基于RFID技术的食品安全管理系统

    一、 RFID技术概述

    最基本的RFID系统由RFID标签、读写器和天线组成。

    RFID标签用于标识目标对象，它由耦合元件和芯片组成，可以存储识别对象的相关信息。每个RFID标签具有惟一的电子编码。在RFID标签内含有内置天线，能够和读写器的射频天线进行通信。按照能量供给方式的不同，RFID标签分为有源、无源和半有源三种类型。按照RFID标签存储内容是否可以写入，RFID标签分为可读写、一次写入多次读出和只读类型。

    在实际应用中，RFID标签的工作频率是一个很重要的参数，标签的工作频率直接决定了RFID系统应用的各方面特性。按照工作频率的不同，RFID标签可分为低频、高频、超高频和微波频段的标签。低频标签主要应用于动物识别、容器识别、工具识别。车辆门禁系统等领域；高频标签主要应用于图书管理、物流管理、固定资产管理、智能货架管理等领域；超高频标签主要应用于供应链管理、生产线自动化的管理、集装箱管理和高速公路收费等领域；微波频段的标签也已经开始应用。

    读写器用于对RFID标签进行识别，能够对RFID标签的内容进行读、写操作。读写器分为固定式和手持式，可根据不同的情况选择使用。在实际应用中，还经常把读写器和计算机系统相连接，利用计算机对读写器收集到的数据进行进一步的分析和处理；当同时使用多个标签时，读写器之间可能会互相干忧。

    天线用来在RFID标签和读写器间传递射频信号。为了提高识别的准确度，使用时应尽量使读写器的天线面向识别目标的标签。因为产品标签的方面不便控制，有时需要在多个方面配置天线，所以，目前已有很多支持多个天线的读写器。

    与目前常用的条形码技术相比，RFID具有多方面的优势，如识别距离远，识别时不需要标签视觉可见，能够在恶劣环境中使用，内容可能更新，能够批量读取多个标签，信息量大，容易仿制等。这些优点使得RFID在农产品管理领域具有广泛的应用前景。

    二、 RFID在农产品管理中的应用方式

    将RFID技术应用于食品安全，首先是建立完整、准确的食品供应链信息记录。借助RFID对物体的唯一标识和数据记录，能食品供应链全过程中的产品及其属性信息、参与方信息等进行有效的标识和记录。并且，食品跟踪与追溯要求在食品供应链中的每一个加工点，不仅要对自己加工成的产品进行标识，还要采集所加工的食品原料上已有的标识信息，并将其全部信息标识在加工成的产品上，以备下一个加工者或消费者使用。

    基于这一覆盖全供应链、全流程的数据记录和数据与物体之间的可靠联系，可确保到达消费者口中的食品来源清晰，并可追溯到具体的动物个体或农场，生产加工企业、人员，储运过程等中间环节。RFID是一个100%追踪食品来源的解决方案，因而可回答消费者有关“食品从哪里来，中间处理环节是否完善”等问题，并给出详尽、可靠的回答。可有效监控解决食品安全问题。

    在生产阶段，生产者把产品的名称、品种、产地、批次、施用农药、生产者信息及其他必要的内容存储在RFID标签中，利用RFID标签对初始产品的信息和生产过程进行记录；在产品收购时，利用标签的内容对产品进行快速分拣，根据产品的不同情况给以不同的收购价格。

    在加工阶段，利用RFID标签中的信息对产品进行分拣，符合加工条件的产品才能允许进入下一个加工环节。对进入加工环节的产品，利用RFID标签中记录的信息，对不同的产品进行有针对性的处理，以保证产品质量；加工完成后，由加工者把加工者信息、加工方法、加工日期、产品等级、保质期、存储条件等内容添加到RFID标签中。

    在运输和仓储阶段，利用RFID标签和沿途安装的固定读写器跟踪运输车辆的路线和时间。在仓库进口、出口安装固定读写器，对产品的进、出库自动记录。很多农产品对存储条件、存储埋单有较高的要求，利用RFID标签中记录的信息，迅速判断产品是否合适在某仓库存储，和还可以存储多久；在出库时，根据存储时间选择优先出库的产品，避免经济损失；同时，利用RFID还可以实现仓库的快速盘点，帮助管理人员随时了解仓库里产品的状况。

