng)常持懷疑態(tài)度。從“農(nóng)田到餐桌”，食品行業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)眾多，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯，都可能出現(xiàn)各種安全問題，影響百姓生活和健康[1]。如何讓老百姓吃到放心的食品，除了建立相應質(zhì)量標準，加強監(jiān)控和檢測，杜絕問題食品進入市場，還要采用先進的物流技術(shù)，通過溯源系統(tǒng)建立問責機制，在問題食品進入市場后還能夠進一步發(fā)現(xiàn)問題食品的根源[2]。如何消除老百姓對食品質(zhì)量安全的顧慮，關(guān)鍵在于能為消費者提供食品真實的生產(chǎn)加工信息及可靠的質(zhì)量安全報告。

RFID(Radio Frequency Identification)無線射頻識別技術(shù)，是20世紀90年代開始興起的一項技術(shù)。RFID技術(shù)在當今很多物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中起了關(guān)鍵性作用，它實現(xiàn)“物”與“網(wǎng)”的聯(lián)接。本文研究RFID應用于食品安全追溯平臺，通過RFID技術(shù)采集食品有關(guān)信息，輸入到食品安全管理系統(tǒng)，存儲到中心數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)共享，消費者及監(jiān)管部門能方便地查詢到食品的生產(chǎn)、加工、運輸?shù)刃畔ⅰ?

1 RFID工作原理介紹

一個基礎(chǔ)的RFID系統(tǒng)有硬件和軟件兩部分組成，硬件主要由電子標簽、讀寫器、天線組成，其配置如圖1所示。軟件則由讀寫器軟件、應用系統(tǒng)軟件及中間件等軟件組成。

電子標簽是內(nèi)存帶有天線的芯片，芯片中存儲標識物的信息。當電子標簽進入讀寫系統(tǒng)天線輻射的范圍內(nèi)時，讀寫器首先接收標簽發(fā)出的無線電波讀取數(shù)據(jù)，然后再將數(shù)據(jù)傳送到后面操作系統(tǒng)，用戶可以通過操作系統(tǒng)處理有關(guān)數(shù)據(jù)從而進行管理控制[3]。

2 RFID技術(shù)優(yōu)勢

RFID作為一項易于操控、簡單實用、靈活的技術(shù)，所具備的優(yōu)越性是條碼、磁卡、IC(Integrated Circuit，IC)卡等其他識別技術(shù)無法比擬的[4]。與其他自動識別技術(shù)相比，RFID技術(shù)最明顯的優(yōu)點是非接觸識別，不需要可視范圍內(nèi)操作;同時可以識讀多標簽，不用逐一掃描標識碼，大大提高工作效率;數(shù)據(jù)讀取距離遠近可根據(jù)系統(tǒng)頻段高低選擇，節(jié)約成本;電子標簽采用具存儲信息功能的芯片加封裝，可以防水防塵防油污，受外界環(huán)境影響小[5]。

在日常生活中，常見到標示于食品上的是條形碼，那是一種可視化標簽，信息量小。引用RFID技術(shù)，電子標簽作為目標物的標示，附著在目標物體上，是目標物信息載體。而與目前廣泛使用的物流條碼標簽相比，采用RFID電子標簽具有很多優(yōu)勢[6]。比較明顯的特點有環(huán)境適應能力強、信息量大、讀取距離長、電子標簽不需要處在識別器視線之內(nèi)等，如表1所示[7-8]。

RFID技術(shù)的不斷推廣應用，為人們的生活帶來很多方便，尤其是在物品跟蹤方面，很大程度地提高了信息準確率和工作效率。在西方國家尤其是美國，不少零售商已經(jīng)要求其供應商在物流方面采用RFID技術(shù)以降低物流成本及配送效率，防止產(chǎn)品脫銷情況的出現(xiàn)。傳統(tǒng)的識別技術(shù)往往用于畜牧育種方面，這種技術(shù)在一定程度上解決了在養(yǎng)殖場上的智能化管理及生產(chǎn)中的實際問題，但難以完成整個供應鏈的信息化的需要。RFID技術(shù)的提出提供了一種新的技術(shù)支持，它可以解決動物身份認證和追蹤問題，是一種較理想的溯源技術(shù)手段。

