基于物联网的生猪肉安全溯源系统应用研究

李爱军　李晋瑶

摘 要： 食品安全不仅关系人民群众身体健康和生命安全，还关系经济发展和社会稳定，我国一向将保护人民群众身体健康和生命安全放在极其重要的位置，对于食品安全监管工作非常重视。目前，我国已将全面提高农产品质量安全水平视做一项全局性的战略任务。本文立足民生产业领域，以猪肉产品安全为应用蓝本，对基于物联网的猪肉溯源模型进行研究。

关键词： 物联网 农业 信息化 农产品安全

所谓物联网（The Internet of Things）又被称之为传感网。顾名思义，物联网即“实现物物相连的互联网络”，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，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。其体系架构主要分为感知层、网络层和应用层三个层面。

近年来，物联网技术作为新科技的代表被运用于包括农业在内的许多领域，随着人们生活水平的提高，确保动物食品的安全性已经成为当前急需解决的问题，物联网农产品安全溯源是近年来物联网技术应用的一个极其重要的方面。由于动物食品的生产加工链条逐渐增长，环节逐渐增多，消费者很难从食品链的最终环节了解食品的来源和生产过程。物联网技术的引入可以使食品供应链的透明度大大提高，农产品轻易追溯至其源头。

我国食品质量安全和价格稳定可以算是关乎民生的最重要问题之一。食品安全问题不仅关乎我国人民群众的生命健康安全，还与我国的经济发展和社会稳定息息相关。因此，各级政府都将食品安全监管工作放在十分重要的地位。

食品安全溯源对于人民的健康安全及全社会的稳定发展起着极大作用，它能够对食品安全的供应链进行全程控制，随时确定产品和原料的来源，有效降低食品安全风险。在某一环节出现问题之时可以直接追溯到源头，找到问题并进行治理和补救，降低损失，简化问题程序，降低处理难度，并为受食品安全问题困扰的企业和个人树立信心。

1.系统概述

我国畜牧产品虽然多种多样，但生猪作为我国极其重要的畜牧产品之一、我国城乡居民动物性食物的最主要来源，在我国畜牧业中依旧占据十分重要的地位。2013年，我国猪肉产量已超过全球总产量的50%，在我国出口产品中占据极其重要的地位。由此看来，生猪食品的质量安全和价格稳定对我国的经济发展至关重要。

然而近年来生猪注水肉、瘦肉精事件络绎不绝，给我国的生猪行业带来了极大的经济损失。为了保证居民的身心健康和社会的安全稳定，必须加强对食物安全的管理，随着社会的发展和人们生活水平的提高，确保食品的安全性已成了当今亟待解决的问题。

由于各种食品尤其是畜牧产品的生产加工链条很长，消费者想要了解食品的来源非常困难。食品安全溯源系统能够帮助人们在食品安全出现问题时第一时间追溯至单一环节，找到问题所在并对其进行有效治理。

简单来说，本系统能够对生猪从出生到屠宰整个饲育过程进行统一的监控，对其饲养管理、疾病的预防和治疗、饲料使用等环节进行记录和分析，确保生猪肉的新鲜和营养健康。每一只生猪乃至于每一份生猪肉在进入消费市场后，消费者都能从其携带的唯一识别码上对饲育过程和畜产品的流通过程进行查询。

2.系统设计

生猪肉安全追溯系统主要由养殖场系统、屠宰场系统和销售系统三个部分构成。通过网络进行各部分之间的数据连接和传输。物联网技术的引入为自动化跟踪和追溯生猪肉信息提供了平台，在给人们提供了安全保障、保证了信息追溯有效性的同时有助于实现库存的科学管理、物流的优化配置。在对生猪进行飼育和加工的过程中，工作人员为其制定唯一的电子标签，并且通过阅读器对生猪信息进行采集，在将信息传入中央服务器的同时也将其标注在产品包装上以供消费者登录服务器进行信息查询，起到食品溯源的作用。

生猪肉安全溯源系统结合我国《食品安全法》和我国商务部财政部对开展“放心肉”服务体系建设试点工作的通知等规定，将高新技术逐渐引入传统行业中，通过政府、企业的统筹规划管理，对生猪肉的供应链流程实现最大限度地优化，最终达到高效、安全、低成本的目的。目前主要引入的物联网技术设备主要包括电子标签、溯源电子秤、身份识别卡等。

采用RFID电子标签技术结合身份识别卡实时有效地对生猪产品从饲养到流入消费者餐桌之间的一系列环节进行监督记录，并将所得到的信息通过互联网、GRPS等网络技术传送至中心数据库。通过猪只上携带的RFID电子标签或者二维码标签等赋予生猪肉完整有效的身份证明，保障消费者的监督权和知情权。保证所有个体产品都拥有自上而下的完整追溯记录，为政府提供监管和预警依据。

