關(guān)于基于RFID的動(dòng)物食品溯源系統(tǒng)解決方案設(shè)計(jì)詳解

1 動(dòng)物食品溯源系統(tǒng)

1．1 動(dòng)物食品追溯流程和信息模型

動(dòng)物食品安全溯源系統(tǒng)包括從“養(yǎng)殖場(chǎng)”到“消費(fèi)者”的諸多環(huán)節(jié)，主要有：養(yǎng)殖場(chǎng)、運(yùn)輸物流、屠宰場(chǎng)、物流倉(cāng)儲(chǔ)、超市和消費(fèi)者6個(gè)環(huán)節(jié)，其構(gòu)成的溯源流程和與之相匹配的信息模型如圖1所示。

圖1動(dòng)物食品追溯流程和信息模型

為了保證消費(fèi)者從餐桌到養(yǎng)殖場(chǎng)的全過(guò)程追溯，需要在圖1的6個(gè)環(huán)節(jié)中依靠不同的標(biāo)簽對(duì)動(dòng)物進(jìn)行標(biāo)識(shí)，并在每個(gè)環(huán)節(jié)中對(duì)標(biāo)識(shí)的動(dòng)物食品管理和記錄圖中的信息。

1．2 溯源系統(tǒng)的基本框架

溯源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)在動(dòng)物食品生產(chǎn)過(guò)程中的多個(gè)環(huán)節(jié)逐漸生成，并在相應(yīng)環(huán)節(jié)中添加到溯源系統(tǒng)中。大量多類(lèi)型追溯信息的存儲(chǔ)和管理僅僅通過(guò)標(biāo)識(shí)標(biāo)簽是很難實(shí)現(xiàn)的，需要采用標(biāo)簽和數(shù)據(jù)中心結(jié)合的方式才能滿(mǎn)足追溯系統(tǒng)中信息管理的復(fù)雜需求。通過(guò)標(biāo)簽技術(shù)對(duì)動(dòng)物性食品加工環(huán)節(jié)中每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行唯一標(biāo)識(shí)，如圖2所示。在每個(gè)加工環(huán)節(jié)都建立相應(yīng)的信息管理平臺(tái)，該平臺(tái)采集加工環(huán)節(jié)中每個(gè)產(chǎn)品的信息并匯總到食品安全數(shù)據(jù)中心。在整個(gè)環(huán)節(jié)中都有政府專(zhuān)門(mén)機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)管。消費(fèi)者可以根據(jù)產(chǎn)品的標(biāo)簽從數(shù)據(jù)中心查詢(xún)到該產(chǎn)品所歷經(jīng)的所有生產(chǎn)環(huán)節(jié)及其關(guān)鍵信息，任何環(huán)節(jié)的生產(chǎn)廠(chǎng)家都可以通過(guò)系統(tǒng)對(duì)產(chǎn)品向上追溯和向下跟蹤，政府可以通過(guò)數(shù)據(jù)中心的信息建立自動(dòng)的食品安全監(jiān)測(cè)平臺(tái)。

2 有機(jī)RFID在動(dòng)物食品溯源系統(tǒng)中的應(yīng)用探討

動(dòng)物食品涉及畜牧養(yǎng)殖、屠宰加工、流通銷(xiāo)售等眾多環(huán)節(jié)，其從養(yǎng)殖場(chǎng)到餐桌的整個(gè)生產(chǎn)流程與其他食品相比要復(fù)雜得多，因此追溯的信息涵蓋面更廣、信息量更大、追溯信息間的轉(zhuǎn)換頻率更高。在整個(gè)生產(chǎn)流通環(huán)節(jié)中全部使用電子標(biāo)簽，在中國(guó)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)和行業(yè)發(fā)展水平上還不現(xiàn)實(shí)。不同的生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)標(biāo)簽技術(shù)具有不同的需求，可針對(duì)需要進(jìn)行靈活選擇。

2．1 養(yǎng)殖場(chǎng)

