RFID蔬菜溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施初步設(shè)計(jì)方案.doc

RFID蔬菜溯源系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)施初步方案一、 RFID技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。目前，我國(guó)的射頻識(shí)別技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)管理、電子自動(dòng)化、產(chǎn)品防偽、RFID卡收費(fèi)等領(lǐng)域應(yīng)用較多，發(fā)展前景十分廣闊，因?yàn)槿魏我环N技術(shù)如果得到普及，都將會(huì)孕育一個(gè)龐大的市場(chǎng)，射頻識(shí)別將是未來(lái)一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。中國(guó)政府在1993年制定的金卡工程實(shí)施計(jì)劃，是一個(gè)旨在加速推動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)信息化進(jìn)程的重大國(guó)家級(jí)工程，由此各種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用十分迅猛?，F(xiàn)在，射頻識(shí)別技術(shù)作為一種新興的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，在中國(guó)也得到了很快地普及?？梢哉f(shuō)、我國(guó)射頻識(shí)別產(chǎn)品的市場(chǎng)是十分巨大的。出現(xiàn)這種情況，正是由于在世界各地許多RFID的陸續(xù)推廣，這項(xiàng)技術(shù)正以平穩(wěn)的速度向前邁進(jìn)，而中國(guó)，做為RFID最大宗應(yīng)用地，為RFID技術(shù)的推廣應(yīng)用起到了不可磨滅的作用。二、 我國(guó)蔬菜供應(yīng)安全管理的現(xiàn)狀。蔬菜產(chǎn)品從“田頭到餐桌”需要經(jīng)過(guò)一個(gè)較長(zhǎng)的鏈條，其中蔬菜產(chǎn)品的生產(chǎn)和流通在這個(gè)鏈條中占有重要地位，包含了從農(nóng)業(yè)投入品的供給、初級(jí)蔬菜產(chǎn)品的生產(chǎn)、蔬菜產(chǎn)品的加工、蔬菜產(chǎn)品的流通一直到蔬菜產(chǎn)品的銷售，如果蔬菜產(chǎn)品在這一過(guò)程的任何環(huán)節(jié)受到污染，都造成蔬菜產(chǎn)品的不安全，將產(chǎn)生不利于人體健康的因素。蔬菜產(chǎn)品從“田頭到餐桌”需要經(jīng)過(guò)一個(gè)較長(zhǎng)的鏈條，其中蔬菜產(chǎn)品的生產(chǎn)和流通在這個(gè)鏈條中占有重要地位，包含了從農(nóng)業(yè)投入品的供給、初級(jí)蔬菜產(chǎn)品的生產(chǎn)、蔬菜產(chǎn)品的加工、蔬菜產(chǎn)品的流通一直到蔬菜產(chǎn)品的銷售，如果蔬菜產(chǎn)品在這一過(guò)程的任何環(huán)節(jié)受到污染，都造成蔬菜產(chǎn)品的不安全，將產(chǎn)生不利于人體健康的因素。造成蔬菜安全的幾個(gè)問(wèn)題：（一）生產(chǎn)環(huán)節(jié)1生產(chǎn)環(huán)境2農(nóng)業(yè)投入品3生產(chǎn)管理在蔬菜產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)管理的方法及生產(chǎn)者的意識(shí)對(duì)蔬菜產(chǎn)品安全都有影響。我國(guó)目前蔬菜生產(chǎn)規(guī)模小、群體大，集約化和規(guī)?；某潭炔?，難于步入規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，這給安全化生產(chǎn)的控制帶來(lái)難度。（二）加工環(huán)節(jié)生產(chǎn)加工過(guò)程對(duì)蔬菜產(chǎn)品的污染是多方面的，幾乎每個(gè)生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)都能造成食品的微生物污染。