RFID技术在食品全程跟踪与追溯中的应用
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信息技术在食品安全中的应用信息技术在食品安全中的应用一、引言食品安全一直是人们关注的重要问题,因为不安全的食品可能会对人体健康造成严重的影响甚至危害。
随着科技的发展,信息技术在食品安全领域得到了广泛应用。
本文将从不同角度探讨信息技术在食品安全中的应用。
二、溯源技术与追溯系统1. 溯源技术溯源技术是指通过追踪和记录产品生产、加工、流通等环节的信息,以确定产品来源和质量情况的技术手段。
信息技术在溯源技术中起到了至关重要的作用。
通过使用条码、RFID等信息识别技术,可以实现对食品生产过程中各个环节进行精确监控和记录。
2. 追溯系统追溯系统是指通过建立完整的数据平台,将各个环节产生的数据进行整合和分析,实现对产品质量和安全性进行监管和管理。
信息技术为追溯系统提供了强大支持,包括数据存储与处理、数据分析与挖掘等方面。
三、智能检测设备与传感器技术1. 智能检测设备智能检测设备是指利用信息技术实现对食品质量和安全性进行快速、准确检测的设备。
通过使用光谱技术、红外成像技术等,可以对食品中的有害物质进行非接触式的检测和分析,大大提高了食品安全监管的效率和准确性。
2. 传感器技术传感器技术是指利用信息技术实现对食品生产过程中各个环节进行实时监控和数据采集的技术。
通过在生产线上布置传感器,可以实时监测温度、湿度、气体浓度等参数,并将数据传输到追溯系统中进行分析和处理。
四、云计算与大数据分析1. 云计算云计算是指通过网络将计算资源集中管理和调度,为用户提供灵活可扩展的计算服务。
在食品安全领域,云计算可以用于存储和处理海量的食品安全数据,并为追溯系统提供强大的计算能力。
2. 大数据分析大数据分析是指利用信息技术对大量的结构化和非结构化数据进行挖掘和分析,以获取有价值的信息和知识。
在食品安全领域,大数据分析可以通过对食品质量数据、消费者反馈数据等进行挖掘和分析,提供有针对性的决策支持。
五、物联网技术与智能监控系统1. 物联网技术物联网技术是指通过网络将各种物理设备连接起来,并实现设备之间的通信和信息交换。
高师理科学刊Journal of Science of Teachers' College and University 第41卷第1期2021年 1月Vol. 41 No.1Jan. 2021文章编号:1007-9831 ( 2021 ) 01-0032-05基于RFID 和二维码的食品安全溯源系统设计与实现吴晓庆,詹晓娟,胡峻豪(黑龙江工程学院计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150020)摘要:食品安全是关系人民群众生命健康安全的大事,食品安全溯源系统可以实现对整个食品生 产、加工、流通链条的各个环节进行跟踪和溯源,为保障食品安全保驾护航.提出了一种基于RFID 和二维码的食品安全溯源系统解决方案,可以为食品监管部门、食品生产企业、消费者提供食品 信息监管和跟踪服务平台.介绍了食品安全溯源系统的技术原理,包括RFID 标识转化为二维码的 方法、二维码溯源技术以及系统的工作流程.给出基于RFID 和二维码的食品安全溯源系统的设计 方法,包括系统的功能模块设计、系统架构设计、RFID 技术的实现、二维码技术的实现等.本系 统为食品安全溯源系统的设计与实现提供了新的解决方案.关键词:食品安全;溯源系统;RFID 技术;二维码中图分类号:TP391 文献标识码:A doi : 10.3969/j.issn. 1007-9831.2021.01.008Design and implementation of food safety traceability systembased on RFID and QR codeWU Xiaoqing , ZHAN Xiaojuan , HU Junhao(School of Computer Science and Technology, Heilongjiang Institute of Technology, Harbin 150020, China )Abstract : Food safety is a major event related to people' s life, health and safety. Food safety traceability system can trace all links of the whole food production , processing and circulation chain , so as to ensure food safety. Proposes a solution of food safety traceability system based on RFID and QR code, which can provide food information