物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品領(lǐng)域中的應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品領(lǐng)域中的應(yīng)用

食品和農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈金融的發(fā)展現(xiàn)狀食品和農(nóng)產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過程包括生產(chǎn)、加工、包裝、運(yùn)輸、倉(cāng)庫、包裝、銷售和消費(fèi)。每個(gè)鏈接都可能帶來不安全因素，尤其是在創(chuàng)建期間的基因過程中殘留有毒和有害物質(zhì)的殘留。環(huán)境污染物對(duì)食品和食品菌的影響：農(nóng)藥、化肥等環(huán)境污染物通過食品鏈進(jìn)入人體，損害健康。加工、運(yùn)輸和銷售環(huán)節(jié)的污染。隨著消費(fèi)者對(duì)食品和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、安全性要求的不斷提高,對(duì)食品和農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈進(jìn)行全程監(jiān)測(cè),對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行追蹤和溯源的需求越來越迫切[1~2]。由于食品和農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)節(jié)、供應(yīng)鏈的分布空間都是廣域的,甚至是流動(dòng)的,所以傳統(tǒng)的有線傳感器技術(shù)(wiredsensortechnology)無法滿足全程監(jiān)測(cè)等應(yīng)用的需要。近年來伴隨著微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、無線通信、數(shù)字電子學(xué)等學(xué)科的進(jìn)步和發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)(internetofthings,簡(jiǎn)稱IOT)技術(shù)的研究取得了較大進(jìn)展,已經(jīng)開發(fā)出很多低成本、低功耗,具有感知、計(jì)算和通信能力的微型傳感器節(jié)點(diǎn),以及較為成熟的RFID芯片、封裝、讀寫設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造和系統(tǒng)集成技術(shù),這就使得物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食品和農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、物流、安全監(jiān)管等方面的應(yīng)用成為國(guó)內(nèi)外許多高校、企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)近期的研究熱點(diǎn)之一。本文在國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食品及農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通等領(lǐng)域的應(yīng)用研究現(xiàn)狀進(jìn)行論述,并詳細(xì)闡述應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)以及不足之處。1“智慧城市”和“智能節(jié)點(diǎn)”物聯(lián)網(wǎng)指的是將各種監(jiān)測(cè)傳感器、移動(dòng)終端、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、附有RFID的各種物件和包裝、攜帶無線終端的個(gè)人與車輛等“智能化物件或動(dòng)物”或“智能節(jié)點(diǎn)”(mote),通過各種無線和/或有線的、長(zhǎng)距離和/或短距離通訊網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通(M2M),實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡摹肮?、控、營(yíng)”一體化。簡(jiǎn)而言之,就是通過信息傳感設(shè)備,將所有物品連接至網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。物聯(lián)網(wǎng)可以分為感知、傳輸和處理3個(gè)基本部分。目前,物聯(lián)網(wǎng)的兩大關(guān)鍵感知技術(shù)就是無線射頻識(shí)別標(biāo)簽技術(shù)(RFID)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(WSN)。