在養(yǎng)殖場(chǎng)牲畜出生后，養(yǎng)殖場(chǎng)管理平臺(tái)生成唯一的“生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼”，并在食品安全數(shù)據(jù)中心中進(jìn)行信息的登記，建立起牲畜個(gè)體信息數(shù)據(jù)庫(kù)。牲畜在飼養(yǎng)過(guò)程中的批次、飼料、免疫、檢疫等情況都分別通過(guò)管理平臺(tái)記錄在食品安全數(shù)據(jù)中心。由于牲畜養(yǎng)殖過(guò)程中二維條碼易受污染，且易受牲畜的破壞等，并且在信息的錄入環(huán)節(jié)需要逐個(gè)登記牲畜的標(biāo)簽，不適合多個(gè)標(biāo)簽同時(shí)錄入。因此養(yǎng)殖環(huán)節(jié)中，適合采用RFID標(biāo)簽作為“生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼”的載體，每個(gè)RFID標(biāo)簽和“生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼”在數(shù)據(jù)中心一一對(duì)應(yīng)。綜合牲畜的養(yǎng)殖時(shí)間和無(wú)機(jī)RFID標(biāo)簽的壽命，對(duì)于養(yǎng)殖超過(guò)I年的牲畜采用無(wú)機(jī)RFID標(biāo)簽，低于1年的牲畜采用有機(jī)RFID標(biāo)簽。在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)根據(jù)需要可選用有機(jī)RFID標(biāo)簽或無(wú)機(jī)RFID標(biāo)簽，盡管無(wú)機(jī)RFID成本比有機(jī)RFID標(biāo)簽高，但由于飼養(yǎng)階段牲畜數(shù)量有限，所以增加的成本對(duì)于大型動(dòng)物是可接受的。

2．2 物流運(yùn)輸

在物流運(yùn)輸中，通過(guò)物流運(yùn)輸管理平臺(tái)在食品安全數(shù)據(jù)中心中登記物流企業(yè)的基本信息和物流的基本情況。此時(shí)可仍舊按照養(yǎng)殖環(huán)節(jié)的RFID標(biāo)簽作為管理的唯一標(biāo)識(shí)。

2．3 屠宰場(chǎng)

屠宰場(chǎng)存在若干生產(chǎn)環(huán)節(jié)，可根據(jù)牲畜的標(biāo)識(shí)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行流水線(xiàn)的監(jiān)控，每個(gè)環(huán)節(jié)都分別通過(guò)屠宰場(chǎng)管理平臺(tái)登記在數(shù)據(jù)中心。屠宰場(chǎng)中牲畜被宰殺后進(jìn)行分割。分割前管理平臺(tái)讀取待分割肉類(lèi)的“生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼”，并根據(jù)將要分割的數(shù)量生成多個(gè)“屠宰標(biāo)識(shí)碼”，每個(gè)屠宰標(biāo)識(shí)碼對(duì)應(yīng)相應(yīng)的分割部位，比如頭、里脊、肝臟等?！巴涝讟?biāo)識(shí)碼”和“生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼”在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行登記并建立對(duì)應(yīng)關(guān)系?！巴涝讟?biāo)識(shí)碼”再被標(biāo)記到標(biāo)簽上，成為特定牲畜特定部位的唯一標(biāo)識(shí)。通過(guò)“生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼”可以追蹤到分割后的肉類(lèi)，通過(guò)“屠宰標(biāo)識(shí)碼”可以追溯到分割前的動(dòng)物，完成了動(dòng)物從整體到肉類(lèi)的追溯信息的轉(zhuǎn)移和傳遞。

在肉類(lèi)分割后，每個(gè)部分都需要標(biāo)簽進(jìn)行標(biāo)識(shí)，需要的標(biāo)簽數(shù)量相對(duì)較多，采用無(wú)機(jī)RFID標(biāo)簽會(huì)帶來(lái)極大的成本負(fù)擔(dān)，因此只能對(duì)批次進(jìn)行跟蹤管理，難以對(duì)分割后的肉類(lèi)進(jìn)行個(gè)體的跟蹤管理。采用價(jià)格非常低廉的有機(jī)RFID標(biāo)簽或二維條碼可以很好的解決成本問(wèn)題。但二維條碼的讀取受限制，不適合屠宰場(chǎng)中多個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中對(duì)標(biāo)識(shí)碼的自動(dòng)讀取，且二維條碼易受污染，不適合屠宰場(chǎng)的需要。鑒于屠宰環(huán)節(jié)的時(shí)間較短，有機(jī)RFID壽命可以滿(mǎn)足此環(huán)節(jié)的需要。有機(jī)RFID標(biāo)簽具有環(huán)境適應(yīng)性、成本、讀取方式等方面的優(yōu)點(diǎn)，在屠宰、分割環(huán)節(jié)可以發(fā)揮不可替代的作用。

