基于物联网的蔬菜质量安全溯源系统研究综述

王君妤 杨 扬

（南昌理工学院 江西南昌 330044）

基于物联网的蔬菜质量安全溯源系统研究综述

王君妤 杨 扬

（南昌理工学院 江西南昌 330044）

本课题的研究以物联网为基础，通过物联网建立人与蔬菜的联系，让蔬菜的生产、加工、储运、销售等各个环节透明化，菜农与监管部门更为严苛的对蔬菜质量安全进行干预、监管和调节。消费者最大限度的获取蔬菜质量安全的知情权，最大程度的保证蔬菜食用的安全。

物联网 蔬菜质量 溯源系统

引言

蔬菜生产经营的规模化影响着蔬菜的质量安全。零散式的蔬菜生产经营结构严重制约着政府及其有关部门对蔬菜质量安全的监管。但是不可否认的是即使蔬菜生产已经规模化、扩大化，但是其中不乏有生产者一个劲儿追求生产数量和生产效率，在生产过程中大量地、不合理地使用农药和化肥；出售者也为了更多的追求利益，在蔬菜销售时纵容腐坏变质的蔬菜流入市场。农药残留超标、蔬菜腐坏变质两大问题的普遍存在造成了严重的蔬菜质量安全问题。

一、国内外研究现状

目前，为了强制性实行农产品质量安全溯源制度，以美国为首的一些西方发达国家陆陆续续采用了立法手段。食品及农产品质量安全溯源系统的研究问题上，我国研究起步较晚，因此成功的案例也不多见。上海市发布了“食用农产品全程监控平台”；深圳市推行了“IC卡电脑信息管理系统”；北京市构建了“食用农产品标签信息管理系统”。［1］

物联网技术的发展和运用为农产品质量安全溯源系统的建设带来了新的希望，提供了技术基础。所以，运用物联网技术来建立健全的、规范的蔬菜质量安全溯源系统，在蔬菜生产、流通过程中建立统一的信息采集指标、统一的编码规则和溯源规程等有着很大的实用性。这也必将成为食品质量安全管理的发展形势所趋。

二、设计目标及方案

1.设计目标

蔬菜质量安全溯源系统需要记录生产各环节数据的录入真实性，从根源上保证数据的真实有利于提高查询结果的准确度。RFID技术对蔬菜安全质量溯源各个环节数据的采集和读取更加方便快捷。

2.设计方案论证

（1）方案一：条形码

通过改进，不少学者将条码技术应用于食品（农产品）追溯系统中，在加工车间或是销售环节，通过手持机扫描条码来获取产品数据。［4］条形码是我国目前农资物流追溯所采用的方式，而条码技术的固有缺陷特别明显。

（2）方案二：RFID标签

RF1D技术是一种不仅灵敏度高、使用方便而且特别适合于自动或半自动化控制环境的应用技术。它的识别过程用不上过多的人工干预，误差小。RFID标签不仅支持只读工作模式，也可以进行写入，在恶劣的工作环境中已然能够保持很高的精准度。它所具备的独特优越性让其他识别设备无法望其项背。主要包括以下几个方面：

① 读取方便、识别效率高：信息的捕获无须光源。RFID系统的有效读取距离长，特别是内设电源的RFID标签，它读取有效距离可以达到30米以上。当RFID—进入耦合磁场，阅读器就能迅速得到标签上的数据信息，同时如多个标签同时存在时，读写器可以实现批量识别功能。

② 储存容量大、安全性强∶即使与时下存储量最大的PDF4n型二维条码相比，RFID标签的容量优势仍然十分明显，根据用户的需要，RFID标签最多可以扩充至数10K。还可以通过设计密码来保护标签内的数据不受干扰。防伪性和加密性都要优于同类产品。

③ 使用范围广：由于RFID独特的无线通讯方式，保证了标签在粉尘、油馈或是放射性物质对数据不受干扰，同时其密闭式的包装模式也使得其使用寿命远远超过了条码这类的印刷品。

④ 标签数据写入迅速，实现即时动态通讯：利用阅读器不单可以读取标签信息，还可以通过编辑功能可以向RFID标签中植入数据，从而赋予其便携式数据交互的功能。同时RFID标签的频率一般在50-100HZ左右，只要对应的RFID标签出现在阅读器的有效范围内，阅读器将自动对其进行动态跟踪和监管。

3.可行性分析

（1）需求可行性

溯源系统中，源信息无疑很重要。但是各环节数据信息的采集也显得尤为关键。蔬菜产品在流通中各个环节的信息量很大，不可能通过手动方式进行信息的录入，蔬菜质量安全溯源系统中种植、加工、储运、销售等重要环节中相关基础数据的采集手工录入工作量太大，浪费太大人力物力，而且还会存在偏差。［2］

（2）经济可行性

现如今，非接触式IC卡的价格成本方面，由于RFID技术已趋于成熟，卡片的大批量生产，价格已经非常低，投入成本也被大大降低了，考虑实际应用环境，利于蔬菜生产企业大规模使用。

目前基本配置的计算机也价格亲民，也适合购进使用。

（3）技术可行性

无线射频技术是当前比较成熟的技术，经过数年的技术沉淀，射频识别技术已经广泛应用于生活中的各个领域，从硬件稳定性和软件支持都是比较不错的。随着社会、经济、技术的成熟，使用RFID技术对蔬菜质量安全进行溯源，实现信息的数字化，工作的高效化迫在眉睫。

（4）设计原则

实用性：整个系统的操作的特点是反应快速，便于消费者进行蔬菜的溯源查询，便于各种RFID读写器的数据采集和读取。查询方便、简捷、高效。

可靠性：蔬菜质量安全溯源系统必须能够满足可靠、连续的运行要求。RFID技术的可重复读写功能可以让溯源系统反复利用，系统稳定，易维修。

四、系统总体设计

本系统设计主要分为四个模块，主要用于详细说明蔬菜安全质量溯源信息采集的各个环节。如图1所示：

结语

蔬菜作为人们每天的必需食品，其质量安全已经吸引了社会各界关注的眼球。伴随着计算机技术、网络技术、通信技术和电子技术等信息技术的迅猛发展，物联网技术自然得以广泛应用。值得警醒的是，物联网在农业信息化领域的应用才刚刚起步，成功案例屈指可数。因为这些原因，本文开展的研究具有十分宝贵的实用价值并颇具现实意义。

图1　溯源系统管理模块总图

［1］胡鹭，基于物联网的蔬菜质量安全溯源系统设计［D］.南昌理工学院，2015

［2］施亮，傅泽田，张领先，基于RFID技术的肉牛养殖质量安全可追溯系统研究［J］计算机应用与软件，2010