RFID技术在食品安全追溯平台中的应用研究

来源：微型机与应用

“民以食为天，食以安为先”，食品安全是天大的事情，是影响人类健康的关键因素。近年来，国内外频频发生食品安全事件，老百姓对食品安全防不胜防，对于食品质量是否过关、能否达到安全标准也经常持怀疑态度。从“农田到餐桌”，食品行业的生产经营环节众多，任何一个环节出现差错，都可能出现各种安全问题，影响百姓生活和健康[1]。如何让老百姓吃到放心的食品，除了建立相应质量标准，加强监控和检测，杜绝问题食品进入市场，还要采用先进的物流技术，通过溯源系统建立问责机制，在问题食品进入市场后还能够进一步发现问题食品的根源[2]。如何消除老百姓对食品质量安全的顾虑，关键在于能为消费者提供食品真实的生产加工信息及可靠的质量安全报告。

RFID(Radio Frequency Identification)无线射频识别技术，是20世纪90年代开始兴起的一项技术。RFID技术在当今很多物联网系统中起了关键性作用，它实现“物”与“网”的联接。本文研究RFID应用于食品安全追溯平台，通过RFID技术采集食品有关信息，输入到食品安全管理系统，存储到中心数据库中，实现信息数据共享，消费者及监管部门能方便地查询到食品的生产、加工、运输等信息。

1 RFID工作原理介绍

一个基础的RFID系统有硬件和软件两部分组成，硬件主要由电子标签、读写器、天线组成，其配置如图1所示。软件则由读写器软件、应用系统软件及中间件等软件组成。

电子标签是内存带有天线的芯片，芯片中存储标识物的信息。当电子标签进入读写系统天线辐射的范围内时，读写器首先接收标签发出的无线电波读取数据，然后再将数据传送到后面操作系统，用户可以通过操作系统处理有关数据从而进行管理控制[3]。

2 RFID技术优势

RFID作为一项易于操控、简单实用、灵活的技术，所具备的优越性是条码、磁卡、IC(Integrated Circuit，IC)卡等其他识别技术无法比拟的[4]。与其他自动识别技术相比，RFID技术最明显的优点是非接触识别，不需要可视范围内操作;同时可以识读多标签，不用逐一扫描标识码，大大提高工作效率;数据读取距离远近可根据系统频段高低选择，节约成本;电子标签采用具存储信息功能的芯片加封装，可以防水防尘防油污，受外界环境影响小[5]。

在日常生活中，常见到标示于食品上的是条形码，那是一种可视化标签，信息量小。引用RFID技术，电子标签作为目标物的标示，附着在目标物体上，是目标物信息载体。而与目前广泛使用的物流条码标签相比，采用RFID电子标签具有很多优势[6]。比较明显的特点有环境适应能力强、信息量大、读取距离长、电子标签不需要处在识别器视线之内等，如表1所示[7-8]。

RFID技术的不断推广应用，为人们的生活带来很多方便，尤其是在物品跟踪方面，很大程度地提高了信息准确率和工作效率。在西方国家尤其是美国，不少零售商已经要求其供应商在物流方面采用RFID技术以降低物流成本及配送效率，防止产品脱销情况的出现。传统的识别技术往往用于畜牧育种方面，这种技术在一定程度上解决了在养殖场上的智能化管理及生产中的实际问题，但难以完成整个供应链的信息化的需要。RFID技术的提出提供了一种新的技术支持，它可以解决动物身份认证和追踪问题，是一种较理想的溯源技术手段。

3 RFID技术在食品安全追溯平台的应用

RFID技术在食品安全追溯平台的应用主要体现在产品信息的采集。RFID技术主要是利用特定的电子标签与拟跟踪的产品相对应，以随时对产品的相关属性进行信息跟踪、追溯与管理[9]。

以肉猪供应链为例，从养殖到最终被消费，需要经过一系列的生产、加工、运输和储存销售等环节。肉猪一般经养殖厂、屠宰场、物流到市场销售，肉猪的质量安全程度也在这几个环节中体现，所以当中生产加工的信息透明化能够有效地提高并监督产品质量安全。根据这几个环节，设计肉猪质量信息管理系统，各功能模块根据业务流程需要拓展(图2所示)。

将RFID技术应用到肉猪质量安全信息追溯系统中，能够轻松获取各环节信息。根据业务流程通过RFID技术可以记载从源头生产到销售的有关信息，有效地对肉猪产品来源和加工运输过程等进行跟踪，同时使得肉猪产品生产流程更加透明化、可监督化。将RFID技术应用到追溯系统中，需对养殖环节肉猪活体、屠宰加工环节肉胴体、运输及销售环节肉产品进行标签标识，各环节RFID系统及电子标签配置要求如表2所示。要实现肉猪产品生命周期的信息查询，除对电子标签的配置要求外，对标签的编码写入必须遵循RFID的编码方案，才能对标识物进行唯一性标识，只有唯一性的标识才能对应唯一真实可靠信息，同时方便追踪溯源。

例如在养殖环节中，可以将电子标签设计为耳标，每个耳标对应一个编码，即给每头肉猪一个编码标识，让其随身携带“身份证”。当猪崽出生后，养殖厂饲养工作人员将为其佩戴带有RFID标签的耳标，同时建立一份肉猪基本信息档案，在养殖过程中的所有信息如自身成长信息、饲料信息、药物疫苗信息、隶属养殖厂和操作人员信息、检验检疫是否合格等都记录到该档案中，并通过计算机及时将信息上传到管理中心的数据库。耳标和档案将随着肉猪的迁移而转移，通过读取RFID耳标，能调用查询到数据库中肉猪的有关信息。当读写器读取到电子标签编码时，能将存储在数据库对应编码的数据调用出来，方便查询。

在肉猪质量安全信息追溯系统中，RFID应用程序主要包括射频读卡模块和PC机应用平台及RFID读写器与应用平台之间的通信协议，其流程图如图3所示[10]。由PC机操作系统向读写器读卡模块发送查询命令，处理器读写数据块程序部分则主要依靠读卡模块发送读写请求信号和响应信号实现读写。

4 结束语

RFID技术使得食品来源追溯、流向跟踪、信息保存、责任追查、产品召回成为可能。通过RFID技术与物联网信息服务技术的结合，可实现食品从生产加工到物流配送到销售整个供应链各环节的实时数据采集，实现对食品的有效监控、追踪。