基于RFID的茶叶产品质量安全溯源体系研究

江进

（江苏农林职业技术学院，句容 212400）

基于RFID的茶叶产品质量安全溯源体系研究

江进

（江苏农林职业技术学院，句容 212400）

茶叶制品的质量安全关系到居民的食用安全和身体健康，在茶叶质量安全危机频繁发生的背景下，利用信息技术来构建溯源体系，是保障当前茶叶制品质量安全的有效手段。通过对茶叶供应链流通环节的需求分析，提出基于RFID的茶叶制品溯源体系技术解决方案。围绕RFID溯源体系的数据采集与交互需求，进行溯源系统的软件层次与架构设计。所研究的技术方案和设计的软件架构，为茶叶制品流通过程的防伪识别与溯源追踪提供可行的参考。

镇江市科技局2014年科技支撑计划-农业（No.NY2014034）

0 引言

近年来，随着居民生活水平的日益改善与提升，茶叶产业得到了蓬勃发展，许多名贵茶叶产品需求呈现出供不应求的态势，同时也带来了茶叶产品价格持续攀升。受经济利益所驱动，国内茶叶市场质量良莠不齐，不但重金属超标、农药残留等事件接连发生，而且充斥着大量的假冒伪劣茶叶产品，在给广大消费者带来极大的负面影响的同时，也使诸多名贵茶叶品牌的推广面临挑战[1]。

虽然目前国内外市场上已有通过技术手段或软件系统等途径来进行茶叶制品的质量管理和追溯防伪，但大多仅追溯至茶叶生产厂商，难以有效追溯至茶叶的种植、加工和配送运输等环节，导致茶叶的溯源仅局限于“面”上，而无法落实到溯源的“点”上[2]。由于茶叶流通过程缺乏可靠的信息获取手段，导致问题茶叶来源难以进行追溯，去向难以有效跟踪。上述问题严重阻碍了茶叶产业的可持续发展，茶叶质量问题已逐步引起社会的广泛关注，其质量安全控制问题亟待通过现代化的信息技术进行解决[3]。

为探索该问题的解决方法，本文通过课题所开展应用的某茶叶产品供应链流通环节为研究对象，探索RFID射频标签在茶叶的装配、运输、销售、售后等流通环节的溯源应用。通过构建面向茶叶产品的供产销全程溯源追踪平台，实现对茶叶产品的溯源追踪，以保障茶叶产品的质量安全。

1 茶叶制品流通需求分析

溯源体系通常是指通过现代化的技术手段，诸如利用防伪条形码、射频标签、二维码等与产品流通过程相结合，以此来达到溯源功能的目的[4]。

为构建面向茶叶质量安全的跟踪和追溯体系，就必须剖析茶叶制品的流通需求。如图1所示，总体来讲，需要经历茶叶原材料种植、茶叶采摘、鲜叶运输、茶叶收购（加工企业）、鲜叶检验、鲜叶初加工与精加工、茶叶半成品入库、茶叶成品的内外包装、茶叶成品检验、成品出库、茶叶产品分销与运输，通过茶叶的零售，最终为消费者所购买。

然而，一旦茶叶存在质量安全问题，就必须通过上述流通环节进行逆向溯源，尤其是需要对茶叶种植环节、生产加工环节、运输仓储环节和销售环节进行重点追溯，以查证究竟哪个流通环节出现了质量问题。

图1 茶叶制品流通过程需求分析

2 溯源体系总体解决方案

为了更为有效地对问题茶叶进行溯源，就必须借助现代化的信息技术手段，并构建围绕茶叶制品流通过程的溯源体系。

茶叶溯源体系解决方案采用RFID电子标签识别技术、无线传输技术、GPS技术等，通过茶叶流通过程中的前置识别终端和信息交互节点，依靠移动互联网络、Web互联网络、无线传感网络与溯源系统数据库相连接，达到对茶叶加工、仓储、运输、配送、零售等流通环节的数据采集，以便未来进行各环节的信息溯源[5]。

利用RFID电子标签传输快、易于识别、可靠性高等优势，基于RFID的茶叶制品质量安全系统能方便地对茶叶种植、鲜叶加工、茶叶包装、仓储、运输配送和零售等环节进行正向跟踪和逆向追溯，以形成茶叶质量安全管控的闭环体系。

在上述关键技术中，支撑溯源的核心技术无疑是RFID射频识别技术。换句话说，不仅要有RFID电子标签，还需要采集标签信息的RFID读写器。而为了实现溯源目标，采集成功的RFID标签数据还需要通过软件系统进行业务逻辑处理和数据存储。由此凝练出基于RFID的茶叶溯源系统技术体系原理分析图，如图2所示。