（三）流通環(huán)節(jié)蔬菜產(chǎn)品流通領(lǐng)域是指蔬菜從生產(chǎn)者到消費(fèi)者所經(jīng)過(guò)的包括中間商、運(yùn)輸、貯存等在內(nèi)的所有環(huán)節(jié)。當(dāng)前蔬菜產(chǎn)品在流通過(guò)程中常見(jiàn)的污染有：1生物性污染。2化學(xué)污染。食源性（化學(xué)性與生物性）危害是目前中國(guó)蔬菜產(chǎn)品安全的主要因素，當(dāng)前我國(guó)缺乏食源性危害的系統(tǒng)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)資料，對(duì)我國(guó)蔬菜中的許多污染情況“家底不清”。蔬菜檢測(cè)手段的落后會(huì)導(dǎo)致一般蔬菜排擠優(yōu)質(zhì)蔬菜的逆向市場(chǎng)選擇，為保證公平的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，各國(guó)均加強(qiáng)了本國(guó)食品的檢測(cè)技術(shù)與設(shè)備的研究。中國(guó)目前缺乏一些對(duì)健康危害大而國(guó)際貿(mào)易中十分敏感的污染物（如氯丙醇和某些真菌毒素）的關(guān)鍵檢測(cè)技術(shù)。三、 寧夏蔬菜市場(chǎng)和蔬菜基地初步調(diào)查。自2009年起，寧夏開(kāi)始建設(shè)供應(yīng)香港市場(chǎng)的蔬菜種植基地，并利用其地處西部，光照資源豐富，病蟲(chóng)害相對(duì)較少等優(yōu)勢(shì)，采取“企業(yè)+基地+農(nóng)戶”的生產(chǎn)模式，采用綠色種植技術(shù)、凈菜加工、真空包裝的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)，為香港市場(chǎng)定向提供廣東菜心、油麥菜、芥藍(lán)等20多種綠色無(wú)污染蔬菜。目前，寧夏已在永寧縣、中寧縣、吳忠市等地建成蔬菜基地8萬(wàn)多畝。寧夏被規(guī)劃確定為我國(guó)設(shè)施蔬菜、夏秋冷涼蔬菜及脫水蔬菜出口基地的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)。目前，寧夏基本形成了以銀川市、吳忠市、中衛(wèi)市為核心的設(shè)施蔬菜，以北部石嘴山市為核心的露地（脫水）蔬菜，以固原市為核心的冷涼蔬菜，以中衛(wèi)環(huán)香山地區(qū)為核心的硒砂瓜等四個(gè)產(chǎn)業(yè)帶。寧夏形成蔬菜流通新格局。新華網(wǎng)銀川11月9日電 （記者馬?。幭某浞掷脜^(qū)域、氣候、資源優(yōu)勢(shì)，積極發(fā)展蔬菜產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)量規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，市場(chǎng)開(kāi)拓力度不斷加大，目前已基本形成了“冬菜北上、夏菜南下”的蔬菜流通新格局。據(jù)介紹，今年寧夏瓜菜總面積達(dá)到300萬(wàn)畝，總產(chǎn)量達(dá)到600萬(wàn)噸，人均占有量為960公斤，是全國(guó)的21倍。目前寧夏70的蔬菜都銷往周邊及南方省區(qū)，并成功進(jìn)入俄羅斯、中亞等市場(chǎng)。為了保證蔬菜供應(yīng)，寧夏對(duì)中部干旱帶和南部山區(qū)設(shè)施農(nóng)業(yè)建設(shè)予以政策和資金扶持，對(duì)日光溫室、大中拱棚、小拱棚建設(shè)分別按照3000元、1000元和200元的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)貼，使設(shè)施蔬菜從2006年的229萬(wàn)畝快速增至105萬(wàn)畝。目前，農(nóng)藥是蔬菜病蟲(chóng)害防控的主要手段，過(guò)量施藥、違規(guī)使用農(nóng)藥是造成蔬菜安全衛(wèi)生問(wèn)題的主要原因，蔬菜安全衛(wèi)生的核心是農(nóng)藥殘留的控制，建立產(chǎn)品溯源體系是提高安全衛(wèi)生水平的有效手段。