2在食品和農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中的應(yīng)用2.1灌裝食品在熱殺菌過程中的熱傳導(dǎo)模型的建立食品工藝參數(shù)獲取是食品提升品質(zhì)、提高加工效率、增強(qiáng)安全性的重要保障,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在這方面的應(yīng)用研究已取得初步進(jìn)展。Marra等應(yīng)用了一套布設(shè)于罐頭內(nèi)部的WSN系統(tǒng),通過溫度傳感器獲得的數(shù)據(jù),輔以有限元計(jì)算,獲得了罐裝食品在熱殺菌過程中的熱傳導(dǎo)模型。Anastasi等設(shè)計(jì)并應(yīng)用了一套WSN系統(tǒng),用于監(jiān)測(cè)一家葡萄酒廠的整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié),生產(chǎn)鏈所有場(chǎng)所都設(shè)有傳感器節(jié)點(diǎn),對(duì)種植園中的溫濕度、光照、風(fēng)向風(fēng)速以及酒窖中的溫濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄,揭示了高品質(zhì)葡萄酒整個(gè)生產(chǎn)過程中的環(huán)境參數(shù)。高英明等提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、面向食品安全的食品信息采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。通過具有GPRS通信功能的基站將WSN采集到的溫度信息傳給PC或手機(jī)中,方便人們隨時(shí)監(jiān)控食品加工各過程的溫度信息,以提高食品的安全性。以上研究表明,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在獲取和優(yōu)化食品工藝參數(shù)方面具有非常獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),它可以使食品工藝參數(shù)由宏觀細(xì)化到個(gè)體乃至微觀,這在傳統(tǒng)食品的現(xiàn)代化生產(chǎn)方面有著巨大應(yīng)用價(jià)值。2.2溫室監(jiān)控wsn技術(shù)對(duì)于溫室來講,自動(dòng)、高效的環(huán)境參數(shù)監(jiān)控是農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和產(chǎn)量至關(guān)重要的保證。由于溫室中的氣候環(huán)境和土壤條件都相對(duì)穩(wěn)定,在溫室中構(gòu)建WSN比室外容易得多,所以WSN在溫室中的應(yīng)用研究已有較多報(bào)道。柳桂國(guó)等于2003年首次研究了基于Bluetooth技術(shù)的WSN監(jiān)控系統(tǒng)并應(yīng)用于溫室。隨后開發(fā)的很多類似監(jiān)控系統(tǒng),大部分采用的是Zigbee技術(shù):Gonda等提出了在溫室中分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中采用Zigbee技術(shù);Yoo等研究了一套名為A2S的WSN在種植甜瓜和卷心菜的溫室中的使用效果。Lea-Cox等研發(fā)了一種集成了基質(zhì)含水率、溫度、導(dǎo)電率、光照度、葉片濕潤(rùn)度多種傳感器的溫室WSN。實(shí)驗(yàn)證明,運(yùn)用了該套裝置后,水和肥料得到了更高效地使用,過度澆水引起的病害減低了,作物的生長(zhǎng)得到了明顯改善。Liu等研究了一種應(yīng)用于溫室的WSN原型,該系統(tǒng)由兩部分組成:一部分負(fù)責(zé)測(cè)量溫度、光照和土壤濕度;另一部分是GSM通信模塊和由遠(yuǎn)程PC數(shù)據(jù)庫控制的軟件管理模塊。Zhou等提出了一個(gè)基于Zigbee技術(shù)的溫室監(jiān)控WSN方案。Yang等研究了集成RFID技術(shù)、光譜成像及環(huán)境監(jiān)測(cè)的多功能溫室遠(yuǎn)程WSN。其中,多光譜成像系統(tǒng)能夠在作物上空對(duì)溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照進(jìn)行測(cè)量。Wang等開發(fā)一種特殊的無線傳感器節(jié)點(diǎn)用于溫室內(nèi)溫度、濕度和光照度的監(jiān)測(cè)。以上研究表明,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以獲取精細(xì)農(nóng)業(yè)所需的大量各種信息,從而達(dá)到真正的精細(xì)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn),以提高能源、水、化肥等資源和物資的利用效率,進(jìn)一步增加農(nóng)業(yè)效益。