基于物联网的生猪肉安全溯源系统的逻辑结构分为网络、智能处理、业务应用、窗口展示四层。网络层包括以RFID为主的感知设备、接入设备等，集成了多种网络技术协议，主要负责对数据进行感知、采样、传输。智能处理层主要负责数据的分析、计算、备份、挖掘和大规模的存储。业务应用层负责供应链管理，将猪肉产品的饲养、屠宰、加工、流通和消费等一系列环节尽数囊括。窗口展示层为食品监管提供统一的平台，以互联网、电话、短信等形式为公众和政府提供食品查询和监督的手段。

3.系统设施及功能模块

3.1信息的感知和采集

生猪产品从生产到销售的各项环节都离不开信息的感知和采集技术。

在养殖环节，一般在仔猪阶段就会在耳上佩戴RFID标签，对其生产过程中的包括基因、饲料、防疫、用药在内的各种信息进行储存和监督，并通过互联网、无线通信等形式上传至管理数据库，建立完整的养殖档案。

屠宰环节，首先通过物联网和服务器将可出栏的生猪分配至地理位置最合适的厂区，从而降低运输成本。在生猪运达厂区后检疫员必须对动物检疫证、免疫卡、消毒证等进行统一的检查，确定猪只肉质安全后才可将其送入待宰圈。猪肉出厂时要在猪肉上绑定经过消毒的电子标签，保证每片猪肉具备唯一的识别码。使用手持设备、射频通道门等对猪肉上的识别码进行扫描，将猪肉供需的上下游绑定，作用是在为消费者提供安全溯源服务的同时为政府监管提供依据。

批发环节，批发市场在收入猪肉前必须对其进行含水量、瘦肉精等相关指标的检测，在确认合格后可批准其进入市场。市场上购入猪肉的超市卖场、农贸产品经营户、团体单位等在购买猪肉的同时将获取生猪肉产品的溯源标签。且在购买时需要提供合法的经营户身份卡和交易凭证。

零售环节，猪肉主要在农贸市场、超市、肉店销售，工作人员对猪肉上绑定的标签进行读取，使其携带的信息与政府安全溯源监管系统对接。并且在出售猪肉打印的小票上标注货物信息，便于消费者方便快捷地查询。食品安全监管人员可通过互联网、电话、短信等形式查询猪肉产品识别码，由此实现猪肉由下到上的溯源过程。

3.2溯源数据的分析处理

为了实现对溯源数据的实时有效处理，本系统要求在省级建立起统一的数据监管平台和处理中心。溯源数据在传至数据中心之后需要对其进行及时分析整理。并通过各种协议和接口与上游的全国生猪行业管理信息系统和下游的县市级生猪行业管理信息系统连接。

政府、生产者、消费者等不同主体可根据其不同的权限登入信息管理平台，对生猪肉的价格、质量、产地等信息进行查询和监督。除此之外，通过数据分析还可对生猪价格波动进行预警，使政府及时有效地通过宏观调控等手段缓解市场猪肉价格波动。

3.3溯源数据的政府监管

为了保证食品安全，政府必须联合市场管理单位、加工企业、团体采购单位等对生猪肉的溯源信息进行严格的联合监管。重视产地检疫工作，严格出具检疫证明，建立统一的动物疫病监控体系。加强生猪屠宰管理，争取做到定点定时定量进行屠宰。无电子标签、无法追溯信息的生猪肉不允许进入市场。严查注水猪肉、病死猪肉，确保县城以上所有市场、超市、餐饮企业、食堂等使用的猪肉具备完整的信息溯源标识。完善对市场食品卫生的巡查工作，杜絕非法屠杀、加工的猪肉流入市场，危害公众生命健康。工商管理人员需要配备手持RFID仪器，不定期前往市场对猪肉进行检查。

食品安全溯源对于人民的身体健康和全社会的稳定发展起着无可替代的作用，是食品安全风险管理的重要措施，是食品安全生产、销售供应链全程控制的有效技术手段。目前动物食品安全溯源系统仍存在许多问题，如标准不统一、成本偏高、信息链容易出现问题、仪器化程度不够等。我国食品安全溯源系统的研究与推广尚处于初级阶段，在全流程、精细化、多部门食品安全溯源和多部门协同监管等方面都有待进一步加强。要使物联网在农产品安全溯源方面得到进一步发展，政府、农民、企业、科研单位等各方面要共同努力。

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