登錄
注冊(cè)
基于RFID技術(shù)的食品安全管理系統(tǒng)
一、 RFID技術(shù)概述
最基本的RFID系統(tǒng)由RFID標(biāo)簽、讀寫器和天線組成。
RFID標(biāo)簽用于標(biāo)識(shí)目標(biāo)對(duì)象，它由耦合元件和芯片組成，可以存儲(chǔ)識(shí)別對(duì)象的相關(guān)信息。每個(gè)RFID標(biāo)簽具有惟一的電子編碼。在RFID標(biāo)簽內(nèi)含有內(nèi)置天線，能夠和讀寫器的射頻天線進(jìn)行通信。按照能量供給方式的不同，RFID標(biāo)簽分為有源、無源和半有源三種類型。按照RFID標(biāo)簽存儲(chǔ)內(nèi)容是否可以寫入，RFID標(biāo)簽分為可讀寫、一次寫入多次讀出和只讀類型。
在實(shí)際應(yīng)用中，RFID標(biāo)簽的工作頻率是一個(gè)很重要的參數(shù)，標(biāo)簽的工作頻率直接決定了RFID系統(tǒng)應(yīng)用的各方面特性。按照工作頻率的不同，RFID標(biāo)簽可分為低頻、高頻、超高頻和微波頻段的標(biāo)簽。低頻標(biāo)簽主要應(yīng)用于動(dòng)物識(shí)別、容器識(shí)別、工具識(shí)別。車輛門禁系統(tǒng)等領(lǐng)域；高頻標(biāo)簽主要應(yīng)用于圖書管理、物流管理、固定資產(chǎn)管理、智能貨架管理等領(lǐng)域；超高頻標(biāo)簽主要應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理、生產(chǎn)線自動(dòng)化的管理、集裝箱管理和高速公路收費(fèi)等領(lǐng)域；微波頻段的標(biāo)簽也已經(jīng)開始應(yīng)用。
讀寫器用于對(duì)RFID標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，能夠?qū)FID標(biāo)簽的內(nèi)容進(jìn)行讀、寫操作。讀寫器分為固定式和手持式，可根據(jù)不同的情況選擇使用。在實(shí)際應(yīng)用中，還經(jīng)常把讀寫器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連接，利用計(jì)算機(jī)對(duì)讀寫器收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析和處理；當(dāng)同時(shí)使用多個(gè)標(biāo)簽時(shí)，讀寫器之間可能會(huì)互相干憂。
天線用來在RFID標(biāo)簽和讀寫器間傳遞射頻信號(hào)。為了提高識(shí)別的準(zhǔn)確度，使用時(shí)應(yīng)盡量使讀寫器的天線面向識(shí)別目標(biāo)的標(biāo)簽。因?yàn)楫a(chǎn)品標(biāo)簽的方面不便控制，有時(shí)需要在多個(gè)方面配置天線，所以，目前已有很多支持多個(gè)天線的讀寫器。
與目前常用的條形碼技術(shù)相比，RFID具有多方面的優(yōu)勢(shì)，如識(shí)別距離遠(yuǎn)，識(shí)別時(shí)不需要標(biāo)簽視覺可見，能夠在惡劣環(huán)境中使用，內(nèi)容可能更新，能夠批量讀取多個(gè)標(biāo)簽，信息量大，容易仿制等。這些優(yōu)點(diǎn)使得RFID在農(nóng)產(chǎn)品管理領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
二、 RFID在農(nóng)產(chǎn)品管理中的應(yīng)用方式
將RFID技術(shù)應(yīng)用于食品安全，首先是建立完整、準(zhǔn)確的食品供應(yīng)鏈信息記錄。借助RFID對(duì)物體的唯一標(biāo)識(shí)和數(shù)據(jù)記錄，能食品供應(yīng)鏈全過程中的產(chǎn)品及其屬性信息、參與方信息等進(jìn)行有效的標(biāo)識(shí)和記錄。并且，食品跟蹤與追溯要求在食品供應(yīng)鏈中的每一個(gè)加工點(diǎn)，不僅要對(duì)自己加工成的產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)識(shí)，還要采集所加工的食品原料上已有的標(biāo)識(shí)信息，并將其全部信息標(biāo)識(shí)在加工成的產(chǎn)品上，以備下一個(gè)加工者或消費(fèi)者使用。
基于這一覆蓋全供應(yīng)鏈、全流程的數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)與物體之間的可靠聯(lián)系，可確保到達(dá)消費(fèi)者口中的食品來源清晰，并可追溯到具體的動(dòng)物個(gè)體或農(nóng)場(chǎng)，生產(chǎn)加工企業(yè)、人員，儲(chǔ)運(yùn)過程等中間環(huán)節(jié)。RFID是一個(gè)100%追蹤食品來源的解決方案，因而可回答消費(fèi)者有關(guān)“食品從哪里來，中間處理環(huán)節(jié)是否完善”等問題，并給出詳盡、可靠的回答?？捎行ПO(jiān)控解決食品安全問題。