supervision and tracking service platform for food regulatory authorities , food manufacturers and consumers. Firstly, the technical principle of food safety traceability system is introduced,including the method of transforming RFID representation into QR code representation, QR code traceability technology and the workflow of the system. Then it introduces the design method of food safety traceability system based on RFID and QR code,including the system function module design, system architecture design, RFID technology implementation, QR code technology implementation and so on.This system provides a new solution for the design and implementation of food safety traceability system.Key words : food safety; traceability system ; RFID technology ; QR code收稿日期:2020-10-02基金项目:黑龙江省大学生创新创业训练计划项目( 201811802012)作者简介:吴晓庆( 1997-),女,山西天镇人,在读本科生.E-mail : *******************通信作者:詹晓娟(1978-),女,黑龙江哈尔滨人,副教授,硕士,从事企业智能计算研究.E-mail : ***********************.cn第1期吴晓庆,等:基于RFID和二维码的食品安全溯源系统设计与实现33食品安全是关系人民群众生命健康安全的大事.习近平总书记在2013年12月召开的中央农村工作会议上发表重要讲话强调:能不能在食品安全上给老百姓一个满意的交代,是对执政能力的重大考验.食品安全是“管”出来的,而要管好食品安全,建立一套完善的食品安全溯源系统则是十分必要的[,].通过食品安全溯源系统将整个食品生产、加工、流通链条的各个环节进行信息记录和收集,能够实现一旦发生食品安全问题,可以快速追溯问题食品的来源及去向,第一时间发布食品安全预警信息,及时召回发现问题的食品;在最短的时间内查清楚出现安全问题的环节,最大限度地减少和消除食品安全问题带来的恶劣影响和后果[2〔1食品安全溯源系统的技术原理食品安全溯源系统利用计算机、数据库和网络技术将食品的原料、加工、包装、运输、流通、销售等整个过程的相关信息进行采集和记录,为用户提供方便、即时的信息查询.让食品监管部门、食品生产企业、消费者能够快速了解食品的来源和流向,为保障食品安全保驾护航[3].通常,食品安全溯源系统可以采用RFID技术、二维码、条形码等形式进行溯源编码.本文提出一种综合利用RFID和二维码的食品安全溯源系统的解决方案.1.1RFID标识转化为二维码将RFID标识转化为二维码,可以借助临时数据库实现数据的交换.RFID标识内容的读取有2种方式,即无源标签或被动标签(Passive Tag)和有源标签或主动标签(Active Tag).对于前者,RFID标签进入阅读器后,接收阅读器发出的射频信号,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息;对于后者,则由RFID标签主动发送某一频率的信号,阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行数据处理[4].本文提出的解决方案利用RFID标签具有唯一身份(ID)的特点,读写器在读写RFID标签的同时会根据标签的身份(ID)向中心数据库提交相应的信息,食品在进入包装流水线前已完成所有加工流程,包装设备上的RFID标签自动读写装置会自动读取托盘上的标签ID传递给上位机,上位机再通过其连接的二维码打印机在产品的包装上进行喷码,从而实现RFID标识与二维码在生产线上的自动转化.1.2二维码溯源二维码具有信息量大、成本小、可单独使用等特点,可以方便地将食品的特点、图像、原材料等信息呈现给消费者,在食品安全溯源系统中获得广泛应用[5].通常,二维码表示的内容因供应商不同而不同.原料供应商提供的原材料包装上的二维码标签通常包括原材料的编号、名称、采购日期、供货商和保质期等信息.