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RFID技術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鍵因素。近年來，國內外頻頻發生食品安全事件，老百姓對食品安全防不勝防，對于食品質量是否過關、能否達到安全標準也經常持懷疑態度。從“農田到餐桌”，食品行業的生產經營環節眾多，任何一個環節出現差錯，都可能出現各種安全問題，影響百姓生活和健康[1]。如何讓老百姓吃到放心的食品，除了建立相應質量標準，加強監控和檢測，杜絕問題食品進入市場，還要采用先進的物流技術，通過溯源系統建立問責機制，在問題食品進入市場后還能夠進一步發現問題食品的根源[2]。如何消除老百姓對食品質量安全的顧慮，關鍵在于能為消費者提供食品真實的生產加工信息及可靠的質量安全報告。

RFID(Radio Frequency Identification)無線射頻識別技術，是20世紀90年代開始興起的一項技術。RFID技術在當今很多物聯網系統中起了關鍵性作用，它實現“物”與“網”的聯接。本文研究RFID應用于食品安全追溯平臺，通過RFID技術采集食品有關信息，輸入到食品安全管理系統，存儲到中心數據庫中，實現信息數據共享，消費者及監管部門能方便地查詢到食品的生產、加工、運輸等信息。

1 RFID工作原理介紹

一個基礎的RFID系統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、應用系統軟件及中間件等軟件組成。

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

2 RFID技術優勢

RFID作為一項易于操控、簡單實用、靈活的技術，所具備的優越性是條碼、磁卡、IC(Integrated Circuit，IC)卡等其他識別技術無法比擬的[4]。與其他自動識別技術相比，RFID技術最明顯的優點是非接觸識別，不需要可視范圍內操作;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;數據讀取距離遠近可根據系統頻段高低選擇，節約成本;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，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勢[6]。比較明顯的特點有環境適應能力強、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等，如表1所示[7-8]。

RFID技術的不斷推廣應用，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，不少零售商已經要求其供應商在物流方面采用RFID技術以降低物流成本及配送效率，防止產品脫銷情況的出現。傳統的識別技術往往用于畜牧育種方面，這種技術在一定程度上解決了在養殖場上的智能化管理及生產中的實際問題，但難以完成整個供應鏈的信息化的需要。RFID技術的提出提供了一種新的技術支持，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手段。

3 RFID技術在食品安全追溯平臺的應用

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

以肉豬供應鏈為例，從養殖到最終被消費，需要經過一系列的生產、加工、運輸和儲存銷售等環節。肉豬一般經養殖廠、屠宰場、物流到市場銷售，肉豬的質量安全程度也在這幾個環節中體現，所以當中生產加工的信息透明化能夠有效地提高并監督產品質量安全。根據這幾個環節，設計肉豬質量信息管理系統，各功能模塊根據業務流程需要拓展(圖2所示)。

將RFID技術應用到肉豬質量安全信息追溯系統中，能夠輕松獲取各環節信息。根據業務流程通過RFID技術可以記載從源頭生產到銷售的有關信息，有效地對肉豬產品來源和加工運輸過程等進行跟蹤，同時使得肉豬產品生產流程更加透明化、可監督化。將RFID技術應用到追溯系統中，需對養殖環節肉豬活體、屠宰加工環節肉胴體、運輸及銷售環節肉產品進行標簽標識，各環節RFID系統及電子標簽配置要求如表2所示。要實現肉豬產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。

例如在養殖環節中，可以將電子標簽設計為耳標，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，養殖廠飼養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據庫。耳標和檔案將隨著肉豬的遷移而轉移，通過讀取RFID耳標，能調用查詢到數據庫中肉豬的有關信息。當讀寫器讀取到電子標簽編碼時，能將存儲在數據庫對應編碼的數據調用出來，方便查詢。