2．4 倉(cāng)儲(chǔ)物流

基于2．3中的分析，在物流倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)采用“屠宰標(biāo)識(shí)碼”進(jìn)行信息的管理。通過(guò)管理平臺(tái)向信息中心匯總物流基本信息、倉(cāng)儲(chǔ)基本信息、多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)的物流溫度、倉(cāng)儲(chǔ)溫度等信息，實(shí)現(xiàn)動(dòng)物性食品在物流倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)的個(gè)體化過(guò)程管理。

2．5 超市

在超市肉類(lèi)被繼續(xù)分割。超市管理平臺(tái)讀取有機(jī)RFID標(biāo)簽標(biāo)識(shí)的“屠宰標(biāo)識(shí)碼”，根據(jù)分割的情況自動(dòng)產(chǎn)生多個(gè)標(biāo)識(shí)碼?！坝脩?hù)標(biāo)識(shí)碼”和“屠宰標(biāo)識(shí)碼”在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行登記并建立對(duì)應(yīng)關(guān)系?！坝脩?hù)標(biāo)識(shí)碼”被標(biāo)記在標(biāo)簽上。“用戶(hù)標(biāo)識(shí)碼”的數(shù)量非常龐大，由于成本的原因，無(wú)法采用無(wú)機(jī)RFID標(biāo)簽，只能采用二維條碼或者有機(jī)RFID標(biāo)簽。此時(shí)二維條碼和有機(jī)RFID標(biāo)簽不存在明顯的優(yōu)劣，可以根據(jù)用戶(hù)的習(xí)慣加以選擇。

2．6 消費(fèi)者

消費(fèi)者根據(jù)超市提供的用戶(hù)二維條碼或有機(jī)RFID標(biāo)簽可以通過(guò)公共查詢(xún)系統(tǒng)查詢(xún)到產(chǎn)品的“用戶(hù)標(biāo)識(shí)碼”。根據(jù)“用戶(hù)標(biāo)識(shí)碼”可以查詢(xún)到超市的信息，并且可以追溯到“屠宰標(biāo)識(shí)碼”。根據(jù)“屠宰標(biāo)識(shí)碼”可以查詢(xún)到肉類(lèi)的運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)信息，肉類(lèi)在屠宰場(chǎng)中的生產(chǎn)信息，并且可以追溯到肉類(lèi)的“生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼”。由“生產(chǎn)標(biāo)識(shí)碼”可以查詢(xún)牲畜的運(yùn)輸銷(xiāo)售信息、飼養(yǎng)環(huán)節(jié)的各種信息等。消費(fèi)者可以由終端產(chǎn)品追溯整個(gè)肉類(lèi)的生產(chǎn)過(guò)程。

根據(jù)肉類(lèi)生產(chǎn)的不同環(huán)節(jié)的特點(diǎn)和需求，各種標(biāo)簽技術(shù)具有特定的適用性，如表2所示。

3 結(jié)論

有機(jī)RFID標(biāo)簽具有無(wú)機(jī)RFID標(biāo)簽方便易用的優(yōu)點(diǎn)，又具有類(lèi)似于二維條碼的低廉成本，雖然在讀取速度、容量和使用壽命方面劣于無(wú)機(jī)RFID，但在動(dòng)物性食品溯源過(guò)程的應(yīng)用中，這些特性并不是對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)都是必要的，這為低成本的有機(jī)RFID標(biāo)簽提供了發(fā)揮積極作用的空間。

動(dòng)物食品安全溯源系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)包括養(yǎng)殖場(chǎng)、運(yùn)輸物流、屠宰場(chǎng)、物流倉(cāng)儲(chǔ)、超市和消費(fèi)者等，根據(jù)每個(gè)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)及其對(duì)標(biāo)簽技術(shù)的要求，有機(jī)RFID有望在屠宰場(chǎng)、運(yùn)輸倉(cāng)儲(chǔ)中替代無(wú)機(jī)RFID，對(duì)于養(yǎng)殖時(shí)間較短的動(dòng)物，也可在養(yǎng)殖與物流運(yùn)輸環(huán)節(jié)使用有機(jī)RFID，而在超市環(huán)節(jié)可選擇性使用有機(jī)RFID或二維標(biāo)簽。有機(jī)RFID的使用將大大降低動(dòng)物食品溯源的成本，從而促進(jìn)動(dòng)物食品溯源技術(shù)的廣泛使用。