食品生产商在购进原料时通过读取原材料包装上的二维码将原材料信息录入中心数据库,并将食品的编号、名称、生产日期、生产品号等信息也录入中心数据库并分配相应的二维码与之相关联.消费者通过智能终端扫描食品包装上的二维码可以方便地查询到食品编号、名称、生产商、产地、生产日期、生产批号和保质期等信息,还可以通过食品安全溯源系统的查询界面查询更多、更详细的信息.1.3食品安全溯源系统的工作流程食品生产企业在食品监管部门备案后,监管部门会在食品安全溯源系统中为其分配系统账号.企业通过该账号登录系统后,便可以在相应的权限下使用食品安全溯源后台管理系统.基本流程为:(1)在食品生产企业决定生产一批食品时,先由企业管理员使用企业账号登录食品安全溯源系统,在产品管理模块录入食品的相关信息.(2)食品生产企业的采购员将采购的原材料信息通过原材料管理模块录入到系统中.(3)在食品生产过程中,生产负责人将生产的每一批食品的生产和用料信息通过生产批次管理和用料管理模块录入到系统中.(4)在一批食品生产完成后,由食品包装人员通过批量生成二维码模块录入生产批次、防伪信息和产品数量等信息,并生成所需的二维码.(5)在食品出厂前,由食品仓储管理人员通过物流管理模块为某批次食品录入物流信息.2食品安全溯源系统的设计与实现2.1功能模块设计34高 师 理 科 学 刊第 41 卷食品安全溯源系统的功能应该能满足消费者、食品生产企业和食品监管部门的不同需求.对于消费者 来说,需求主要有2个:一是“防伪”,即可查询食品是否为假冒伪劣商品;二是“溯源”,即可查询食 品的溯源信息.消费者可以通过智能终端扫描食品包装上的二维码查询到食品的原材料、生产商、流通及 正品验证等信息.对于食品生产企业来说,主要需求是将食品生产流通环节中的各种相关信息录入系统, 具体需求包括系统登录验证、食品信息管理、原材料信息管理、用料信息管理、生产批次管理、物流信息 管理、批量生成带有溯源信息的二维码等.对于食品监管部门来说,通过食品安全溯源系统,(1)可以 对食品生产企业的基础信息进行管理,确保企业信息的真实性和有效性;(2)可以对食品生产企业的用 户账号进行管理,企业不能自行注册账号,只能使用监管部门分配的账号;(3)可以通过扫描二维码和 查询界面查询所有食品的相关信息.食品安全溯源系统的功能模块见图1.图1 食品安全溯源系统的功能结构检索页面查询二维码扫码查询用户账号管理用户登录验证企业信息管理食品信息管理原材料信息管理用料信息管理生产批次管理物流信息管理二维码批量生成2.2系统架构设计食品安全溯源系统采用经典的B/S 架构和MVC 开发模式.用户分为消费者、食品经销商、食品生产 企业和食品监管部门.视图(View)为用户提供操作界面,支持消费者和食品经销商通过智能手机扫描食 品包装上的二维码获取详细的溯源信息,或者通过系统查询界面检索相关信息.控制器(Controller)是视 图和模型之间的桥梁,从视图获取数据发送给模型,再将模型返回的结果在视图中显示,主要实现二维码 生成、二维码检索、账号管理、登录验证等功能.模型(Model)负责在数据库中存取数据,对食品的原 料信息、加工信息、物流信息、用户账号信息等各种信息进行增删改查.本文采用性价比较高的MySQL 数据库作为数据层的具体实现.系统架构见图2.2.3 RFID 技术的实现RFID 技术通过无线射频方式进行非接触式双向通信,可以实现目标对象的自动识别,具有精度高、 速度快、抗干扰、适应性强等特点,被广泛应用于各种数据采集任务中.RFID 有3个频段:低频(LF, 125~134 kHz)、高频(HF,13.56 MHz)、超高频(UHF, 860~960 MHz) [6].本文设计的食品安全溯源系 统中使用的RFID 读卡器为超高频无源IP 通讯读卡器,遵循ISO/IEC 国际标准,应答器使用DOD 编码格 式并设置密码保护,询问器将采集的数据通过计算机互联网实时上传到系统服务器.本系统采用Java 语言 实现RFID 串口的通讯,相关接口是coo.jar ,该接口提供了串口通讯的相关操作.2.4二维码技术的实现二维码技术采用某种特定的几何图形按一定的规律在平面(二维方向)上分布的黑白相间的图形记录 数据的符号信息[7].二维码技术在编码机制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑基础的“0”“1”比特流的 概念,使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示相关信息,并通过图象输入设备或光电扫描设备自动 识别信息.本文设计的食品安全溯源系统中,用户可以通过使用智能手机或其它智能终端设备扫描食品包 装上的二维码以自动检索食品的生产、流通等环节的各种信息.具体来说,用户可以使用智能手机或其它 智能终端的照相机功能进行二维码识别:通过对照相机的硬件完成相关设置后,照相机就会自动对焦二维第1期吴晓庆,等:基于RFID 和二维码的食品安全溯源系统设计与实现35码并进行有效的扫描;在扫描完成之后,就可以实现对二维码的图片处理、信息读取以及信息验证等.