本研究應(yīng)用RFID技術(shù)建立了蔬菜衛(wèi)生安全溯源監(jiān)管電子信息系統(tǒng)，并在檢驗(yàn)檢疫中初見(jiàn)成效。四、 RFID技術(shù)在蔬菜供應(yīng)安全管理中的應(yīng)用蔬菜供應(yīng)鏈和大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈一樣也包括生產(chǎn)、加工、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸和銷售5個(gè)環(huán)節(jié)，提高新鮮蔬菜供應(yīng)鏈效率的關(guān)鍵也就是如何協(xié)調(diào)5個(gè)環(huán)節(jié)及如何提高每個(gè)環(huán)節(jié)的效率。從蔬菜供應(yīng)鏈整體可以看到，通過(guò)數(shù)據(jù)。消費(fèi)者和相關(guān)主管部門也可以通過(guò)通訊網(wǎng)絡(luò)和終端進(jìn)行查詢和追溯。使用RFID技術(shù)，能夠方便的把整個(gè)供應(yīng)鏈中各個(gè)環(huán)節(jié)的信息讀入公共數(shù)據(jù)庫(kù)，各個(gè)環(huán)節(jié)也可以方便地增加相應(yīng)環(huán)節(jié)的2.1生產(chǎn)環(huán)節(jié)生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要指較具規(guī)模和規(guī)范的蔬菜種植基地，由于此類生產(chǎn)基地一般實(shí)行規(guī)?；N植，集約化經(jīng)營(yíng)，具有采用RFID技術(shù)的條件?？蔀槊恳粋€(gè)地塊或一個(gè)品種設(shè)定一個(gè)標(biāo)簽，對(duì)該地塊或該品種蔬菜從種植到打包上市的整個(gè)過(guò)程中的必要信息通過(guò)讀入或輸入設(shè)備進(jìn)行及時(shí)初始信息的錄入，如蔬菜的品種、生長(zhǎng)時(shí)間，所噴施農(nóng)藥的名稱及次數(shù)，所使用的化肥、收割時(shí)間等，甚至包括該品種的特點(diǎn)描述。根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品編碼標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)每一類蔬菜設(shè)置一個(gè)編號(hào)作為其身份的唯一標(biāo)識(shí)。這樣在該品種蔬菜完成供應(yīng)鏈的第一個(gè)環(huán)節(jié)時(shí)，該電子標(biāo)簽（或射頻卡）已經(jīng)存儲(chǔ)了其所有基本信息。當(dāng)收購(gòu)企業(yè)對(duì)任何一個(gè)地塊的蔬菜品種收購(gòu)時(shí)，通過(guò)采用數(shù)據(jù)采集器對(duì)農(nóng)戶以及農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行信息采集，不僅加快了收購(gòu)速度，降低了出錯(cuò)率，而且為農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)提供了POS系統(tǒng)、EDI、電子商務(wù)等系統(tǒng)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品追溯提供源頭數(shù)據(jù)。2.2 加工環(huán)節(jié)由于電子標(biāo)簽可以方便地添加信息，而在加工環(huán)節(jié)可以首先讀得電子標(biāo)簽所包含的信息，加工企業(yè)可以根據(jù)本身需要和相關(guān)主管部門的要求添加必要的信息，如加工單位、加工日期、加工過(guò)程所使用的添加劑、包裝重量等。經(jīng)過(guò)加工企業(yè)的數(shù)據(jù)充實(shí)后，產(chǎn)地信息和加工環(huán)節(jié)信息都已經(jīng)存儲(chǔ)在該電子標(biāo)簽中，那么終端消費(fèi)者在零售或批發(fā)市場(chǎng)通過(guò)查詢終端查詢?cè)摦a(chǎn)品信息時(shí)，便可以一覽無(wú)余其相關(guān)信息，對(duì)于事故后追溯也變得容易可行。