应用物联网技术提高食品安全探究

　　摘要：针对近年国内频繁出现的食品安全问题，引入物联网技术可以从一定程度上提高食品安全监管。物联网技术能够利用精确传感系统收集大量食品生产、装配、流通、销售等过程中的数据，并将这些数据实时的传输到数据信息中心，为食品安全地到达消费者手中，提供有效地监测。
　　关键词：食品安全；物联网；传感系统；监测
　　中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)17-4207-02
　　“民以食为先，食以安为先”，食品安全历来是关乎民生的头等大事。2008年席卷全国的“三聚氰胺”奶粉事情，让国内乳制品行业陷入了空气的危机；随后全国各地不断曝光的“地沟油”、“健美猪”、“染色馒头”等事件，使得人们对食品安全问题更加重视，人们经常会怀疑，自己食用的产品是否安全。食品安全问题层出不穷，归根结底在于食品生产从原材料到消费的整个流通过程缺乏有效有力地监管。食品安全监管是一个非常复杂繁琐的过程，并非政府机关的几个部门能够完成的事情，在整个流通过程中涉及很多具体的评价指标体系。那么如何真实有效地提高食品安全监管，杜绝类似事件再次发生，成为了当前丞待解决的一个关乎国家民生的头等问题。
　　1999年，美国麻省理工学院，首先提出了“物联网”的概念，简而言之，就是利用EPC和RFID等信息传感设备将所有物品与目前的互联网连接起来，实现所有物品的智能化识别和管理。我国“十二五”计划明确提出，物联网将作为重点新兴战略产业，2011年召开的中国物联网大会，提出了主要民生产业如健康管理、食品安全、卫生医疗等与物联网技术相结合，其中建立统一城市食品安全追溯平台备受瞩目。
　　1 食品安全问题现状
　　食品安全是指食品的种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售、消费等活动符合国家强制标准和要求，不存在可能损害或威胁人体健康的有毒有害物质以导致消费者病亡或者危及消费者及其后代的隐患[1]。
　　近些年，从肯德基麦当劳的苏丹红鸡翅到矿物油“抛光”大米，再到三聚氰胺奶粉、地沟油、健美猪……我国的食品安全问题警钟长鸣，食品安全现状也不容乐观。目前的食品不安全主要表现在以下一些方面：
　　1) 假冒伪劣产品。此类产品主要用发霉或以假充正的原材料加工制作而成，比如发霉的大米用工业矿物油进行抛光后再次进入消费市场，死、病猪肉用来加工香肠，一些乳制品企业回收过期变质奶再生产等。
　　2) 食品添加剂的非法或不合理添加，并且存在情况比较严重。如肯德基麦当劳的苏丹红鸡翅，三聚氰胺奶粉，腐竹、粉丝、面粉、竹笋等产品中添加吊白块，海参、鱿鱼等干水产品、血豆腐等产品中添加工业用甲醛等。
　　3) 滥用药物、滥施农药、严重污染的有毒产品。如在猪饲料中添加瘦肉精，用避孕药催熟黄鳝，受工业污染的引用水源等。
　　4) 食品加工过程中产生的污染。生产蛋糕、月饼、面包、酥饼、凤爪、雪菜等烘焙制品及卤菜制品时出现的微生物超标、发霉变质、细菌二次污染等。
　　5) 转基因食品潜在的污染。转基因生物技术使用不当可能造成的对环境的污染。这是因为转基因生物可以通过有性生殖将所携带的重组基因扩散到同类生物，包括自然界的野生物种中，成为后者基因组的一部分。与其他形式的环境污染不同，生物的生长和繁殖可能使基因污染蔓延而不可逆转。
　　总的来说，导致上述食品安全问题的原因是由于食品种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售、消费等环节监管不利，使得非法行为可以轻而易举的存在，并且国家对于食品安全非法行为的惩处力度是远远不够的。那么在当下环境，如何来提高食品安全，显得非常重要。利用物联网技术，可以我们较好地实现食品种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售、消费等环节的数据采集和有效监管。
　　2 物联网技术简介
　　物联网（Internet of things），就是“物物相连的互联网”，它被认为是下一个万亿元级规模的产业，意义甚至超过互联网。其定义是：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相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。“物联网概念”是在“互联网概念”的基础上，将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信的一种网络概念。
　　物联网由全球产品RFID射频识别系统、电子编码体系（EPC）和信息网络系统组成。射频识别（RFID）是物联网技术的核心内容，一个典型的RFID 系统包括标签、读写器和数据库，如图1所示[2]。RFID标签成本是制约RFID发展的重要瓶颈，通过近几年的发展RFID标签的价格有了很大程度的降低，并且针对不同的应用领域，设计出了物流标签、图书标签、抗金属标签、服装标签、洗衣标签、牧畜管理标签、医疗标签、安防防盗标签、轮胎管理标签、超市零售标签。
　　产品电子代码（EPC）是由标头、厂商识别代码、对象分类代码、序列号等数据字段组成的一组数字。产品电子代码是下一代产品标识代码，它可以对供应链中的对象（包括物品、货箱、货盘、位置等）进行全球唯一的标识。EPC 存储在RFID标签上，这个标签包含一块硅芯片和一根天线。读取 EPC标签时，它可以与一些动态数据连接，例如该贸易项目的原产地或生产日期等。EPC就像是一把钥匙，用以解开EPC网络上相关产品信息这把锁。
　　物联网体系结构主要可分为3层：感知层、网络层和应用层，如图2所示。
　　把物联网技术应用于食品安全，必须从食品生产的源头插入RFID标签，实现对原始材料的实时监控，RFID标签会在整个食品生产过程中实现各个流通环节的数据采集和根据预先设定的评价指标体系进行有效地监控。此外，还需要有一个数据中心，对采集的信息进行分析，加工，处理。最终，消费者获得某产品可以根据产品的RFID标签，清楚地知道该产品从生产、加工、包装、储藏、运输等各个环节的动态信息，从而真正地实现消费者层面能了解的食品安全。
　　3 应用物联网技术提高肉类食品安全探究
　　在现有的环境下，提高食品安全是一项非常复杂的系统工程，因为食品安全本身涉及很多环节，包括食品本身的安全和食品整个供应链的安全。基于食品供应链的特性，从食品的生产开始一直到终端销售，可以综合利用物联网RFID 技术、先进传感技术、无线通讯技术、监测与控制技术、远程数据传输技术、卫星通讯技术、网络与信息