本 系统在具体实现中,采用ZXing 实现二维码扫描.ZXing 是一个开放源码的、用Java 实现的多种格式的2D 条码图像处理库,它包含了联系到其它语言的端口[8-9]. Zxing 可以实现使用手机的内置摄像头完成条形码 的扫描及解码[10]-消费者置品細商食品生产隹业普理员直貼监管部门管理员文件导出数据加密二辭码检索嫌号管理二雑码生嵐数据接口层食胡査全佶息数擁库数据库操作接口图2食品安全溯源系统的系统架构外部砸件散据交换层RFID®写设备智能终端设备3结语当前,食品安全问题已经成为消费者最关心的重大问题.本文提出的解决方案对设计与开发高效、实 用的食品安全溯源系统具有较强的借鉴意义.其目的是要设计出一款能够结合RFID 和二维码技术实现对 食品生产和流通过程中的各种信息进行采集、跟踪和监管的食品安全溯源系统.通过采用本系统,可以从 根源上监督食品生产流通的整个过程,尽可能避免食品安全问题.(下转第55页)第1期刘倩,等:球坐标系在导航定位中的推广应用55参考文献:[1]孙娟娟,王永.GNSS卫星导航系统概述[J].科技资讯,2018,16(31):1-3[2]Parkinson B W,Spilker J J.Global Positioning System:Theory and Applications[M].Washington:AIAA,1996[3]Misra P,Enge P.Global Position System:Signals,Measurements,and Performance[M].2nd ed.Lincolnshire:Ganga-Jamuna,2006[4]张宝军,王亚辉.GPS标准定位服务偏移误差的预测和改善[J].计算机与数字工程,2018(5):896-899[5]同济大学数学系.高等数学(下册)[M].7版.北京:高等教育出版社,2010:164[6]伍胜健.数学分析(第三册)[M].北京:北京大学出版社,2010:162[7]朱健民,李建平.高等数学(上册)[M].北京:高等教育出版社,2015:279-280[8]陈纪修,於崇华,金路.数学分析(下册)[M].3版.北京:高等教育出版社,2019:142[9]张文丽,陈丽珍,靳佳润.积分变量变换公式的类比和应用[J].高等数学研究,2020(3):53-56[10]颜刚,李彬.坐标变换与面积元素[J]高等数学研究,2013(2):10-12(上接第35页)参考文献:[1]王薇.食品安全溯源体系建设的研究[D].北京:中央民族大学,2012:8-9[2]李宇才.基于物联网的食品溯源系统设计与实现[J]电子测试,2016(20):68-69[3]王梅.基于物联网的食品物流安全追踪方法研究[J].物流技术,2014,33(1):336-338[4]张明宇.基于RFID的食品安全生产记录监管系统[D].广州:华南理工大学,2015:15-16[5]通旭明,袁艳红,牛佳宁,等.基于二维码的食品安全溯源技术的研究[J]电脑编程技巧与维护,2020(1):153-155[6]王海波.RFID阅读器射频部分的设计与研究[D].南京:南京邮电大学,2013:13-14[7]王华,李卫卫,吴怀广,等.基于二维码的禽肉类产品安全溯源系统设计与实现[J].计算机应用与软件,2020,37(10):1-5[8]禹世杰,秦斌.基于Zxing2.0改进算法的条形码识别[J].电子制作,2013(6):110-111[9]陈元枝,邓艳,史绍亮,等.基于Zxing的彩色QR码生成与识别方法[J].桂林电子科技大学学报,2016,36(4):333-337[10]许博.Zxing条形码扫描技术在课堂考勤中的应用[J].中国信息技术教育,2018(21):88-90《高师理科学刊》加入《国家科技学术期刊开放平台》为了顺应国际开放获取运动的潮流,推动我国期刊与国际接轨,全面提升我国期刊的国际影响力,科技部设立了科技创新战略委托项目《科技精品期刊发展战略研究》,并建设《国家科技学术期刊开放平台}(),由中国科学技术信息研究所承担实施.该平台建设定位于“公益普惠、开放共享、权威精品”,以期刊资源开放整合为途径,推进期刊的公益使用、开放共享。
基于RFID的食品质量安全追溯方案(优.选)目录目录 (1)1 背景 (1)2 建设目标 (3)3 产品质量溯源系统 (3)4 案例:生猪肉品质量信息溯源系统 (4)4.1 应用目标 (5)4.2 系统简介 (5)4.3 系统设计 (6)4.3 运作过程 (6)4.3.1 养殖环节 (6)4.3.2 屠宰环节 (6)4.3.3 批发环节 (7)4.3.4 零售环节 (7)4.3.5 溯源与监管 (8)4.4 实施效益 (8)附:RFID技术特点 (8)基于RFID的食品质量安全追溯方案1 背景全国乃至全球的食品质量安全问题日益突出,食品质量安全事故层出不穷。
尤其近年来,畜禽疾病以及严重农产品残药、进口食品材料激增等食品质量安全危机频繁发生,严重影响了人们的身体健康,引起了全世界的广泛关注。