图2 基于RFID的茶叶溯源系统技术体系原理图

为构建一套面向茶叶质量安全的闭环溯源体系，首先必须从源头对茶叶种植环节进行有效监控。为此，利用在茶叶田间部署RFID标签，达到对每块茶田进行RFID标识的目的，这样，便可形成茶叶种植过程中的农药使用情况、采摘时间等的真实记录，并将相应记录信息上传至溯源系统数据中心；采摘后在进行鲜叶加工过程中，可按RFID标签区分茶叶的茶田种植来源，并形成相应的鲜叶加工记录，确保溯源信息的真实性；茶叶包装过程中，需要将茶叶成品包装张贴RFID，并在系统构建所张贴RFID标签与茶田部署RFID标签之间的一对多关联关系，以便进行后续的正向追踪和逆向追溯。

然而对于茶叶制品的仓储、运输配送和销售环节，则只需要通过RFID读写器进行RFID电子标签的读取即可。因RFID电子标签具有唯一的电子编码，其在溯源系统数据库中通常以RFID标签对应的ID编号进行存储，并将其ID编号与茶叶各流通环节所对应的数据信息进行绑定，从而实现了通过基于RFID电子标签的茶叶制品质量安全的追踪与溯源。由此给出如图3所示的茶叶溯源体系方案设计图。

3 茶叶溯源系统设计

为保障茶叶制品溯源系统软件架构的低耦合性，本文采用三层软件架构设计模式，并从整体上建立软件各层的联系，以使茶叶制品溯源系统的软件架构形成一个有机的整体。同时，设计时还应考虑与茶叶的供应、仓储、销售等既有系统之间的信息闭合与数据交互问题，以保障进行茶叶制品溯源、追踪、防伪过程的数据完整性。

从茶叶溯源软件的应用服务层次来设计，如图4所示将茶叶制品溯源系统设计为前端用户端、业务逻辑层和基于RFID的供应链流通环节层。

对于前端用户层，其主要为茶叶溯源系统提供统一认证与访问控制入口、溯源采集客户端、溯源查询客户端三类交互服务。业务逻辑层则主要涉及茶叶种植、运输、销售等各个流通环节的业务处理交互及信息存储，针对上述供应链中的每个流通环节，用户都将所涉及的茶叶安全风险数据信息通过RFID技术进行动态关联和采集。对于供应链流通环节层，则着重针对RFID标签数据的采集与存储，并通过基于RFID的API数据接口与茶叶溯源系统进行数据交换。可见，软件架构各层在该设计方案中各尽其责、彼此联系，形成了一套彼此关联的数据处理与业务交互体系。

4 结语

本文通过基于RFID的茶叶产品溯源问题的研究，提出了较为可行的溯源软件体系解决方案，并在此基础上给出了溯源系统的软件层次与架构。所做的研究工作，为茶叶产品的供应链流通环节提供了质量安全保障，同时也为其它农产品溯源平台的构建，提供了较为可行的设计思路借鉴。

本文所研究的溯源体系方案，受限于目前RFID标签的成本控制，故主要适用于较为名贵茶叶制品的溯源服务，这具有一定局限性。未来随着RFID标签成本的降低，本文所提出的方案有望广泛应用于普通茶叶的质量安全跟踪与追溯服务。

图4 溯源系统软件架构图

参考文献：

[1]张翔,耿晓琴,张云华.农产品溯源系统的设计与实现[J].工业控制计算机,2014,06:129-133.

[2]霍翔,傅海威,邱晓成.基于RFID和移动互联网技术的海产品质量安全溯源系统研究[J].物流科技,2016,(09):42-44.

[3]阳琼芳,江立庚.基于物联网的茶叶质量溯源系统架构及技术路径[J].农业研究与应用,2015,(04):62-65.

[4]廖晓梅,刘丽萍.RFID动物食品安全溯源系统设计[J].价值工程,2015,(16):44-46.

[5]Zhao G,Yu H,Wang G,etal.Applied Research of IOT and RFID Technology in Agricultural Product Traceability System[C].International Conference on Computer and Computing Technologies in Agriculture.Springer International Publishing,2014:506-514.

[6]黄友文.基于RFID及物联网技术的茶叶溯源系统研究[J].保鲜与加工,2016,(04):112-117.

Research on the Traceability System for Quality and Safety of Tea Products Based on RFID

JIANG Jin
（Jiangsu Polytechnic College of Agriculture and Forestry,Jurong 212400）

Tea productquality and safety are related to the residents of the food safety and health,under the background of the tea quality safety cri鄄sis is occurred frequently,to establish traceability system using information technology is an effectivemeans to guarantee the quality and safety of tea products.Based on the analysis of the demand of tea supply chain,puts forward the solution of tea product traceability sys鄄tem based on RFID.According to the requirement of data acquisition and interaction of RFID traceability system,carries out the software level and architecture design of traceability system.The technical scheme and design of the software architecture,which provides a feasi鄄ble reference for the anti-counterfeiting identification and traceability of the circulation process of tea products.

江进（1981-），男，江苏句容人，硕士，研究方向为计算机技术

2017-02-05

2017-04-20

1007-1423（2017）13-0059-04

10.3969/j.issn.1007-1423.2017.13.014

RFID；质量安全；标签识别；溯源体系

RFID;Quality Safety;Label Identification;Traceability System