引言

RFID(RadioFrequencyIdentification)稱為射頻識別技術，是從20世紀90年代興起的一項自動識別技術。它利用無線射頻方式進行非接觸雙向通信，以達到識別目的并交換數(shù)據(jù),識別工作無需人工干預。相比于條形碼，RFID技術具有使用壽命長、讀取距離大、標簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量更大、存儲信息更改自如等優(yōu)點，其應用給零售、物流等產(chǎn)業(yè)帶來了革命性變化[1]o

目前，射頻識別技術被廣泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等眾多領域:汽車、火車等交通監(jiān)控;高速公路自動收費系統(tǒng)；停車場管理系統(tǒng)；物品管理；流水線生產(chǎn)自動化；安全出入檢查；倉儲管理；動物管理；車輛防盜等。RFID的應用領域仍在不斷拓寬孔

我國食品安全事故頻發(fā)，涉及門類多，影響范圍廣，已嚴重威脅到人類健康和生命安全。一個很重要的原因就是食物從生產(chǎn)到流通缺乏有效監(jiān)管。為了解決食品流通來源追溯難和去向查證難等問題，提升食品在流通領域的食品質量安全保障水平，政府正大力推廣物聯(lián)網(wǎng)，建設食品流通追溯體系，采用信息化的手段，實現(xiàn)索證索票、購銷臺賬制度的電子化，做到各個流通節(jié)點信息互聯(lián)互通，形成完整的食品流通信息鏈條和責任追溯鏈條，提高食品流通的信息化、組織化水平，提高食品質量安全保障能力。

在這個背景下，針對企業(yè)開發(fā)基于RFID射頻識別的食品追溯管理系統(tǒng)，加強對企業(yè)內部食品各流通環(huán)節(jié)的管理，將來可以和城市食品追溯體系平臺銜接，建成一個統(tǒng)一的食品追溯企業(yè)管理平臺。在該平臺下，企業(yè)管理者不僅可以為店鋪和顧客開發(fā)特定的應用服務程序，而且可以加強對旗下店鋪和顧客的管理，甚至可以和店鋪、顧客進行互動，接受店鋪、顧客的反饋、咨詢和投訴等。企業(yè)管理者、店鋪和顧客通過網(wǎng)絡都可以查詢到有關食品的詳細信息，追溯食品的各流程情況，并且能夠直接進行網(wǎng)上銷售交易。企業(yè)使用本管理系統(tǒng)將大大提高信息化水平、管理水平和競爭力，促進國家食品安全管理和物聯(lián)網(wǎng)的進程。

1食品追溯系統(tǒng)

1.1RFID數(shù)據(jù)采集

一套完整的RFID系統(tǒng)，是由閱讀器與電子標簽及應用軟件系統(tǒng)三個部分組成的。其工作原理是閱讀器發(fā)射特定頻率的無線電波能量給電子標簽,用以驅動電子標簽電路將內部的數(shù)據(jù)送出，此時閱讀器便依序接收解讀數(shù)據(jù)，送給應用程序做相應的處理國。

目前，高頻的RFID標準主要有ISO14443TypeA、ISO14443TypeB、ISO15693,超高頻的RFID標準主要有ISO-180006C,EPC/GlobalClassiGen2。RFID讀寫器廠商一般主動提供應用程序接口API,以供企業(yè)將后端系統(tǒng)與RFID讀寫器串接，讀取RFID標簽數(shù)據(jù)。在RFID讀寫器廠商提供的開發(fā)接口函數(shù)的基礎上，開發(fā)出獨特的RFID讀寫程序，完成電子標簽的數(shù)據(jù)采集。

1.2電子標簽EPC編碼

EPC編碼是EAN.UCC在原有全球統(tǒng)一編碼體系基礎上提出的新一代的全球統(tǒng)一標識的編碼體系。每一件商品分配一個唯一的、可識別的標識碼，它用一串數(shù)字代表產(chǎn)品制造商和產(chǎn)品類別，同時附上產(chǎn)品的系列號以唯一標識每一個特定的產(chǎn)品，產(chǎn)品電子碼存儲在電子標簽中。目前，EPC編碼共有7種類型，分別EPC-64-I、EPC-64-II、EPC-64-III、EPC-96-1、EPC-256-I、EPC-256-II、EPC-256-III[4]。表1所列是EPC-96-I的編碼規(guī)則，它可以為2.68億個公司提供唯一標識,每個生產(chǎn)廠商可以有1600萬個對象種類并且每個對象種類可以有680億個序列號。