因此,食品追溯势在必行。
欧盟规定:凡在欧洲销售的食品上必须有可追溯标签,否则拒绝进入。
并相应制订了鱼类、蛋类和禽类、水果和蔬菜以及转基因产品等相应的追溯法规。
美国:在《生物性恐怖主义法案》(2002)的指导下,FDA新近制定了三个重要的法规,这些规定为企业和执法者提供了实施食品追溯的技术和执法依据。
要求食品生产者、加工者、分包商、零售商、进口商需要保持(纸的或电子的)记录,以便迅速识别食品的供给方和接受方。
加拿大:在加拿大农业政策框架(The Agricultural Policy Framework, APF)的指导下,一个由政府启动,企业推动的国家食品溯源体系于2004年在加拿大开始建立。
加拿大政府承诺在该体系下,将保证80%的国产食品从农产品原料到零售均可得到溯源。
目前在25个食品行业和贸易协会以及加拿大政府的共同参与下,已经对食品溯源展开了实质性的研究,以EAN-UCC为基础制定了两个重要的标准和导则,《食品溯源数据标准第一版》和《食品溯源良好规范》,并在这两个标准的指导下,制定了牛肉、新鲜农产品和水产品的操作指南。
食品生产中如何实现全程追溯和信息共享在当今社会,食品安全问题备受关注,消费者对于所购买食品的来源、生产过程以及质量安全有着越来越高的要求。
为了保障食品安全,实现食品生产的全程追溯和信息共享变得至关重要。
这不仅有助于及时发现和解决潜在的食品安全隐患,还能增强消费者的信任,促进食品行业的健康发展。
一、全程追溯的重要性全程追溯是指能够追踪食品从原材料采购、生产加工、仓储运输到销售终端的整个过程。
这一过程中的每一个环节都至关重要,任何一个环节出现问题都可能影响到食品的质量和安全。
首先,全程追溯可以帮助企业快速定位问题产品的源头。
一旦发现某一批次的食品存在质量问题,通过追溯系统能够迅速确定是哪个环节出了差错,是原材料供应商提供了不合格的原料,还是生产过程中的某个工艺出现了失误,亦或是运输储存条件不符合要求。
从而能够及时采取召回措施,减少问题产品的扩散,降低对消费者的危害和企业的损失。
其次,全程追溯能够增强消费者的信任。
消费者在购买食品时,如果能够清楚地了解到食品的生产全过程,包括原材料的来源、生产环境、加工工艺等信息,他们会更放心地购买和食用。
这有助于提高品牌的声誉和市场竞争力。
最后,全程追溯对于监管部门来说也是一种有效的监管手段。
监管部门可以通过追溯系统对企业的生产过程进行实时监控,及时发现违规行为,加强对食品行业的监管力度,保障公众的饮食安全。
二、实现全程追溯的技术手段1、条码和二维码技术条码和二维码是目前应用最为广泛的追溯标识。
在食品生产的各个环节,为产品赋予唯一的条码或二维码,通过扫描这些标识,可以获取到产品的相关信息,如生产日期、批次、生产厂家、原材料来源等。
2、射频识别技术(RFID)RFID 标签具有非接触式读取、存储容量大等优点。
在食品包装上嵌入 RFID 标签,可以实现对食品的实时追踪和监控,提高追溯的效率和准确性。
3、物联网技术通过物联网技术,将传感器安装在生产设备、仓储设施和运输车辆上,实时采集温度、湿度、位置等信息,实现对食品生产和流通过程的全面监控。
RFID在食品流通环节中的应用食品流通安全是关系“民生”的一个重大问题。
本文首先介绍RFID技术的基本工作原理,分析RFID技术在食品流通环节应用的必要性,然后剖析了RFID 技术在食品流通环节应用所面临的问题,最后展望了RFID在食品流通环节应用的前景。
标签:RFID 食品流通安全追溯追踪近年来,食品安全危机频繁发生,严重影响了人们的身体健康,引起了全世界的广泛关注。
食品从原材料采购到加工再到运输经过多道环节,有些食品在出厂的时候是合格的,但在运输仓储过程中,却出现了变质、损坏,很多问题就出现在流通环节上,流通中的物理环境与运作方式是影响食品安全的重要因素之一。
所谓食品流通是指以食品的质量安全为核心,以消费者的需求为目标,围绕食品购销、仓储、包装、运输、配送等过程环节而进行的管理和控制活动。
食品(特别是生鲜食品)在流通中对环境条件(如温度和湿度)要求极为严格,需要在尽可能短的时间内迅速配送到目的地,否则其营养、安全状况将大打折扣,甚至严重影响消费者的健康。
如何解决食品流通安全性问题,保护人民身体健康,已成为我国政府当前的一项迫切任务和重要战略举措。
将RFID技术应用于食品流通环节,可以消除食品在流通过程中因物理环境和运作方式而造成的食品污染,提高食品流通的安全性。
一、RFID的基本工作原理射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术,是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术(以下通称RFID技术),它是基于无线电通讯技术,并且综合了计算机、智能识别、大规模集成电路和网络等高新技术,顺应了物流管理和供应链管理等领域对信息识别技术的要求发展起来的。
一般完整的RFID系统包含三个部分:天线、读写器、RFID标签(射频卡)。
