王君妤 楊 揚(yáng)

（南昌理工學(xué)院 江西南昌 330044）

基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)研究綜述

王君妤 楊 揚(yáng)

（南昌理工學(xué)院 江西南昌 330044）

本課題的研究以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過物聯(lián)網(wǎng)建立人與蔬菜的聯(lián)系，讓蔬菜的生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)、銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)透明化，菜農(nóng)與監(jiān)管部門更為嚴(yán)苛的對(duì)蔬菜質(zhì)量安全進(jìn)行干預(yù)、監(jiān)管和調(diào)節(jié)。消費(fèi)者最大限度的獲取蔬菜質(zhì)量安全的知情權(quán)，最大程度的保證蔬菜食用的安全。

物聯(lián)網(wǎng) 蔬菜質(zhì)量 溯源系統(tǒng)

引言

蔬菜生產(chǎn)經(jīng)營的規(guī)模化影響著蔬菜的質(zhì)量安全。零散式的蔬菜生產(chǎn)經(jīng)營結(jié)構(gòu)嚴(yán)重制約著政府及其有關(guān)部門對(duì)蔬菜質(zhì)量安全的監(jiān)管。但是不可否認(rèn)的是即使蔬菜生產(chǎn)已經(jīng)規(guī)?；U(kuò)大化，但是其中不乏有生產(chǎn)者一個(gè)勁兒追求生產(chǎn)數(shù)量和生產(chǎn)效率，在生產(chǎn)過程中大量地、不合理地使用農(nóng)藥和化肥；出售者也為了更多的追求利益，在蔬菜銷售時(shí)縱容腐壞變質(zhì)的蔬菜流入市場(chǎng)。農(nóng)藥殘留超標(biāo)、蔬菜腐壞變質(zhì)兩大問題的普遍存在造成了嚴(yán)重的蔬菜質(zhì)量安全問題。

一、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

目前，為了強(qiáng)制性實(shí)行農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源制度，以美國為首的一些西方發(fā)達(dá)國家陸陸續(xù)續(xù)采用了立法手段。食品及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的研究問題上，我國研究起步較晚，因此成功的案例也不多見。上海市發(fā)布了“食用農(nóng)產(chǎn)品全程監(jiān)控平臺(tái)”；深圳市推行了“IC卡電腦信息管理系統(tǒng)”；北京市構(gòu)建了“食用農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)簽信息管理系統(tǒng)”。［1］

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和運(yùn)用為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的建設(shè)帶來了新的希望，提供了技術(shù)基礎(chǔ)。所以，運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來建立健全的、規(guī)范的蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)，在蔬菜生產(chǎn)、流通過程中建立統(tǒng)一的信息采集指標(biāo)、統(tǒng)一的編碼規(guī)則和溯源規(guī)程等有著很大的實(shí)用性。這也必將成為食品質(zhì)量安全管理的發(fā)展形勢(shì)所趨。

二、設(shè)計(jì)目標(biāo)及方案

1.設(shè)計(jì)目標(biāo)

蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)需要記錄生產(chǎn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的錄入真實(shí)性，從根源上保證數(shù)據(jù)的真實(shí)有利于提高查詢結(jié)果的準(zhǔn)確度。RFID技術(shù)對(duì)蔬菜安全質(zhì)量溯源各個(gè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的采集和讀取更加方便快捷。

2.設(shè)計(jì)方案論證

（1）方案一：條形碼

通過改進(jìn)，不少學(xué)者將條碼技術(shù)應(yīng)用于食品（農(nóng)產(chǎn)品）追溯系統(tǒng)中，在加工車間或是銷售環(huán)節(jié)，通過手持機(jī)掃描條碼來獲取產(chǎn)品數(shù)據(jù)。［4］條形碼是我國目前農(nóng)資物流追溯所采用的方式，而條碼技術(shù)的固有缺陷特別明顯。

（2）方案二：RFID標(biāo)簽

RF1D技術(shù)是一種不僅靈敏度高、使用方便而且特別適合于自動(dòng)或半自動(dòng)化控制環(huán)境的應(yīng)用技術(shù)。它的識(shí)別過程用不上過多的人工干預(yù)，誤差小。RFID標(biāo)簽不僅支持只讀工作模式，也可以進(jìn)行寫入，在惡劣的工作環(huán)境中已然能夠保持很高的精準(zhǔn)度。它所具備的獨(dú)特優(yōu)越性讓其他識(shí)別設(shè)備無法望其項(xiàng)背。主要包括以下幾個(gè)方面：

① 讀取方便、識(shí)別效率高：信息的捕獲無須光源。RFID系統(tǒng)的有效讀取距離長，特別是內(nèi)設(shè)電源的RFID標(biāo)簽，它讀取有效距離可以達(dá)到30米以上。當(dāng)RFID—進(jìn)入耦合磁場(chǎng)，閱讀器就能迅速得到標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)如多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)存在時(shí)，讀寫器可以實(shí)現(xiàn)批量識(shí)別功能。