3 RFID技術(shù)在食品安全追溯平臺的應用

RFID技術(shù)在食品安全追溯平臺的應用主要體現(xiàn)在產(chǎn)品信息的采集。RFID技術(shù)主要是利用特定的電子標簽與擬跟蹤的產(chǎn)品相對應，以隨時對產(chǎn)品的相關(guān)屬性進行信息跟蹤、追溯與管理[9]。

以肉豬供應鏈為例，從養(yǎng)殖到最終被消費，需要經(jīng)過一系列的生產(chǎn)、加工、運輸和儲存銷售等環(huán)節(jié)。肉豬一般經(jīng)養(yǎng)殖廠、屠宰場、物流到市場銷售，肉豬的質(zhì)量安全程度也在這幾個環(huán)節(jié)中體現(xiàn)，所以當中生產(chǎn)加工的信息透明化能夠有效地提高并監(jiān)督產(chǎn)品質(zhì)量安全。根據(jù)這幾個環(huán)節(jié)，設(shè)計肉豬質(zhì)量信息管理系統(tǒng)，各功能模塊根據(jù)業(yè)務流程需要拓展(圖2所示)。

將RFID技術(shù)應用到肉豬質(zhì)量安全信息追溯系統(tǒng)中，能夠輕松獲取各環(huán)節(jié)信息。根據(jù)業(yè)務流程通過RFID技術(shù)可以記載從源頭生產(chǎn)到銷售的有關(guān)信息，有效地對肉豬產(chǎn)品來源和加工運輸過程等進行跟蹤，同時使得肉豬產(chǎn)品生產(chǎn)流程更加透明化、可監(jiān)督化。將RFID技術(shù)應用到追溯系統(tǒng)中，需對養(yǎng)殖環(huán)節(jié)肉豬活體、屠宰加工環(huán)節(jié)肉胴體、運輸及銷售環(huán)節(jié)肉產(chǎn)品進行標簽標識，各環(huán)節(jié)RFID系統(tǒng)及電子標簽配置要求如表2所示。要實現(xiàn)肉豬產(chǎn)品生命周期的信息查詢，除對電子標簽的配置要求外，對標簽的編碼寫入必須遵循RFID的編碼方案，才能對標識物進行唯一性標識，只有唯一性的標識才能對應唯一真實可靠信息，同時方便追蹤溯源。

例如在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中，可以將電子標簽設(shè)計為耳標，每個耳標對應一個編碼，即給每頭肉豬一個編碼標識，讓其隨身攜帶“身份證”。當豬崽出生后，養(yǎng)殖廠飼養(yǎng)工作人員將為其佩戴帶有RFID標簽的耳標，同時建立一份肉豬基本信息檔案，在養(yǎng)殖過程中的所有信息如自身成長信息、飼料信息、藥物疫苗信息、隸屬養(yǎng)殖廠和操作人員信息、檢驗檢疫是否合格等都記錄到該檔案中，并通過計算機及時將信息上傳到管理中心的數(shù)據(jù)庫。耳標和檔案將隨著肉豬的遷移而轉(zhuǎn)移，通過讀取RFID耳標，能調(diào)用查詢到數(shù)據(jù)庫中肉豬的有關(guān)信息。當讀寫器讀取到電子標簽編碼時，能將存儲在數(shù)據(jù)庫對應編碼的數(shù)據(jù)調(diào)用出來，方便查詢。

在肉豬質(zhì)量安全信息追溯系統(tǒng)中，RFID應用程序主要包括射頻讀卡模塊和PC機應用平臺及RFID讀寫器與應用平臺之間的通信協(xié)議，其流程圖如圖3所示[10]。由PC機操作系統(tǒng)向讀寫器讀卡模塊發(fā)送查詢命令，處理器讀寫數(shù)據(jù)塊程序部分則主要依靠讀卡模塊發(fā)送讀寫請求信號和響應信號實現(xiàn)讀寫。

4 結(jié)束語

RFID技術(shù)使得食品來源追溯、流向跟蹤、信息保存、責任追查、產(chǎn)品召回成為可能。通過RFID技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)信息服務技術(shù)的結(jié)合，可實現(xiàn)食品從生產(chǎn)加工到物流配送到銷售整個供應鏈各環(huán)節(jié)的實時數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)對食品的有效監(jiān)控、追蹤。