通常的做法是把天线集成在读写器中,天线发射电磁波激活射频卡上的感应标签,RFID标签上有存储器可以读写数据。
RFID标签具有体积小、容量大、寿命长、可重复使用等特点,可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理。
射频识别技术在物料追踪和溯源中的实践经验分享随着科技的不断进步和应用的广泛推广,射频识别(RFID)技术在物料追踪和溯源领域发挥着重要作用。
本文将分享一些实践经验,探讨射频识别技术在物料追踪和溯源中的应用。
一、射频识别技术简介射频识别技术是一种通过无线电信号识别特定目标的技术。
它通过将射频标签(RFID tag)附加到物体上,利用读写器(RFID reader)与标签之间的相互作用,实现物体的追踪和溯源。
二、物料追踪中的射频识别技术应用在物料追踪中,射频识别技术可以帮助企业实现对物料的准确追踪和管理。
通过将射频标签贴在物料上,我们可以实时获取物料的位置、状态等信息,从而提高物料的管理效率和准确性。
例如,在物流仓储行业,射频识别技术可以用于实现货物的入库、出库、库存盘点等操作。
通过在货物上贴上射频标签,仓库管理员可以通过读写器快速扫描标签,记录货物的信息,实现对物料的实时追踪和管理。
此外,在制造业中,射频识别技术也可以用于追踪生产过程中的物料。
通过在生产线上设置读写器,将射频标签与生产环节相结合,可以实时监控物料的流动情况,及时发现并解决潜在问题,提高生产效率和质量。
三、溯源中的射频识别技术应用溯源是指通过追溯产品的生产、加工、运输等环节,确定产品的来源和质量信息。
射频识别技术在溯源中的应用,可以帮助企业确保产品的质量和安全。
例如,在食品行业,射频识别技术可以用于追溯食品的生产和流通过程。
通过在食品包装上贴上射频标签,记录食品的生产日期、生产地点、供应商等信息,消费者可以通过扫描标签,了解食品的来源和质量信息,从而提高消费者对食品的安全和信任感。
此外,在药品行业,射频识别技术也可以用于追溯药品的生产和流通过程。
通过在药品包装上附加射频标签,记录药品的批次、生产日期等信息,医院和药店可以通过读写器快速扫描标签,确保药品的来源和质量,保障患者的用药安全。
四、射频识别技术的挑战与展望尽管射频识别技术在物料追踪和溯源中有广泛应用,但仍面临一些挑战。
RFID技术在食品安全追溯全过程中的应用俗语有云:民,以食为天。
而近年来人们对食品的关注已经上升到一个更高的层面——“食,以安最先。
”从疯牛病、口蹄疫到注水肉、毒韭菜、问题奶粉、苏丹红1号等,食品安全的问题正时刻威胁着广大人民群众的身体健康。
解决食品安全问题为和谐社会建设带来的不利影响,建立有效的食品安全监管与溯源体系,在第一时间里查清事故发生环节,为广大人民群众及时提供食品安全预警信息,快速将有问题的批次食品召回,保障广大人民身体健康,已经成为食品企业以及行业监管部门当前的首要责任。
食品行业供应链中跨环节之间的联系比较脆弱,这是实施跟踪与追溯的最大问题。
那么,如何才能建立起一条“从农(牧)场到餐桌”的食品安全追溯体系呢?食品的卫生与安全直接关系到人类的健康与生死存亡,我国政府高度重视食品安全问题,采取了许多措施,但食品安全问题还是时有发生。
在如此严峻的形势下,建立一套行之有效的“从农(牧)场到餐桌”的食品安全监控与追溯体系迫在眉睫。
而RFID技术的出现,无疑给食品安全监管与追溯问题带来了一系列切实有效的解决方案。
RFID技术的特点以及优势RFID技术广泛应用于社会各个领域,由于其能够通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预,且具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密、存储数据容量更大、存储信息更改自如等优点,在食品安全监控与追溯体系中得到了广泛应用。
基于RFID技术目前食品行业已经建立了较为完善的食品安全跟踪与追溯系统,即通过为食品及其原材料加贴RFID 电子标签,结合传感器、GPS(全球定位系统)、GIS(地理信息技术)等对食品在原材料、生产加工、物流配送、仓储、零售及消费等各环节的状态进行跟踪和记录,形成完整的可追溯的供应链记录,从而实现食品“从农(牧)场到餐桌”的全程跟踪与追溯,及时发现食品安全隐患,排除问题食品,确保食品的安全。
迄今为止,RFID技术的应用从生产,到监管,再到物流,防伪,以致追溯,从始至终贯穿了整个食品产业链,为保证人民食品安全发挥着突出的作用。
近年来,疯牛病、口蹄疫、禽流感等重大食品安全事件的爆发和流行对世界各国的经济和社会产生了非常重要的影响[1]。
随着经济的全球化,食品跨国界和跨地区流通越来越频繁,各种食品安全事故和隐患呈迅速扩展和蔓延之势[2]。
为了保障消费者健康,减少诸如“疯牛病”等疫病疫情带来的损失,世界上各个国家都采取了一系列保证食品安全的政策和措施,强调食品安全要“从农田到餐桌”全过程监控,欧盟、美国等国相继立法来强制性实行食品安全追溯制度。
