基于物联网的健康食品质量双向追溯系统的创新研究

岳秀明　张文华

[摘要]为了保证健康食品的质量，追溯健康食品的历史、应用情况和所处场所的能力，我国在基于信息技术下，利用物联网实现了对健康食品质量的双向追溯系统的应用。近距离无线通讯技术和射频识别技术的应用有利于实现健康食品的可追溯性。NFC技术能在短距离内与兼容设备进行识别和数据的交换，传输的距离短，传播速度快，功耗低。消费者可以通过手机对健康食品质量进行检测，也可以有效地防止健康食品的伪造。RPID技术可以通过无线电讯号读写有关的数据信息，在对健康食品质量的追溯中，RFID技术可以有效地实现对健康食品的控制、检测和跟踪。

[关键词]物联网 健康食品质量 双向追溯系统NFC技术 RPID技术

我國经济迅速发展的同时，也引起了人们对健康食品质量的担忧。食品质量直接影响人们的生命健康，重视健康食品质量成为了人们关注的焦点。健康食品是人类日常生活食品中的一个种类，具有一般食品的共同特性，其安全情况直接关系到人类消费的安全和生命的安全。经报道，2002年我国的健康食品中在肉食类健康榜上只有6种肉类，而在2008年，上榜的肉类只剩下3种。“三鹿奶粉事件”，“地沟油事件等健康食品质量问题的出现引起了人们极大的恐慌，并引发了人们对健康食品质量问题的高度关注。据网络统计，健康食品质量问题成文食品安全的热点问题之一，位居第三。2010年，我国关于食品安全问题的政策相继出台，健康食品安全问题的解决已势在必行。

一、RFID和NFC技术简介

RFID技术是一种无线通讯技术，又称为无线射频识别技术，它通过无线电的信号识别目标读写数据信息，但并不需要识别系统与目标之间建立光学接触。射频标签的使用可以有效的追踪目标，可以全球流通并对目标进行识别和读写，具有加密的功能，只用于专用的设备。射频表亲不需要在识别器的视线中就可嵌入到目标之中。本文的双向追踪系统就是利用RFID技术射频标签进行对健康食品产业链中的追踪。

NFC技术又称近距离无线通讯技术，是非接触式射频识别演变而成，能在短距离内实现与兼容设备的数据交换。NFC芯片具有互通、计算的功能，还可进行对目标的追密。NFC具有与RFID通过电磁感应耦合方式传递信息的功能，但两者仍有很大的区别，具体如下：

（1）NFC具有提供简单安全、快速轻松的通信功能，RFID的传输范围较大。

（2）NFC可与非接触智能卡技术相互兼容。

（3）NFC是一种近距离的传输技术，是一种近距离的私密通信方式。

在信息技术的背景下，RFID技术运用范围更加宽泛，应用于追踪、生产、管理控制等方面，目前我国在门禁系统，食品安全追踪系统中都广泛地实现了对RFID技术的运用。NFC技术的发展是以RFID技术为基础的，具有简单安全、快速传输的特点，运用于人们的日常生活中，如付款和购票、蓝牙等设备中。本文的防止伪造技术系统采用了NFC技术，实现对健康食品质量的检测。

二、防伪追溯系统架构设计

（一）防伪溯源系统中的信息模型

基于物联网的健康食品质量双向追溯系统的创新研究是将健康食品的信息进行整合分类，通过对信息的采集、整合、传送、处理、存储，达到对健康食品质量检测的目的。采集信息是指采集健康食品种植地的相关信息（养殖情况）、检验注射农药的信息，健康食品种植的信息，农药的使用信息，输送信息（运输的车辆、时间、地点、编号等）。

（二）防伪溯源系统架构

NFC与RFID技术相互区别，又相互影响。我国采用两种技术相互融合的方法进行对基于物联网的健康食品质量双向追溯系统。射频标签的使用使单位的健康食品获得ID，由种植农场种植，在生产包装传送之后贴上编号保存在NFC标签中，其它的种植信息，如配送物流等信息存储到RFID标签中，NFC和RFID的整合统一最后上传到数据库。消费者可以通过智能设备可以读取信息，查询并检测健康食品的质量。

（三）防伪溯源系统的双向追溯模式

有文件表示基于物联网的追溯系统是单向模式的，但是健康食品在生产或者运送过程出现差错，消费者和销售点难以确定导致问题的原因。本文的双向追溯系统可以分为向上向下两个方向的追溯，向上消费者可以进行防伪的追溯，跟踪健康食品的传送信息和养殖信息等，这种向上的追溯有利于方便市场和企业的管理和控制，出现差错时，可以及时地反馈给有关部门，使有关部门进行处理。向下可以进行决策统计，追溯健康食品的信息，有利于消费者的健康安全。

三、防伪溯源系统的关键技术

（一）电子标签的选择

NFC标签在日常生活中得到了广泛地运用，大致可分为四种。第一种是以IS014443A为基础，内存较小，具有广泛性和价值低的特点。第二种标签的内存是48B内存，由技术公司独家供应。第三种是以Felica为基础的，由索尼供应，具有内存较大，传输速度较高的特点，应用更加的广泛，适应于复杂的环境当中。第四种并不是独家生产，而是大多技术公司都在生产，具有内存更大，速率更高的特点。

RFID标签工作效率有所不同，可分为低频率、中高频、超高频和微波段的标签。这些不同效率的标签有不同的工作频率，微波标签是由超高频和微波段标签组合的名称，有源和无源标签都是属于微波标签，但工作频率有所不同。本文中的基于物联网的健康食品质量追溯系统中通过RFID标签中选用高频标签，采用RFID来存储和查询健康食品质量的信息。

（二）EPC编码设计

编码技术是利用互联网和信息技术，提供关于对信息共享的平台，从而达到对目标物体的追踪的目的。EPC编码的序列号、产品域名管理等都是由四个字符构成的。

（三）电子标签的防伪实现

基于物联网的健康食品质量双向追溯系统为防治伪造产品的出现，采用数字签名的技术进行追踪。消费者通过健康食品供应链中的各个程序进行验证和检测，验证成功，有关健康食品质量的信息就会被返回。

四、结语

健康食品质量问题逐步受到人们的重视，而对问题的解决也备受关注。我国政策文件不断出台，保障健康食品的安全，并开展物联网的健康食品质量双向追溯系统的试点工作。到2015年为止，已经有六批市级地方参与了试点工作。本文对健康食品质量问题采用RFID技术和NFC技术相结合的方式，对健康食品供应链的额环节进行管理和控制，实现防伪、决策的双向追溯系统。