2.3氣調(diào)與現(xiàn)有溫度的融合飼養(yǎng)室內(nèi)的環(huán)境對(duì)動(dòng)物健康非常重要,直接關(guān)系到動(dòng)物產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。一方面,飼養(yǎng)室內(nèi)必須保持良好的通風(fēng),以免動(dòng)物因?yàn)楦邼舛劝睔舛鴮?dǎo)致精神壓力或減產(chǎn);另一方面,從節(jié)能的角度考慮,為了保持室內(nèi)溫度在一個(gè)合適、穩(wěn)定的范圍,應(yīng)盡少通風(fēng)和調(diào)溫。所以采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)飼養(yǎng)室環(huán)境參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控是一個(gè)非常高效的技術(shù)手段。Cai等研究了通過無線傳感器遠(yuǎn)程查詢監(jiān)測(cè)區(qū)域氨氣濃度。Cugnasca等使用移動(dòng)節(jié)點(diǎn),測(cè)試了飼養(yǎng)室內(nèi)不同地點(diǎn)的溫度、濕度、光照度數(shù)據(jù),評(píng)估了將WSN應(yīng)用于飼養(yǎng)室監(jiān)控的實(shí)用性。Darr等研究了在豬圈構(gòu)建一個(gè)監(jiān)測(cè)溫度的WSN,使用3.6V/1200mA·h的電池作為電源,每隔5min采樣一次,結(jié)果節(jié)點(diǎn)電池持續(xù)工作了3.5年,表明了基于Zigbee技術(shù)的WSN非常適合應(yīng)用于對(duì)動(dòng)物飼養(yǎng)環(huán)境的監(jiān)控。2.4牛胃和牛胃?jìng)鞲衅鞯牟贾媒陙?由于各種精細(xì)飼養(yǎng)工具的使用,現(xiàn)代畜牧業(yè)發(fā)生了較大變化。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的最新研究成果已被用來預(yù)防和診斷牲畜的傳染病,以及預(yù)報(bào)重大事件。動(dòng)物的體溫等生命體征信息,對(duì)及早發(fā)現(xiàn)病癥及作出相應(yīng)處理,從而減少牲畜損失具有重要意義。Nagl等研究了集成脈搏血氧計(jì)、GPS定位裝置等其他傳感器的WSN,獲得了牛的血氧飽和度、位置、體表溫度和呼吸等信息。Mayer等將傳感器節(jié)點(diǎn)放在標(biāo)準(zhǔn)緩釋膠囊中置入瘤胃中,通過內(nèi)外部傳感器的通信,觀察瘤胃內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)情況。Marsh等將RFID標(biāo)簽和溫度傳感器置入一群馬匹的脖頸中,使測(cè)得的每匹馬體溫都有一個(gè)身份識(shí)別號(hào)碼。Ipema等將溫度傳感器制成膠囊狀放入牛的瘤胃中測(cè)量體溫,每分鐘測(cè)量一次,并通過放置在牛腿上的外部傳感器節(jié)點(diǎn),將數(shù)據(jù)傳送到基站。以上研究表明,由于體積小、無需導(dǎo)線連接,可以連續(xù)、遠(yuǎn)程、實(shí)時(shí)提供被測(cè)物信息的特點(diǎn),物聯(lián)網(wǎng)可被用作微創(chuàng)測(cè)量體溫等信息。2.5物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)用于提高作物品質(zhì),提高農(nóng)業(yè)品質(zhì)田間病蟲害的早期預(yù)警一直是困擾農(nóng)戶的大難題,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究有助于解決這一難題。Baggio開發(fā)一種用于馬鈴薯種植地抵御phytophrora(一種對(duì)氣候條件較敏感的致病真菌)的WSN,通過監(jiān)測(cè)溫度和濕度,該系統(tǒng)可使管理者在作物處于高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)進(jìn)行必要處理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使在盡量減少病蟲害和環(huán)境影響的情況下,提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的愿望成為現(xiàn)實(shí)。農(nóng)田管理者再也不必僅靠經(jīng)驗(yàn)或推斷來進(jìn)行決策,而是可以從田間獲得的各種實(shí)時(shí)信息,作出更有效、及時(shí)、科學(xué)的應(yīng)對(duì)措施。3最佳加工溫度的確定對(duì)于蔬菜、水果、肉類和魚類等易腐爛變質(zhì)的新鮮農(nóng)產(chǎn)品(食品),溫度控制是延長(zhǎng)貨架期的一個(gè)關(guān)鍵因素。因此,冷鏈運(yùn)輸一直是業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)之一,目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用研究也主要集中于這一方向。