    在销售阶段，商家利用RFID标签了解购入商品的状况，帮助商家对产品实行准入管理。收款时，利用RFID标签比使用条形码能够更迅速地确认顾客购买商品的价格，减少顾客等待的时间。商家可以把商场的名称、销售时间、销售人员等信息写入RFID标签中，在顾客退货和商品召回时，对商品进行确认。

    当产品出现问题时，由于产品的生产、加工、运输、存储、销售等环节的信息都存在RFID标签中，根据RFID标签的内容可以追溯全过程，在帮助确定出现问题的环节和问题产品的范围。利用读写器在仓库中迅速找到尚未销售的问题产品，消费者也能利用RFID技术，确认购买的产品是否是问题产品及是否在召回的范围内。

    另外，在把信息加入RFID标签的同时，通过网络把信息传送到公共数据库中，普通消费者或购买产品的单位，通过把商品的RFID标签内容和数据库中的记录进行比对，能够有效地帮助识别假冒产品。

    三、应用效益

    （一）经济效益

    一方面是产品质量的提高直接带来的经济效益。安全农产品生产的全程跟踪和追溯可提高产品的附加值，比如“放心猪肉”每千克价格一般比普通猪肉高几元，基于猪个体体况的精细化养殖提高了生猪的品质，尤其在出口方面，高品质的生猪同一般品质的猪相比，每头售价要高几十元。另一方面是节省生产成本间接带来的经济效益。基于RFID技术的农产品管理系统的应用可以减少人手，节省人工工资；通过对产品个体的监测和精细饲养可以节省饲料，降低生产成本；打破部门条块分割，实现信息共享，完善监控手段，减少隐性成本。

    （二）社会效益

    系统应用基于RFID的信息平台进行管理，以信息化带动传统农业企业的改造，可以带来如下的社会效益：

    (1)提高从业人员的信息素养和管理水平。

    虽然农业企业使用了计算机进行管理，但应用的水平比较低，而理解和使用信息平台需要更高的信息素养和全局的管理观念。

    (2)提高消费者的信心。

    食品安全已经成了普通百姓关注的焦点，在农产品生产中存在的各种问题极大地挫伤了消费者的信心，为此必须实现对农产品生产的全程跟踪和问题农产品的可追溯。

    (3)信息化平台的建设具有较好的示范效益。

    我国的农业生产水平比较低，如何进行传统农业改造，光说不行，需要有好的示范。大型农业产业化企业一般采用企业化管理，类似工厂化生产，比较容易进行信息化改造。随着经济全球化，精细农业、精细养殖时代的到来，通过示范加速产业改造具有较好的社会效益。

    四、 应用中可能出现的问题

    成本和标准是影响RFID推广的二个重要问题。目前各国已经制定了多个RFID的标准，但缺乏统一的国际标准。RFID的成本虽然已经下降了很多，但由于农产品数量众多，而且有些农产品本身价格就很低，所以使得RFID的成本依然相对较高。目前，可以先在高附加值的产品上使用；对于低附加值的产品，可以在装箱后，以箱为单位使用。

    数据安全和隐私保护也是应用中需要解决的问题。在应用中需要防止对RFID标签内容的非法读写，保证RFID标签数据安全，保护购买者的个人隐私。加密技术是解决问题的一种方法，使用加密技术对RFID标签的内容加密后，只有被授权用户才能对RFID标签内容进行读写操作。

    另外，很多农产品含有较多的水分，有些RFID标签在水分较多的时候难以正常工作。在购买RFID标签时，需要根据产品情况进行选择。

    五、结语

    RFID技术具有很多的优点，把RFID应用到农产品的管理中，能够有效地加强对农产品的监管，提高管理水平，增进食品的安全。虽然RFID在应用中还有一些问题需要解决，但是其应用前景是十分广阔的。