基于物联网技术的食品安全溯源系统

基于物联网技术的食品安全溯源系统

摘要：食品安全关系到民生国计，频繁发生的食品安全事件，让人们的生活一次次经受着考验。从食品安全问题出发，分析了我国食品行业存在的问题，介绍了物联网的概念、工作原理以及食品物联网的四大组成部分，描述了基于物联网技术的食品安全溯源系统。利用物联网技术整合食品产业链数据，构建基于物联网技术的食品安全溯源系统，以实现对食品市场的规范和高效管理，从而在很大程度上保证食品安全。

关键词：物联网；食品安全；溯源系统

0引言

近几年，我国食品安全事件频繁发生，出现了毒奶粉、苏丹红、毒豇豆、龙口粉丝、染色馒头等食品质量问题，食品安全领域警钟频敲。目前，我国食品安全仍存在超标、检测和环保体系以及监管追溯信息平台不健全、法律法规缺失等问题。为了确保全国人民的食品安全，有效控制食源性疾病的爆发，在我国建立食品跟踪、管理、追溯的“源头到餐桌”的信息溯源体系，将对食品行业的发展产生巨大的影响，是我国解决食品安全问题的一种重要方法。随着物联网的快速发展，加上我国政府对物联网产业的关注和支持力度的提高，物联网已经逐渐从产业远景走向现实应用。

1我国食品安全存在的问题

随着食品行业的快速发展，食品已逐步向专业化生产方式及全球

化贸易模式的趋势发展。据报道，我国每年都有大量的出口食品因添加剂不符合卫生要求、农药残留、食品污染等问题而被查扣，从而引发贸易纠纷，影响国际贸易。

品牌是食品企业的生命，是食品企业的安身立命之本，食品企业生存与发展的第一要素是保证食品安全。否则，食品安全问题一旦发生，食品企业便难以为继，如前几年发生的“三鹿奶粉事件”，直接导致企业破产。

食品安全事件不仅造成严重的经济损失，而且引发大量食源性疾病，造成生产力水平下降，经济效益减少。并且，食品安全事件增加医疗费用，造成国家财政支出上升，从而影响社会经济发展，最终威胁国家安全和社会稳定。

在目前的食品行业中，食品由原料生产到最终消费，需要经过一系列的生产、加工、存储、运输、批发、零售等环节，只要有一个环节出现漏洞，就可能发生食品安全问题。食品由原料生产到最终消费，中间环节如果增加，引发食品安全问题的概率客观上就会增加。一方面，生产者为了追逐利益的最大化，不同的行为选择，将进一步提高食品安全问题发生的概率；另一方面，如储存不当导致食品变质或接触到传染源都将直接导致食品安全问题的发生。

对于食品安全的管理，我国只是在控制食品生产的加工过程中采取了一些方法，并没有将食品供应整个环节连接起来。传统的方法是采用食品检验，对食品供应的关键环节进行控制等手段，但由于管理不严，并且操作失误和人工误差，经常会导致效率低下和出错率较高

等问题。为此，从生产到最终消费建立起完整的一套可溯源性食品信息，可以追溯“从源头到餐桌”中的各个环节的全部信息，从而可以追究相应环节违法者的法律责任。物联网技术的食品安全溯源系统为解决这一问题提供了有效的技术途径。

2物联网技术

物联网（Internet Of Things）的概念早在1999年就已经提出，并在全球引起越来越高的关注。所谓物联网，就是物与物之间的联网，它是在互联网基础上发展而来的，是互联网的扩展和延伸。在互联网上人是主体，而物联网则可以是人类生活中具体的任何物品，物品之间可以进行相互通讯以及信息交换。物联网具有智能属性，可以通过智能控制和自动监测进行自动操作，其目的是实现物与人、物与物，以及物与网络的连接，方便识别、控制和管理。

物联网（Internet Of Things）的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。任何一个物品都可以在这张网中，从而实现人与物之间以及物与物之间的信息交流，达到智能化定位、识别、管理与监控该物体的目的。这里的“物”主要有如下功能模块：CPU、存储设备、操作系统、信息接收器、数据发送器、数据传输通路、专门的应用程序、世界唯一的网络识别、通信协议。

物联网的组成：典型的物联网一般由四大部分组成，即由信息采

集系统（RFID系统）、产品命名服务器ONS（Object Naming Service）、信息服务器PML （Physical Markup Language，实体描述语言）和应用管理系统（Processor）等组成。其中：

（1）信息采集系统。包括二维码、RFID电子标签（tag）、阅读器（Reader）以及管理系统和数据交换软件，主要完成产品EPC 码（Electronic Product Code）的采集和处理，以及产品的识别。

（2）产品命名服务器ONS。主要实现的功能是在信息服务器PML 与各个信息采集点之间建立关联，实现产品PML描述信息与物品电子标签EPC码之间的映射。

（3）信息服务器PML。由用户创建并维护信息服务器PML中的数据定义规则，用户利用XML对物品信息进行详细描述，并根据事先规定的规则对物品进行编码。在物联网中，信息服务器PML为了便于其它服务器访问，以通用的模式提供对物品原始信息的规则定义。

（4）应用管理系统。通过获取信息采集软件得到的物品电子标签EPC信息，并通过产品命名服务器ONS找到物品的信息服务器PML，以Web的形式向互联网用户提供诸如信息跟踪、查询等功能，用户也可以通过无线PDA或手机实时了解物品的情况。

3基于物联网技术的食品安全溯源系统

以物联网技术为基础建立食品安全溯源系统，在食品安全溯源系统中，要求能够识别和追踪食品供应的每一个环节。借助物联网技术能将互联网与所有物品通过射频识别等信息传感设备连接起来，实现

识别和管理智能化。3.1系统结构

系统由3个层次组成：①传感层：以RFID、传感器、EPC编码为主，从生产开始，将统一的EPC编码标识植入食品，在食品生产和流通关键环节安装读写器，自动记录食品从生产到最终消费者的动态记录，实现对“物”的识别；②传输层：将数据通过网络技术保留到互联网上的食品供应链信息平台，实现海量数据传输共享；③应用层：是各种商业模式在物联网上的具体应用，包括食品安全信息平台、食品供应链信息平台等系统软件操作平台。

3.2系统构建

3.2.1数据采集

以RFID、二维码核心技术为基础实时监控食品生产的相关现场活动，进行图象数据和EPC编码数据的采集、传输和管理。将数据采集和跟踪贯穿到食品的生产、加工、运输、批发、零售的全部流程中，食品安全溯源系统中的所有数据都来自于食品第一线，信息采集可采用无线PDA、RFID阅读器等方式，来获取食品的实时相关信息。

3.2.2标准

标准主要包含RFID、二维码标准，可分4类：技术标准、数据内容标准、一致性标准、应用标准。食品安全追溯信息相关的标准内容主要有：商品条（GB 12904码）、时间表示法（GB/T 7408）、数据元、交换格式信息、交换日期，以及信息技术数据元的规范与标准化（GB/T 18391 2002）等。