② 儲(chǔ)存容量大、安全性強(qiáng)∶即使與時(shí)下存儲(chǔ)量最大的PDF4n型二維條碼相比，RFID標(biāo)簽的容量優(yōu)勢(shì)仍然十分明顯，根據(jù)用戶的需要，RFID標(biāo)簽最多可以擴(kuò)充至數(shù)10K。還可以通過設(shè)計(jì)密碼來保護(hù)標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)不受干擾。防偽性和加密性都要優(yōu)于同類產(chǎn)品。

③ 使用范圍廣：由于RFID獨(dú)特的無線通訊方式，保證了標(biāo)簽在粉塵、油饋或是放射性物質(zhì)對(duì)數(shù)據(jù)不受干擾，同時(shí)其密閉式的包裝模式也使得其使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了條碼這類的印刷品。

④ 標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入迅速，實(shí)現(xiàn)即時(shí)動(dòng)態(tài)通訊：利用閱讀器不單可以讀取標(biāo)簽信息，還可以通過編輯功能可以向RFID標(biāo)簽中植入數(shù)據(jù)，從而賦予其便攜式數(shù)據(jù)交互的功能。同時(shí)RFID標(biāo)簽的頻率一般在50-100HZ左右，只要對(duì)應(yīng)的RFID標(biāo)簽出現(xiàn)在閱讀器的有效范圍內(nèi)，閱讀器將自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)跟蹤和監(jiān)管。

3.可行性分析

（1）需求可行性

溯源系統(tǒng)中，源信息無疑很重要。但是各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息的采集也顯得尤為關(guān)鍵。蔬菜產(chǎn)品在流通中各個(gè)環(huán)節(jié)的信息量很大，不可能通過手動(dòng)方式進(jìn)行信息的錄入，蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)中種植、加工、儲(chǔ)運(yùn)、銷售等重要環(huán)節(jié)中相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集手工錄入工作量太大，浪費(fèi)太大人力物力，而且還會(huì)存在偏差。［2］

（2）經(jīng)濟(jì)可行性

現(xiàn)如今，非接觸式IC卡的價(jià)格成本方面，由于RFID技術(shù)已趨于成熟，卡片的大批量生產(chǎn)，價(jià)格已經(jīng)非常低，投入成本也被大大降低了，考慮實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，利于蔬菜生產(chǎn)企業(yè)大規(guī)模使用。

目前基本配置的計(jì)算機(jī)也價(jià)格親民，也適合購進(jìn)使用。

（3）技術(shù)可行性

無線射頻技術(shù)是當(dāng)前比較成熟的技術(shù)，經(jīng)過數(shù)年的技術(shù)沉淀，射頻識(shí)別技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活中的各個(gè)領(lǐng)域，從硬件穩(wěn)定性和軟件支持都是比較不錯(cuò)的。隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的成熟，使用RFID技術(shù)對(duì)蔬菜質(zhì)量安全進(jìn)行溯源，實(shí)現(xiàn)信息的數(shù)字化，工作的高效化迫在眉睫。

（4）設(shè)計(jì)原則

實(shí)用性：整個(gè)系統(tǒng)的操作的特點(diǎn)是反應(yīng)快速，便于消費(fèi)者進(jìn)行蔬菜的溯源查詢，便于各種RFID讀寫器的數(shù)據(jù)采集和讀取。查詢方便、簡(jiǎn)捷、高效。

可靠性：蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)必須能夠滿足可靠、連續(xù)的運(yùn)行要求。RFID技術(shù)的可重復(fù)讀寫功能可以讓溯源系統(tǒng)反復(fù)利用，系統(tǒng)穩(wěn)定，易維修。

四、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要分為四個(gè)模塊，主要用于詳細(xì)說明蔬菜安全質(zhì)量溯源信息采集的各個(gè)環(huán)節(jié)。如圖1所示：

結(jié)語

蔬菜作為人們每天的必需食品，其質(zhì)量安全已經(jīng)吸引了社會(huì)各界關(guān)注的眼球。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自然得以廣泛應(yīng)用。值得警醒的是，物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域的應(yīng)用才剛剛起步，成功案例屈指可數(shù)。因?yàn)檫@些原因，本文開展的研究具有十分寶貴的實(shí)用價(jià)值并頗具現(xiàn)實(shí)意義。

圖1　溯源系統(tǒng)管理模塊總圖

［1］胡鷺，基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)［D］.南昌理工學(xué)院，2015

［2］施亮，傅澤田，張領(lǐng)先，基于RFID技術(shù)的肉牛養(yǎng)殖質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)研究［J］計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2010