2.3倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)蔬菜作為一種時(shí)令產(chǎn)品，其對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境要求較高，尤其是在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境欠佳的情況下，更應(yīng)該減少蔬菜在倉(cāng)庫(kù)的存放時(shí)間。對(duì)于需要入庫(kù)保存的蔬菜，在入庫(kù)前通過(guò)對(duì)電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀取，其包裝規(guī)格、包裝重量等自動(dòng)讀入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)處理后根據(jù)倉(cāng)庫(kù)特點(diǎn)形成庫(kù)存的信息，并輸出入庫(kù)區(qū)位、貨架、貨位的指令。盤點(diǎn)時(shí)，終端讀取蔬菜包裝上的電子標(biāo)簽，并實(shí)時(shí)記錄盤點(diǎn)的數(shù)量?，F(xiàn)場(chǎng)清點(diǎn)完畢后，盤點(diǎn)人員確認(rèn)清點(diǎn)的數(shù)量并上傳至后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)根據(jù)實(shí)時(shí)上傳的資料與系統(tǒng)中的資料進(jìn)行比較，數(shù)量若有差異， 系統(tǒng)將自動(dòng)生成盤點(diǎn)清單差異表， 然后將數(shù)據(jù)提交上級(jí)或指示終端重復(fù)盤點(diǎn)。出庫(kù)時(shí)也無(wú)須過(guò)多的人工參與就可以對(duì)庫(kù)存數(shù)據(jù)自動(dòng)更改。RFID技術(shù)的使用，在大大加快出入庫(kù)及庫(kù)存盤點(diǎn)速度，降低錯(cuò)誤率的同時(shí)，也為使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行庫(kù)存管理、提高倉(cāng)庫(kù)管理的自動(dòng)化程度提供了方便。2.4運(yùn)輸環(huán)節(jié)RFID技術(shù)在新鮮蔬菜運(yùn)輸環(huán)節(jié)的應(yīng)用主要體現(xiàn)為在途貨物的監(jiān)控、跟蹤及道口檢查。把RFID技術(shù)和GPS（全球定位系統(tǒng)）結(jié)合起來(lái)，可以為物流公司提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和跟蹤服務(wù)，同時(shí)對(duì)于業(yè)主而言也可以通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)方便地知道自己的貨物到達(dá)了什么位置，是否被掉包等情況。在經(jīng)過(guò)一些道口接受檢查時(shí)，檢查單位也無(wú)須拆開(kāi)蔬菜包裝，只要通過(guò)電子標(biāo)簽閱讀終端就可以知道包裝的具體內(nèi)容，大大提高了道口檢查速度并緩解道口擁擠的壓力。2.5 銷售環(huán)節(jié)RFID 技術(shù)在零售環(huán)節(jié)的應(yīng)用體現(xiàn)為零售商店或超市內(nèi)單位包裝蔬菜防盜、蔬菜有效期監(jiān)控和臨時(shí)銷售等。RFID防竊技術(shù)就是將電子標(biāo)簽置入商品包裝內(nèi)，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的閱讀器等配套設(shè)施來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)控商店中各種商品的標(biāo)簽。這樣，零售商就能放心地開(kāi)架銷售了。一些智能電子標(biāo)簽還能夠?qū)δ承┚哂袝r(shí)效性商品的有效期限進(jìn)行監(jiān)控，例如對(duì)某種食物或藥品進(jìn)行跟蹤，一旦它超過(guò)了有效期，標(biāo)簽就會(huì)發(fā)出警告。必要時(shí)，如在節(jié)假日的銷售高峰時(shí)， 還可以將RFID終端當(dāng)作現(xiàn)金收款機(jī)使用， 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掃描和計(jì)費(fèi)，以緩解客戶銷售時(shí)收銀臺(tái)結(jié)賬的壓力。