3.1數(shù)據(jù)的采集由于冷鏈運(yùn)輸?shù)霓r(nóng)產(chǎn)品(食品)到達(dá)集散中心后的幾小時(shí)內(nèi)就會(huì)被分發(fā)出去,這時(shí)合理的處理機(jī)制所需的信息就不僅是農(nóng)產(chǎn)品(食品)供應(yīng)鏈中地點(diǎn)歷程等可追蹤(或可追溯)的信息,還需要提供農(nóng)產(chǎn)品(食品)溫度歷程的相關(guān)信息。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食品供應(yīng)鏈中應(yīng)用的可行性及其便利性、高效性等諸多優(yōu)點(diǎn)已被多項(xiàng)研究所論證。Amador等在菠蘿的瓦楞紙箱和塑料周轉(zhuǎn)箱上安裝了帶溫度傳感器的RFID(部分將傳感器探頭插入果肉中),通過從哥斯達(dá)黎加到美國(guó)的長(zhǎng)途運(yùn)輸實(shí)驗(yàn),獲得了菠蘿表面溫度及果肉溫度的變化情況,并對(duì)比了該技術(shù)與傳統(tǒng)溫度記錄方法在測(cè)量數(shù)據(jù)精度上的區(qū)別。Abad等利用帶有溫度、濕度和光照傳感器的RFID,研究了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在一次從南非到歐洲、歷時(shí)3d、空陸聯(lián)運(yùn)的新鮮魚洲際運(yùn)輸中的應(yīng)用。Hayes等研究了在2艘漁船魚艙中設(shè)置測(cè)溫傳感器的WSN,使用SMS(短信)方式通過GSM網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送至internet上的服務(wù)器加以記錄,解決了以往只能單艘船自成體系的監(jiān)控方式,該技術(shù)可推廣到多艘漁船的廣域監(jiān)測(cè)。王曉東等設(shè)計(jì)了一種基于GPRS技術(shù),適用于冷鏈運(yùn)輸車的食品溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng),可將溫度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送至監(jiān)控中心數(shù)據(jù)服務(wù)器。Shan等研究了Bluetooth、Zigbee、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能和模糊邏輯等技術(shù)應(yīng)用在冷鏈運(yùn)輸中的可行性,提出了未來冷鏈運(yùn)輸中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行追蹤和自動(dòng)決策的技術(shù)方案設(shè)想。Ruiz-Garcia等研究了水果多聯(lián)運(yùn)輸中WSN的應(yīng)用,驗(yàn)證了ZigBee網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點(diǎn)在低溫環(huán)境下的有效性,還提出可通過監(jiān)視環(huán)境空氣中含水率的變化,快速確定產(chǎn)品中水分的流失情況。Gras研究了在冷藏食品包裝中安裝具有溫度傳感器的被動(dòng)式RFID,可以快速獲取并記錄物品的實(shí)際溫度,加快物流速度。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可通過對(duì)食品在冷鏈過程中的溫度變化進(jìn)行監(jiān)控(必要時(shí)還可設(shè)定一個(gè)報(bào)警值),從而為供應(yīng)商、監(jiān)管者及早發(fā)現(xiàn)問題并迅速作出決策提供依據(jù)。3.2溫度傳感器的布置由于冷庫、冷藏車廂、保溫容器冷鏈設(shè)施等皆為金屬封閉容器,業(yè)界一直對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)所依賴的無線通信方式能否正常運(yùn)作存有疑慮,Laniel和Fuhr等研究后得到了肯定的結(jié)論,并揭示433MHz是較適合的RF工作頻率[30~31]。被動(dòng)式RFID標(biāo)簽在數(shù)據(jù)讀取時(shí),是憑借解讀器發(fā)出的射頻信號(hào)產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而獲得能量發(fā)送信息的。在微型RFID標(biāo)簽中,天線常設(shè)置在其他金屬材料附近,這會(huì)引起天線的阻抗匹配、頻率響應(yīng)參數(shù)變化等問題。莫凌飛等研究了被動(dòng)式RFID標(biāo)簽中天線類型及與金屬表面距離對(duì)信號(hào)的影響,通過有限元模擬計(jì)算及實(shí)驗(yàn)修正,獲得了超高頻(UHF)RFID標(biāo)簽天線與金屬的最佳距離應(yīng)大于λ/4(λ為信號(hào)波長(zhǎng))的結(jié)論[32~34]。雖然冷藏設(shè)施都自帶溫控裝置,但是其溫度傳感器的布置通常位于靠近四壁或頂部的某一位置,而對(duì)于裝于其中的食品或農(nóng)產(chǎn)品表面或內(nèi)部(如果肉)的確切溫度卻無法得知。