在生產(chǎn)階段，生產(chǎn)者把產(chǎn)品的名稱、品種、產(chǎn)地、批次、施用農(nóng)藥、生產(chǎn)者信息及其他必要的內(nèi)容存儲(chǔ)在RFID標(biāo)簽中，利用RFID標(biāo)簽對(duì)初始產(chǎn)品的信息和生產(chǎn)過程進(jìn)行記錄；在產(chǎn)品收購時(shí)，利用標(biāo)簽的內(nèi)容對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行快速分揀，根據(jù)產(chǎn)品的不同情況給以不同的收購價(jià)格。
在加工階段，利用RFID標(biāo)簽中的信息對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分揀，符合加工條件的產(chǎn)品才能允許進(jìn)入下一個(gè)加工環(huán)節(jié)。對(duì)進(jìn)入加工環(huán)節(jié)的產(chǎn)品，利用RFID標(biāo)簽中記錄的信息，對(duì)不同的產(chǎn)品進(jìn)行有針對(duì)性的處理，以保證產(chǎn)品質(zhì)量；加工完成后，由加工者把加工者信息、加工方法、加工日期、產(chǎn)品等級(jí)、保質(zhì)期、存儲(chǔ)條件等內(nèi)容添加到RFID標(biāo)簽中。
在運(yùn)輸和倉儲(chǔ)階段，利用RFID標(biāo)簽和沿途安裝的固定讀寫器跟蹤運(yùn)輸車輛的路線和時(shí)間。在倉庫進(jìn)口、出口安裝固定讀寫器，對(duì)產(chǎn)品的進(jìn)、出庫自動(dòng)記錄。很多農(nóng)產(chǎn)品對(duì)存儲(chǔ)條件、存儲(chǔ)埋單有較高的要求，利用RFID標(biāo)簽中記錄的信息，迅速判斷產(chǎn)品是否合適在某倉庫存儲(chǔ)，和還可以存儲(chǔ)多久；在出庫時(shí)，根據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間選擇優(yōu)先出庫的產(chǎn)品，避免經(jīng)濟(jì)損失；同時(shí)，利用RFID還可以實(shí)現(xiàn)倉庫的快速盤點(diǎn)，幫助管理人員隨時(shí)了解倉庫里產(chǎn)品的狀況。
在銷售階段，商家利用RFID標(biāo)簽了解購入商品的狀況，幫助商家對(duì)產(chǎn)品實(shí)行準(zhǔn)入管理。收款時(shí)，利用RFID標(biāo)簽比使用條形碼能夠更迅速地確認(rèn)顧客購買商品的價(jià)格，減少顧客等待的時(shí)間。商家可以把商場(chǎng)的名稱、銷售時(shí)間、銷售人員等信息寫入RFID標(biāo)簽中，在顧客退貨和商品召回時(shí)，對(duì)商品進(jìn)行確認(rèn)。
當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)問題時(shí)，由于產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、銷售等環(huán)節(jié)的信息都存在RFID標(biāo)簽中，根據(jù)RFID標(biāo)簽的內(nèi)容可以追溯全過程，在幫助確定出現(xiàn)問題的環(huán)節(jié)和問題產(chǎn)品的范圍。利用讀寫器在倉庫中迅速找到尚未銷售的問題產(chǎn)品，消費(fèi)者也能利用RFID技術(shù)，確認(rèn)購買的產(chǎn)品是否是問題產(chǎn)品及是否在召回的范圍內(nèi)。
另外，在把信息加入RFID標(biāo)簽的同時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)把信息傳送到公共數(shù)據(jù)庫中，普通消費(fèi)者或購買產(chǎn)品的單位，通過把商品的RFID標(biāo)簽內(nèi)容和數(shù)據(jù)庫中的記錄進(jìn)行比對(duì)，能夠有效地幫助識(shí)別假冒產(chǎn)品。
三、應(yīng)用效益
（一）經(jīng)濟(jì)效益
