基于物联网技术实现农产品质量安全追溯探析

蒋凯亚，章燕川，廖小丽

（1.丽水市农业局，浙江丽水 323000；2.缙云县农业局，浙江缙云 321400）

基于物联网技术实现农产品质量安全追溯探析

蒋凯亚1，章燕川2，廖小丽1

（1.丽水市农业局，浙江丽水 323000；2.缙云县农业局，浙江缙云 321400）

从物联网及农产品质量安全追溯性概念出发，分析物联网在可追溯体系中的应用原理及实现产品跟踪、追溯的方法，阐述在物联网技术基础上建立的农产品质量安全追溯体系通过射频识别（RFID）、全球定位系统（GPS）等信息传感器，链接物质世界与信息世界，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪和监管，并为生产管理者和监管部门提供决策支持。

农产品；质量安全；物联网；可追溯

通过新一代物联网、云计算等信息技术构建农产品质量安全可追溯体系，将产地地理环境、农业投入品、生产加工、流通领域等各个零散环节借助数字信息串联起来，环环相扣实现农产品质量信息可查询、可追溯、可监督，实时掌握农产品质量安全状况，实现监测办公信息化，从根本上保障农产品质量安全，是当前亟待解决的问题之一。随着信息技术日新月异，物联网技术必将成为农业现代化与信息化相融合的重要切入点。农业部在《农业领域物联网应用总体设想》中明确指出“物联网技术是发展现代农业的重要支撑，强调用现代信息技术改造传统农业、装备农业是实现农业现代化的重要途径”。

1 农产品的物联网概述

1.1 物联网的定义

物联网技术是一项综合性的技术，它的开展具有规模性、广泛性、管理性、技术性、物的属性等特征［1－2］。物联网又称传感网，是指通过射频识别（RFID）、红外感应、全球定位系统（GPS）、激光扫描器等各种信息传感设备把物品与互联网相连接，通过信息交换和通信，实现智能化识别、定位、追踪和监管的网络［3］，具有全面感知、可靠传递以及智能处理的特点［4］。通俗来说，物联网就是在互联网的基础上，延伸和扩展到物品和物品之间进行信息交换和通信的一个巨大网络系统［5］。1.2 物联网的发展

1995年，比尔·盖茨在《未来之路》中首次阐述物联网的理念。1999年，美国Auto-ID提出“将所有物品用RFID等信息传感设备与互联网相连接，实现智能化管理识别”；首次明确描述“物联网”的概念。2005年，国际电信联盟（ITU）在《ITU互联网报告2005：物联网》中指出物联网通信时代即将来临。2008年，IBM提出“互联网＋物联网＝智慧地球”。2009年，温家宝总理明确要求尽快建立“感知中国”中心。物联网的发展代表了整个社会信息化的发展方向。

1.3 农产品的物联网

为保障农产品质量安全，更加高效地管理和追踪农产品生产的全过程，将农产品从田间到餐桌整个过程中分散存在的各个独立环节如生产、运输、销售等，借助于RFID、无线传感及GPS等信息传感设备进行全面、详细数字信息采集和输送，实现物品上的信息与信息数据中心实时通信、处理，在物质世界与信息世界之间构架起桥梁，使得两者高效快速地交互转换、处理和反馈，从而构成了农产品的物联网［6］。

2 农产品质量安全追溯体系概述

2.1 可追溯性及农产品可追溯体系

可追溯性是记录存储产品从原料到成品全过程中所有环节的数字信息，一旦出现质量安全问题，可通过唯一的身份识别查询到出问题的环节，进行快速有效的流向追踪，并采取相应的应急措施消除危害［7］。可追溯性为消费者提供了更多更全面的产品信息，更加透明化，是保障消费者知情权的一种体现。