為了研究冷藏空間中物品表面或內(nèi)部的溫度與冷藏裝置顯示溫度的關(guān)系,Jedermanna等使用具有溫度傳感器的半被動(dòng)式RFID,研究了冷藏車廂和保溫容器中溫度的三維分布情況,并提出在冷藏車廂中最少每米布置一個(gè)測(cè)點(diǎn)即可準(zhǔn)確探知廂內(nèi)的最高溫度。4食品和農(nóng)產(chǎn)品的跟蹤和來源4.1其他國(guó)家和地區(qū)的追溯系統(tǒng)發(fā)達(dá)國(guó)家先從家畜產(chǎn)品(很多選擇牛肉)入手,通過頒布法律法規(guī)、設(shè)立專門研究機(jī)構(gòu)對(duì)實(shí)施可追溯系統(tǒng)的行業(yè)進(jìn)行有效管理、評(píng)審和監(jiān)督,以實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的快速溯源,切實(shí)保障消費(fèi)者食用農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。1998~2001年法國(guó)、德國(guó)、意大利、荷蘭、葡萄牙和西班牙聯(lián)合實(shí)施了家畜電子標(biāo)識(shí)(IDEA)項(xiàng)目,涉及這6個(gè)國(guó)家100萬頭家畜,已在牛和羊中使用了3種電子耳標(biāo)(瘤胃球、耳標(biāo)和注射式應(yīng)答機(jī)),為追蹤動(dòng)物從出生到屠宰的系統(tǒng)提供建議。美國(guó)成立了由來自70多個(gè)協(xié)會(huì)、組織以及政府機(jī)構(gòu)的100余名畜牧獸醫(yī)專業(yè)人員組成的家畜標(biāo)識(shí)開發(fā)小組(USAIP),共同參與制定家畜標(biāo)識(shí)工作計(jì)劃,采用RFID電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)對(duì)畜產(chǎn)品生產(chǎn)過程的追溯,其目的是在發(fā)現(xiàn)外來疫病的情況下,能夠在48h內(nèi)確定所有與其有直接接觸的企業(yè)。日本在肉牛飼養(yǎng)業(yè)中強(qiáng)制實(shí)施銷售點(diǎn)到農(nóng)場(chǎng)的追溯系統(tǒng),通過包裝盒上的牛身份號(hào)碼,即可獲取牛肉生產(chǎn)全過程信息。澳大利亞頒布了使用電子標(biāo)簽技術(shù)的國(guó)家畜產(chǎn)品認(rèn)證計(jì)劃(nationallivestockidentificationscheme,簡(jiǎn)稱NLIS)。家畜產(chǎn)品中追溯系統(tǒng)的成功應(yīng)用,為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)一步在其他食品領(lǐng)域的應(yīng)用提供了良好的基礎(chǔ)。日本已在蔬果EDI協(xié)議會(huì)的主持下,開展了蘋果、米、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品基于RFID技術(shù)的生產(chǎn)履歷和食品追蹤系統(tǒng)的建立,并在日本的千葉縣進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),取得了良好的效果。4.2食品溯源的應(yīng)用近年來,國(guó)內(nèi)在食品追溯系統(tǒng)的研究和應(yīng)用方面投入了大量的資源,多個(gè)省市開始嘗試對(duì)肉類等食品及農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行追溯。北京市2006年在重點(diǎn)養(yǎng)殖基地通過對(duì)動(dòng)物產(chǎn)品佩帶耳標(biāo)、腳標(biāo)等手段,在屠宰和流通環(huán)節(jié)應(yīng)用RFID等技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)畜禽產(chǎn)品養(yǎng)殖、收購(gòu)、屠宰、分割、運(yùn)輸、銷售等信息進(jìn)行記錄,形成追溯檔案?！?008年北京奧運(yùn)食品安全行動(dòng)綱要》要求對(duì)奧運(yùn)食品全部加貼電子標(biāo)簽,電子標(biāo)簽采用RFID技術(shù),實(shí)現(xiàn)奧運(yùn)食品的全程追溯,其中首先以蔬菜、豬肉等重點(diǎn)食品為試點(diǎn)。上海市動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所等單位研發(fā)了動(dòng)物及其產(chǎn)品信息化安排監(jiān)管系統(tǒng),利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物產(chǎn)品及衛(wèi)生的有效監(jiān)控和管理。此項(xiàng)目已經(jīng)在上海市12家規(guī)模屠宰場(chǎng)8個(gè)市道道口以及外省市供滬的167個(gè)養(yǎng)殖場(chǎng)中應(yīng)用。江蘇省建立了以超市流通模式為主的超市食品安全與預(yù)警信息系統(tǒng),以蘇果超市為基礎(chǔ)開發(fā)了集超市食品安全信息查詢系統(tǒng)、超市食品安全信息采集系統(tǒng)為一體的農(nóng)產(chǎn)品溯源模式。