五、 RFID在蔬菜溯源中的應(yīng)用初步方案。1. 蔬菜檢驗(yàn)檢疫業(yè)務(wù)流程：蔬菜安全衛(wèi)生管理的重要環(huán)節(jié)包括：備案菜場(chǎng)種植管理(田間管理)，檢驗(yàn)檢疫日常監(jiān)督管理，加工、包裝、運(yùn)輸管理，檢驗(yàn)檢疫口岸查驗(yàn)，政府監(jiān)管，經(jīng)銷商監(jiān)管和銷售。21系統(tǒng)構(gòu)成：蔬菜RFID衛(wèi)生安全溯源系統(tǒng)選用超高頻(UHF)電子標(biāo)簽經(jīng)過(guò)專門封裝生產(chǎn)后粘貼在蔬菜的標(biāo)準(zhǔn)周轉(zhuǎn)箱指定位置，并作為溯源監(jiān)管信息載體，該標(biāo)簽采用EPC C1 GEN2協(xié)議，具有識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別范圍大等優(yōu)點(diǎn)。系統(tǒng)硬件包括UHF固定讀寫器、龍門架、手持機(jī)、蔬菜周轉(zhuǎn)箱、電子標(biāo)簽、前端處理計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)等，其中，專門封裝的電子標(biāo)簽在潮濕、冷藏運(yùn)輸環(huán)節(jié)中能保持良好的讀寫性能，手持機(jī)識(shí)別標(biāo)簽距離達(dá)05m，門式固定讀寫距離達(dá)5m；系統(tǒng)軟件是自主研發(fā)的“蔬菜備案基地檢驗(yàn)檢疫監(jiān)管溯源系統(tǒng)”(圖1)。22信息采集和RFID綁定RFID標(biāo)簽是一種移動(dòng)的信息載體，其被供應(yīng)鏈上的相關(guān)設(shè)備識(shí)別后形成相應(yīng)的物流信息鏈條。由于RFID標(biāo)簽受到容量限制，其僅用于關(guān)鍵信息索引。本系統(tǒng)中RFID標(biāo)簽索引的是蔬菜流程中不同環(huán)節(jié)的相關(guān)信息，根據(jù)物流順序銜接成完整的可溯源的信息鏈條(圖2)。RFID的綁定分兩步：(1)RFID標(biāo)簽初始化，保證每個(gè)標(biāo)簽在系統(tǒng)中是唯一的；(2)在各環(huán)節(jié)中讀取標(biāo)簽，并將主要關(guān)鍵字與相關(guān)信息關(guān)聯(lián)。本系統(tǒng)采用無(wú)線射頻模塊手持機(jī)完成寫和讀操作，手持終端設(shè)備的主要技術(shù)特點(diǎn)是組件支持全球標(biāo)準(zhǔn)LF(1251342KHz)HF(1356MHz)UHF(860960MHz)3個(gè)頻段；防水防塵工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到了IP65、IEC 60529，并可承受從15m高度跌落到光滑水泥地面的沖擊力；FullVGA的觸摸屏可在日光下讀寫，帶背光的鍵盤和良好的鍵盤布局，簡(jiǎn)化了應(yīng)用交互。為了防止發(fā)生誤寫、誤讀，本系統(tǒng)根據(jù)業(yè)務(wù)流程對(duì)讀、寫操作做了限定和優(yōu)化。在寫操作時(shí)，保證讀寫器每次寫且只寫一個(gè)對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽，不能誤寫到射頻范圍內(nèi)的其他電子標(biāo)簽，并采用一定的驗(yàn)證機(jī)制保證寫操作成功，其操作流程是：(1)調(diào)整射頻天線的發(fā)射功率，使其有效讀寫范圍明顯小于菜框的高度；(2)嘗試讀取射頻范圍內(nèi)的電子標(biāo)簽的EPC tag并且計(jì)數(shù)，當(dāng)射頻范圍內(nèi)的電子標(biāo)簽數(shù)目為1時(shí)，才允許寫操作，避免發(fā)生誤寫；(3)當(dāng)允許寫操作時(shí)，循環(huán)5次以嘗試寫電子標(biāo)簽，每次寫操作之后讀取電子標(biāo)簽的EPCcode和待寫入的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，相同則說(shuō)明寫成功，跳出循環(huán)，5次循環(huán)