表 1 EPC 編碼規(guī)則

EPC-96-I型碼

在食品的包裝上貼上存儲了EPC數(shù)據(jù)的RFID標簽后,在它整個生命周期中，該標簽將成為該食品的唯一標識。在系統(tǒng)數(shù)據(jù)編碼階段，先對電子標簽進行編碼，進行信息數(shù)據(jù)的初始化；在對電子標簽初始化以后，將電子標簽中的編碼信息與數(shù)據(jù)庫字段建立一一映射關系，完成食品數(shù)據(jù)識別[5]o

1.3數(shù)據(jù)庫管理

數(shù)據(jù)庫是“按照數(shù)據(jù)結構來組織、存儲和管理數(shù)據(jù)的倉庫”這里以SQLServer2008為例，它是一個關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RelationDatabaseManagementSystem，RDMS）。加強數(shù)據(jù)庫中主要表結構的設計，可以建立所有表的E-R關系圖。構成E-R圖的基本要素是實體型、屬性和聯(lián)系，具體如圖1所示。當數(shù)據(jù)庫中包含多個表時，需要通過主關鍵字來建立表間的關系，使各表之間能夠協(xié)調工作。關系是通過匹配鍵列中的數(shù)據(jù)而工作的，而鍵列通常是兩個表中具有相同名稱的列。表與表之間關系有3種：一對一關系1：1，一對多關系1：”，多對多關系n:m。

圖1  食品追溯管理數(shù)據(jù)庫E-R圖

2平臺建設

針對企業(yè)的食品追溯管理平臺實際上是一個基于食品全程質量監(jiān)管的信息管理平臺。可追溯性信息系統(tǒng)的建設包括信息采集、信息記錄、信息篩選、信息保存、信息反饋、信息統(tǒng)計、信息挖掘、信息交換、信息利用等環(huán)節(jié)。這些信息都是由許許多多的Web服務器產(chǎn)生的，而每一個Web服務器又可以通過各種方式與數(shù)據(jù)庫服務器連接。B/S（瀏覽/服務）模式具有分布性特點，可以隨時隨地進行信息查詢、瀏覽等業(yè)務處理,業(yè)務擴展、維護簡單方便，共享性強間。采用基于.net架構的B/S三層體系結構，合理地劃分各層功能，使之在邏輯上保持相對的獨立性，從而使整個系統(tǒng)邏輯結構清晰，同時提高系統(tǒng)的可維護性和可擴展性。

3用戶權限

系統(tǒng)的用戶眾多，如何確保系統(tǒng)的安全性和完整性極其重要，因此系統(tǒng)要根據(jù)不同權限的用戶和后臺管理人員進行權限的判斷。根據(jù)用戶登錄的用戶名和密碼進入后臺數(shù)據(jù)庫，在數(shù)據(jù)庫中查找用戶的權限級別并使用session對象存儲該用戶的相關信息，一旦用戶的操作超過了權限范圍，系統(tǒng)會自動跳出對話框提醒用戶操作越界。

4追溯管理模塊

食品安全追溯管理主要體現(xiàn)在食品信息追溯、食品質量驗證、劣質食品預警、促進食品銷售、城市平臺銜接等方面。積極建立生產(chǎn)環(huán)節(jié)（廠商、產(chǎn)品質量、產(chǎn)品標志等信息錄入）到流通環(huán)節(jié)（經(jīng)營者、食品包裝等信息錄入），再到零售環(huán)節(jié)（食品信息查詢與預警）的RFID電子標簽技術防控體系。圖2所示是食品追溯管理控制系統(tǒng)的作用框圖。