海南省有關(guān)部門通過采用EAN·UCC系統(tǒng),對(duì)該省水產(chǎn)品生產(chǎn)、包裝、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、銷售的全過程進(jìn)行標(biāo)識(shí),利用條碼和人工可讀方式使其相互連接,一旦水產(chǎn)品出現(xiàn)衛(wèi)生安全問題,即可通過這些標(biāo)識(shí)追溯水產(chǎn)品源頭。4.3原料奶品質(zhì)監(jiān)控和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理Ruiz-Garcia和Zhang等分別研究了用于農(nóng)產(chǎn)品追蹤與溯源的設(shè)計(jì)原型系統(tǒng),這些系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡(luò)便捷地查詢農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、分銷、運(yùn)輸?shù)雀鳝h(huán)節(jié)[42~43]。劉東紅等研究了基于RFID技術(shù)的原料奶品質(zhì)管理系統(tǒng)、原料奶品質(zhì)現(xiàn)場(chǎng)分析和監(jiān)控系統(tǒng)、乳品運(yùn)輸過程品質(zhì)監(jiān)控及溫度監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)的乳品質(zhì)量安全溯源和監(jiān)控體系,可對(duì)乳品從擠奶、裝罐到運(yùn)輸實(shí)行全面的品質(zhì)監(jiān)測(cè)和溯源。謝潔銳等以WSN和RFID為基礎(chǔ),提出了一個(gè)技術(shù)方案,并為廣東省某市建成了農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控與預(yù)警平臺(tái)。此類研究已成為目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。5存在的問題和解決方法目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大部分尚處于研究成果向產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用轉(zhuǎn)化階段,其在食品領(lǐng)域的應(yīng)用還存在以下亟待解決的問題。5.1低能耗網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)影響食品品質(zhì)的因素眾多(如溫濕度、大氣環(huán)境、土壤成分等),所以為了保障食品安全,必須研究相應(yīng)的感知技術(shù);同時(shí),低成本單品標(biāo)識(shí)技術(shù)是農(nóng)產(chǎn)品和食品追溯與物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ),為適應(yīng)規(guī)?；?、精準(zhǔn)化、設(shè)施化的發(fā)展要求,具有良好環(huán)境適應(yīng)性、體積靈巧便攜、具備快速檢測(cè)能力的低成本硬件系統(tǒng)亟待開發(fā)研究。從技術(shù)上講,WSN用于監(jiān)測(cè)的主要優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離比RFID大得多,且組網(wǎng)方式靈活、傳感器種類多樣、可探知的物理量眾多。RFID雖然閱讀距離短,但是被動(dòng)式RFID的低成本、零能耗、易于與包裝結(jié)合是其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)?？茖W(xué)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、合理的布局,解決WSN與RFID的融合問題,使兩者間取長(zhǎng)補(bǔ)短,將是下階段研究的重點(diǎn)。5.2如何建立適合該模型的政府信息融合模型在溫度、濕度、光照度、振動(dòng)頻率、氣體濃度等眾多傳感信息中,選擇何種信息或組合來表達(dá)食品新鮮度、貨架壽命期才最為合理?若需要多信息融合表達(dá)時(shí),如何建立融合后能真正反映宏觀指標(biāo)的模型?在以上模型的建立中,如何引入諸如模糊理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、人工智能等方法,才能使模型更具有實(shí)用性?以上基礎(chǔ)性問題解決后,才有可能建立一套有實(shí)用價(jià)值的快速評(píng)估其安全性及預(yù)測(cè)其貨架壽命的決策系統(tǒng)。5.3系統(tǒng)可推廣程度不高,且缺乏推廣效果從目前的研究進(jìn)展來看,不少被證實(shí)具有應(yīng)用價(jià)值的技術(shù)方案尚處于原型階段或試運(yùn)行狀態(tài),溯源過程的真實(shí)性、唯一性和一致性問題沒有徹底解決,缺乏有效可實(shí)施的信息傳遞載體以及相應(yīng)的硬件