在当前的形势下，为促进农产品质量安全水平的全面提升，应结合农产品的产销特点，充分利用现代科技信息手段，建立农产品质量安全可追溯体系［8］。该体系是在农产品源头生产、流通加工及销售的全过程中记录、存储各种相关信息，杜绝假冒伪劣产品流入市场，保障消费者购买到放心农产品。整个体系涉及到农产品产地环境、生产加工企业、物流运输企业及销售企业等主体，其目的是在出现质量问题时，有助于质量管理控制，必要时可召回产品，并实施针对性惩罚措施；同时也有助于真正有信誉的企业进一步通过技术提高农产品质量，增强国际竞争力。

2.2 国内外物联网技术运用于建设农产品质量安全追溯体系的现状

1997年，为应对疯牛病，欧盟制定了可追溯制度最初的规则，最早被应用于牛肉制品及活牛的整个生产过程，之后，逐渐向蔬菜粮食领域渗透，向整个农产品市场扩展。例如，英国的家畜跟踪系统、荷兰的禽蛋综合质量系统（KIB）、盛酒桶的追踪系统等。日本农协推行食品生产履历追溯系统，为农产品建立“身份认证制度”，规定各地农户广泛采用电子标签，详细记载各类农产品生产信息，并整理成数据库。美国正式生效《鱼贝类产品的原产国标签暂行法规》，要求任何包装上（包括进口产品、混合产品）的商标都应当包含原产地及产品生产方式的信息。韩国在全国范围内执行全方位的农产品追溯程序等。

在我国，2004年农业部在农垦系统首先启动建立农产品质量安全追溯制度，目前已有23个垦区的100多家企业纳入试点范围，追溯种类已扩展到大米、面粉、蔬菜等7大类，RFID技术也被初步应用于农产品安全跟踪管理，如千岛湖淳牌有机鱼身份证［9］；新疆吐鲁番楼兰神牌精品哈密瓜单品追溯，顾客可查询到哈密瓜的产地、农户信息、产品质量等［10］。

3 农产品质量安全可追溯体系中物联网技术的应用

农产品质量安全可追溯体系可以分为跟踪和追溯2部分，由生产管理子系统、追溯查询子系统及质量监测信息数据库3个子系统组成（图1）。

3.1 生产管理子系统中物联网技术的应用

农产品生产前及生产过程中的跟踪和管理由生产管理子系统完成，包括：产地环境信息管理，记录水源、空气、土壤等环境检测数据，利用传感器采集温度、光照、土壤酸碱度及水分等农田环境信息，并通过GIS空间数据库存储农田地名、坐标、经纬度、地形、道路等数据信息；生产者信息管理，记录生产者姓名、籍贯、居住地、职业等身份信息；农产品基本信息管理，记录农产品种类、产地、品牌商标、认证情况等基本信息；生产过程信息管理，采集生产过程中涉及到的农事操作时间、方式方法、生产资料及农业投入品的使用、采收时间、销售渠道等基本信息，以及对整个生产过程进行跟踪和监控；生产资料信息管理，记录种子、化肥、农药等生产资料的品牌、生产厂家、进货渠道、使用方法及频率、使用目的等基本信息；检测结果信息管理，采集产地环境及产品采收前、采收后的农药残留、重金属残留等检测结果以及产品批发运输途中储藏环节的抽检数据，汇总、分析上传到中心数据库。基于物联网技术形成的生产管理子系统从根本上改变了对产品的管理水平，使之更加具有智能化、拟人化。

图1 农产品质量安全可追溯体系各子系统组成情况

3.2 追溯查询子系统中物联网技术的应用

每批次农产品在生产过程中会产生唯一的ID代码，将产地、批号及序列号等信息以电子代码（EPC）的形式写入RFID电子标签中，并贴在对应的农产品上，同时，生产管理子系统中的数据信息也上传到农产品中心数据库，并保持通信、实时更新，消费者便可以通过EPC码来查询该农产品详细信息。消费者根据农产品的RFID信息，通过手机、互联网或超市终端查询机等途径连接到中心数据库，获取需要的信息，直观便利地进行产品追溯体验。物联网按照事先的协议，不同的用户具有不同的使用权限，查询系统根据RFID信息和不用的用户分类别显示产品名称、品牌及认证情况、生产日期、产地环境、生产过程监控信息、农药残留检测情况等各种信息。对于监管部门，追溯查询子系统除基本信息之外还提供包括物联网中设计的智能传感信息、流通过程中实时GPS信息以及同批次产品的具体流向信息等，并能交互查询各个节点中的农产品信息以达到逐级追溯的目的。