一方面是產(chǎn)品質(zhì)量的提高直接帶來的經(jīng)濟(jì)效益。安全農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的全程跟蹤和追溯可提高產(chǎn)品的附加值，比如“放心豬肉”每千克價(jià)格一般比普通豬肉高幾元，基于豬個(gè)體體況的精細(xì)化養(yǎng)殖提高了生豬的品質(zhì)，尤其在出口方面，高品質(zhì)的生豬同一般品質(zhì)的豬相比，每頭售價(jià)要高幾十元。另一方面是節(jié)省生產(chǎn)成本間接帶來的經(jīng)濟(jì)效益?；赗FID技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品管理系統(tǒng)的應(yīng)用可以減少人手，節(jié)省人工工資；通過對(duì)產(chǎn)品個(gè)體的監(jiān)測(cè)和精細(xì)飼養(yǎng)可以節(jié)省飼料，降低生產(chǎn)成本；打破部門條塊分割，實(shí)現(xiàn)信息共享，完善監(jiān)控手段，減少隱性成本。
（二）社會(huì)效益
系統(tǒng)應(yīng)用基于RFID的信息平臺(tái)進(jìn)行管理，以信息化帶動(dòng)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)企業(yè)的改造，可以帶來如下的社會(huì)效益：
(1)提高從業(yè)人員的信息素養(yǎng)和管理水平。
雖然農(nóng)業(yè)企業(yè)使用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，但應(yīng)用的水平比較低，而理解和使用信息平臺(tái)需要更高的信息素養(yǎng)和全局的管理觀念。
(2)提高消費(fèi)者的信心。
食品安全已經(jīng)成了普通百姓關(guān)注的焦點(diǎn)，在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中存在的各種問題極大地挫傷了消費(fèi)者的信心，為此必須實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的全程跟蹤和問題農(nóng)產(chǎn)品的可追溯。
(3)信息化平臺(tái)的建設(shè)具有較好的示范效益。
我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平比較低，如何進(jìn)行傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)改造，光說不行，需要有好的示范。大型農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化企業(yè)一般采用企業(yè)化管理，類似工廠化生產(chǎn)，比較容易進(jìn)行信息化改造。隨著經(jīng)濟(jì)全球化，精細(xì)農(nóng)業(yè)、精細(xì)養(yǎng)殖時(shí)代的到來，通過示范加速產(chǎn)業(yè)改造具有較好的社會(huì)效益。
四、 應(yīng)用中可能出現(xiàn)的問題
成本和標(biāo)準(zhǔn)是影響RFID推廣的二個(gè)重要問題。目前各國(guó)已經(jīng)制定了多個(gè)RFID的標(biāo)準(zhǔn)，但缺乏統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。RFID的成本雖然已經(jīng)下降了很多，但由于農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量眾多，而且有些農(nóng)產(chǎn)品本身價(jià)格就很低，所以使得RFID的成本依然相對(duì)較高。目前，可以先在高附加值的產(chǎn)品上使用；對(duì)于低附加值的產(chǎn)品，可以在裝箱后，以箱為單位使用。
數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)也是應(yīng)用中需要解決的問題。在應(yīng)用中需要防止對(duì)RFID標(biāo)簽內(nèi)容的非法讀寫，保證RFID標(biāo)簽數(shù)據(jù)安全，保護(hù)購買者的個(gè)人隱私。加密技術(shù)是解決問題的一種方法，使用加密技術(shù)對(duì)RFID標(biāo)簽的內(nèi)容加密后，只有被授權(quán)用戶才能對(duì)RFID標(biāo)簽內(nèi)容進(jìn)行讀寫操作。
另外，很多農(nóng)產(chǎn)品含有較多的水分，有些RFID標(biāo)簽在水分較多的時(shí)候難以正常工作。在購買RFID標(biāo)簽時(shí)，需要根據(jù)產(chǎn)品情況進(jìn)行選擇。
五、結(jié)語
RFID技術(shù)具有很多的優(yōu)點(diǎn)，把RFID應(yīng)用到農(nóng)產(chǎn)品的管理中，能夠有效地加強(qiáng)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的監(jiān)管，提高管理水平，增進(jìn)食品的安全。雖然RFID在應(yīng)用中還有一些問題需要解決，但是其應(yīng)用前景是十分廣闊的。