4.1食品信息追溯作用

在食品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)廠家可以在每個產(chǎn)品的包裝上都貼上RFID電子標簽，這些電子標簽可以記錄產(chǎn)品原料情況、生產(chǎn)日期、生產(chǎn)批次、生產(chǎn)廠家以及生產(chǎn)車間、生產(chǎn)工人等詳細信息。產(chǎn)品進入流通環(huán)節(jié)后，每次交接都使用數(shù)據(jù)采集器掃描RFID電子標簽存儲食品原始信息，同時記錄食品將發(fā)往何處、到達時間、收貨商戶等信息。商品進入零售環(huán)節(jié)后，消費者隨時可以通過電子終端查詢食品信息。在這一環(huán)節(jié)，可以鼓勵消費者實名購買食品消費卡，錄入聯(lián)系方式，實行可追溯管理叫

圖2食品追溯管理控制系統(tǒng)

4.2食品質量驗證作用

借助RFID電子標簽，生產(chǎn)廠家可以將產(chǎn)品質量及企業(yè)資質等信息上傳到食品信息數(shù)據(jù)庫，質監(jiān)部門和工商部門對上傳信息進行審核和綜合判斷，建立標準的食品質量檔案信息系統(tǒng)。一旦發(fā)現(xiàn)食品質量等信息與標準信息不符或有不良信息,系統(tǒng)立即向食品經(jīng)營者和消費者發(fā)布預警信息，提醒食品經(jīng)營者和消費者對食品的質量信息進行重新驗證。

4.3劣質食品預警作用

當信息系統(tǒng)監(jiān)控食品的RFID電子標簽出現(xiàn)“質量隱患信息”(如食品過期)或有關部門發(fā)出“質量召回產(chǎn)品”等有關信息時，信息系統(tǒng)可以立即啟動預警程序，在第一時間通知食品流通領域的各個經(jīng)營者停止銷售，采取應急措施。消費者需要驗證信息時，只要點擊電子查詢終端即可。從這個方面看,RFID技術可以為消費者拉起一張針對假劣食品的“隔離網(wǎng)”,為保護消費者合法權益提供有力支撐地

4.4促進食品銷售作用

通過網(wǎng)上購物，人們足不出戶就可以在網(wǎng)上捜索到自己所需要的商品，并且安全的在線支付和送貨上門服務使人們更加深刻地體會到這一購物方式的優(yōu)越性。但是，由于食品質量和安全問題頻發(fā)，顧客對網(wǎng)上購買食品望而卻步。劣質和假冒的食品，不僅令消費者損失金錢，而且損害身體健康，甚至危及生命安全。如果企業(yè)能夠建立食品追溯管理系統(tǒng)，加強對食品各個環(huán)節(jié)質量安全監(jiān)管，并且將信息公布給消費者，使消費者放心購買，必將有力地促進企業(yè)的食品銷售。

4.5城市平臺的銜接作用

食品質量問題一直是關系國計民生的大事。在無錫、上海等試點城市，政府正在致力于開發(fā)城市食品安全監(jiān)管平臺,以后必然會向全國擴展。有遠見的企業(yè)也正在著力開發(fā)自己的食品追溯管理系統(tǒng)，比其他企業(yè)先行一步搶占市場先機。企業(yè)使用該系統(tǒng)不僅能加強自身的信息化水平、管理水平和競爭力，而且將追溯數(shù)據(jù)上傳，完成與城市食品追溯管理平臺的銜接，促進國家食品安全管理和物聯(lián)網(wǎng)的進程。

5結語

隨著信息技術的發(fā)展，RFID電子標簽作為自動識別的信息載體應用日趨廣泛。通過電子標簽給食品賦予一個唯一標識，實現(xiàn)對食品的動態(tài)實時跟蹤，將有效控制食品的生產(chǎn)質量和安全隱患，市場需求量龐大，得到了各級政府的特別關注。在物聯(lián)網(wǎng)和食品安全的大背景下，開發(fā)基于RFID射頻識別的食品追溯管理系統(tǒng)對我國食品安全管理和物聯(lián)網(wǎng)進程具有重大的意義。

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