3.3 农产品质量监测信息数据库中物联网技术的应用

农产品质量监测信息数据库覆盖各级检测机构及风险监测点对农产品的监督检测结果，具备及时采集、加密上传、智能分析、质量安全状况分类查询、报表统计、风险分析和预警等功能，并为农产品的生产和管理提供决策依据。

4 基于物联网实现农产品质量安全可追溯的意义

农业生产具有种类繁多、偏僻分散、通信条件落后、生产技术不发达、生产者文化素质参差不齐等特点。现代科技信息技术、信息传感器、无线网络、云计算等催生了物联网技术的发展，能够很好地解决获取农业信息的困难。同时，物联网技术展示了对每个农产品进行跟踪的新理念，一方面能够提供全面细致准确的电子信息实现农产品供应链管理及安全质量追踪溯源；另一方面提供了更为丰富多样农产品质量安全信息查询途径。

以物联网等现代信息技术应用为核心构建的农产品质量安全可追溯系统将农业生产企业等生产者与政府监管职能部门连接起来，通过对“田间到餐桌”全过程各个环节的信息采集记录、智能分析，并确保信息可靠及时，实现农产品身份识别及质量安全全程监控管理，为生产管理者、政府监管部门提供决策支持，有助于全面提升我国农产品质量安全监管服务、监测和应急处置能力，从根本上改善对农产品的管理水平，具有广阔的应用前景。

［1］ 王瑞刚.物联网主要特征与基础理论研究［J］.计算机科学，2012（6）：201－203.

［2］ 张予民.物联网应用的问题分析及引入原则［J］.科技广场，2012（5）：70－72.

［3］ 黄叶珏.基于物联网的农产品质量安全可追溯平台的设计与实现［J］.绿色科技，2013（1）：266－268.

［4］ DoSouzaLM，SpiessP，GuinardD，etal.AWebservice basedshopfloorintegrationinfrastructure［G］／／Proceedings ofthe1stInter-nationalConferenceonInternetofThings. Berlin：Springer，2008，50－67.

［5］ 冯恩东，钱卫红，张红生.物联网在种子行业的利用前景［J］.中国种业，2013（1）：4－5.

［6］ 张丽，余华，马新明.基于物联网的农产品质量安全信息系统平台［J］.中国科学，2010（40）216－225.

［7］ 雷扬.关于农产品质量安全监管工作中的问题与建议［J］.中国食物与营养，2010（7）：15－17.

［8］ 陈松，王朲，钱永忠.农产品质量安全可追溯性研究进展与趋势［J］.现代农业科技，2012（8）：356－359.

［9］ 薛月菊，胡月明，杨敬锋，等.农产品供应链的信息透明化框架［J］.农机化研究，2008（2）：67－71.

［10］ 陈丽琳，喻法金.我国农产品质量安全可追溯体系建设现状探析［J］.农产品质量与安全，2012（4）：62－65.

（责任编辑：张才德）

F062.9

A

0528-9017（2014）08-1296-03

文献著录格式：蒋凯亚，章燕川，廖小丽.基于物联网技术实现农产品质量安全追溯探析［J］.浙江农业科学，2014（8）：1296－1298.

2014-06-15

蒋凯亚（1981－），女，浙江缙云人，农艺师，硕士研究生，从事农产品质量安全监测及农业信息推广应用工作。E-mail：laisamo1981＠163.com。