所谓食品安全追溯制就是对食品生产、流通过程中各关键环节的信息加以有效管理,通过对这种信息的监控管理,来实现预警和追溯,预防和减少问题的出现,一旦出现问题即可以迅速追溯至源头[3]。
而近年来快速发展的射频识别技术(RFID)则成为当前各国建立跟踪与追溯体系的最佳选择。
1RFID技术介绍射频识别技术(RadioFrequencyIdentification,RFID)是一种非接触式的自动识别技术。
它可以存储大量的信息,通过射频信号同时对多个目标对象进行自动识别,且识别工作无须人工干预,并可工作于各种恶劣的环境下。
最基本的RFID系统由电子标签、读写器和天线三部分组成[4]。
RFID系统的工作原理是:电子标签根据电源的不同而分为有源电子标签和无源电子标签,当电子标签进入读写器的工作区域后,无源电子标签接收到读写器发出的电磁波,产生感应电流从而获得能量,发送出自身编码等信息被读取器读取并解码后送至电脑主机进行有关处理;有源电子标签则依靠自带电池供电[5-6]。
2RFID技术在食品全程跟踪与追溯中的应用进展2.1RFID技术在畜产品跟踪与追溯中的应用19世纪80年代,动物标识还只是为了制定牲畜的饲养计划和免疫程序而建立的,直到近几年,才逐渐用于安全管理。
随着科学技术的应用,畜产品的生产加工链越来越长,环节越来越多,消费者很难从食品链的最终环节了解畜产品的来源和生产过程信息。
由于疯牛病的出现,人们对食品安全、质量保证及环境保护越来越关注,畜产品可追溯系统在动物标识的基础上逐渐发展起来[7-8]。
张姝楠1,郭波莉2,潘家荣*(中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农业核技术与农产品加工重点实验室,北京100094)RFID技术在食品全程跟踪与追溯中的应用摘要:简要介绍了射频识别技术(RFID)系统的工作原理与功能特性,综述了RFID技术在食品跟踪与追溯中的国内外研究进展及其与其他溯源技术的区别与联系,并在此基础上指出了制约可追溯系统应用的主要问题,展望了RFID技术在食品领域的应用前景。
关键词:RFID技术;跟踪;追溯;电子标签APPLICATIONOFRFIDTECHNIQUEINFOODTRACKINGANDTRACINGZHANGShu-nan1,GUOBo-li2,PANJia-rong*(InstituteofAgro-FoodScienceandTechnology,CAAS/KeyLaboratoryofAgricultureNuclearTechnologyandAgo-FoodProcessing,MinistryofAgiculture,Beijing100094,China)Abstract:Inthispaper,theworkprincipleandcharacteristicsofRFIDweresimplyintroduced.Thenthetechni-calresearchadvancementandthedifferentiateandconnectionbetweenRFIDandotherswereexpounded.More-over,thekeyproblemofapplicationanditsapplicationprospectinfoodwasdescribed.Keywords:RFIDtechnique;Tracking;Tracing;Electronictag基金项目:“十一五”国家科技支撑计划“食品污染物溯源技术研究”(2006BAK02A16)课题资助作者简介:张姝楠(1982-),女(汉),硕士研究生,研究方向:食品安全。
*通讯作者:潘家荣(1964-),男,研究员,博士生导师。
1998年9月,英国宣布了牛跟踪系统计划。
英国政府规定,2000年7月1日以后出生的或者进口的牛必须采取数字识别。
牛的注册与识别包括标识、农场记录和许可证等方面。
在牛出生后的20d之内必须安装标识标签,标识标签有这头牛的标识码,这个标识码将伴随牛的一生。
在农场的记录中,记载有关于每一头牛的出生、进口、活动与死亡的全部情况[9]。
在澳大利亚,由政府监管部门建立互连网畜牧公共监管平台,并向农民优惠提供具有唯一识别编码的RFID电子耳标。
农民用RFID标签每标识一头饲养的动物,就上专门的网站进行注册登记一次,并随后记录该动物在饲养过程中各种重要信息,该信息将成为日后农民进行活体动物交易时买主最为关注的信息之一[10]。
在美国一个大约由70多个协会、组织以及政府机构的100余名畜牧兽医专业人员组成的家畜标识开发小组(USAIP),共同参与制定并建立家畜标识工作计划,其目的是在发现外来疫病的情况下,能够在48h内确定所有涉及与其有直接接触的企业。
对于不同的畜种有不同实施计划。
1)牛分阶段实施计划:第一阶段:2004年7月,使用具有企业编号的耳标或者其他通过认证的耳标;第二阶段:2005年7月起个体标识逐步过渡到射频电子标识;第三阶段:2006年7月,采用电子标签标识,在集市和加工处理厂安装RFID数据读取器。
2)猪分阶段实施计划:第一阶段:2004年7月,种猪标识或者其他具备资格的编号,商品猪最终拥有企业编号;第二阶段:2005年7月,猪群或小组编号,记录所有的转群过程;第三阶段:2006年7月,单个射频标识号与猪群组关联以自动记录数据[11]。
我国在2003年863数字农业项目中首次列入了数字养殖研究课题。
目前,一套基于远距离系统的RFID牛个体识别系统已经进入实用阶段。
江苏省农业科学院也采用项圈式应答器挂在牛颈上,用手持式PDA进行数据的读取和上传。
这两个系统的完成,体现了RFID技术在我国农业应用中的初步实现[12]。
目前,国内的一些较具规模的养猪场也开始采用RFID技术并取得了较好的效果[6]。
此外,我国还专门为肉类产品屠宰企业研制开发了“RFID肉类屠宰实时生产管理及安全信息追溯系统”,该系统通过对屠宰生产的全过程进行数据采集与管理,从而把各生产环节信息相互串连起来[13]。
2.2RFID技术在其他食品跟踪与追溯中的应用RFID技术除了在畜牧业上有较为成熟的使用外,在其他食品领域也有一定的应用。
澳大利亚Moraitis公司正在和IBM公司合作开发基于RFID技术的西红柿追踪系统。
该系统将提供每天从Moraitis运出的关于西红柿产地、包装日期、种类、质量和大小的详细信息[14]。
在英国,Trenstar和ScottishCourageBrewing公司展示了如何使用RFID标签更好实现对盛酒桶的追踪。
葡萄酒制造商还可以使用传感技术的RFID标签监控能够影响酒品质量的酒桶所在环境温度的变化[14]。
为了区分大量来自不同农场的虾产品,泰国一家RFID应用商已在研究将虾分发到各加工点之前,把RFID芯片植入渔场和中间市场中使用的装虾的塑料箱子里,以便了解虾的来源与去处[15]。
日本东京的一家高档超市中,每瓶酒上都带有一个透明的塑料RFID标签。
每瓶酒只要一拿下货架,离这瓶酒最近的液晶显示器上就会自动显示出这瓶酒的产地、年份、价格、生产商等信息。
再者由于日本人对食品的品质和温度非常讲究,因此为了保持食品最佳的状态,日本的一些运送食品的货车中会放一到两个RFID标签,随时监测送货过程中的车厢内温度变化[16]。
在中国RFID等技术也被用于水产品的安全跟踪管理,如:浙江省水产局杭州市技术监督局和国家环保总局有机食品发展中心也联合在国内水产业首次推出鱼类产品智能防伪卡———千岛湖“淳牌”有机鱼身份证,实现了从水体到餐桌的全程质量跟踪管理[14]。
3RFID与其他溯源技术的区别与联系目前,对食品供应链安全管理的手段还不是很多,传统的方法无法实现对整个供应链的追溯管理,食品行业中广泛采用条码技术进行安全追溯,而且在过去的几十年间条码技术发展得也很迅速,并已在原有一维条码的基础上开发出了二维条码。
但是一维条码尺寸相对较大,不适宜在较小的物品上使用,而且不具备容错能力,磨损或脏污情况不可读取。
二维条形码耳标,属于电子标识范畴,提高了身份标识自动获取能力,但其获取前端属于光学信号读取装置,易受光线、雾气、血污和粪便等物理环境的影响[17]。
同时条码技术只能采用人工的方法进行近距离的读取,无法做到实时快速的获得大批量食品的质量信息,而且其在流通环节上也无法提供食品所处环境信息的实时记录[18]。
与条码技术相比,由于RFID电子标签具有唯一识别编码、数据可重复擦写、标签数据存储量大、识别响应速度快、标签使用寿命长、可以在高温、高湿和户外等恶劣条件下使用,因此更加适合于食品供应链从“农田到餐桌”的全程管理[19-22]。
应用RFID技术不仅可以对个体进行识别,而且可以对供应链全过程的每一个节点进行有效的标识,从而对供应链中食品原料、加工、包装、贮藏、运输、销售等环节进行跟踪与追溯,及时发现存在的问题,进行妥善处理[23]。
可见,RFID系统可以贯穿整个食品供应链,将供应链中各环节的信息连接在一起。
但这种系统也有不足之处,例如标签记录了虚假信息、信息链中断或信息丢失等等,从而使溯源不清[24]。
目前,据文献报道可以用同位素、矿物元素、DNA、虹膜等检测技术对RFID技术进行监督和支撑[2,24-26]。
同位素、矿物元素、质谱等检测技术可用于产地的溯源,虹膜,DNA检测技术可用于个体的鉴别,DNA、蛋白质、脂肪等检测技术可用于品种的鉴别。
4RFID技术在食品跟踪与追溯中存在的问题目前RFID技术已经渗透到生产、物流、交通、医疗、仓储、防伪等方面[20-21,27-28],但在食品上的应用缓慢。
除了RFID标准、技术、安全之类的共性问题,还有一些因素限制了其在食品领域的发展。
4.1电子标签的成本问题RFID技术属于新技术并且比较复杂,本身造价就比较昂贵,再加上其安装配置也需要经过专业训练的专业人员,所以成为其快速普及的一个障碍[6]。
此外食品的价值普遍较低,这就使得电子标签无法应用于最终的单件食品。
现阶段可以把电子标签与条码结合起来,运用“电子标签+条码”技术,以降低应用成本,而且电子标签可以实现循环重复使用,就极大的降低了个体追溯的成本。