物联网技术在食品安全溯源的应用与实现

卿勇军 李耀东

摘 要：食品安全溯源系统是采集食品生产、流通、仓储、消费等环节信息，实现来源可查、去向可追、责任可究、风险可控及强化食品全过程质量管理与风险控制的有效措施。通过该系统的建设，将物联网技术与食品安全监管有机结合，利用信息化技术手段替代传统的人工监管，实现食品安全全过程的智能化管控。为公众查询提供溯源信息的统一窗口，为政府监管提供基础数据的有力支撑，为企业产品提供品牌与社会公信力的有效保障，进一步健全食品安全追溯体系，全面提高食品行业质量水平。

关键词：物联网;食品安全溯源系統;二维码;射频识别

中图分类号：TP39;TN929.5文献标识码：A文章编号：2095-1302（2019）01-00-04

0 引 言

《国务院办公厅关于加快推进重要产品追溯体系建设的意见》（国办发〔2015〕95号）、《关于推动食品药品生产经营者完善追溯体系的意见》（食药监科〔2016〕122号）等文件明确指出要不断推进食品追溯体系的建设。通过完善食品安全溯源系统的建设，健全相关标准规范，促进各类溯源信息互通共享，加强溯源大数据分析与成果应用。利用信息化技术手段，促进食品生产经营企业溯源意识的显著增强，促进加入追溯体系的企业比例大幅提高，促进社会公众对追溯产品的认知度与接受度逐步提升，促进食品质量安全与公共安全水平不断完善。

1 基于物联网的食品安全溯源系统技术优势

食品溯源信息的充分有效性是促使消费者进行溯源信息查询和保障食品安全有效管理的关键，是实现可追溯的重要保障。消费者对于溯源信息的需求，是为了保障知情权，真正获取食品安全信息，如生产加工过程中的原材料信息等，在确保食品安全的前提下提升消费水平。目前，食品生产的分散经营以及流通渠道的多样性使得食品溯源信息零碎、分散和复杂，在发生食品安全问题时，难以及时通过人工手段追溯，也难以采取应急措施。

食品安全溯源系统提供从食品生产到最终消费全过程溯源信息采集管理方案，保障溯源信息的可追溯性与可靠性。利用物联网等信息技术，通过各类视频监控、传感、射频识别、二维码识别等方式，按通用的标准协议把相关感知端与数据中心相连接，进行信息交换与通信，实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理，为食品安全溯源应用提供前端基础数据支撑。

2 基于物联网的食品安全溯源系统

基于物联网的食品安全溯源系统可实现食品从生产、流通、仓储、消费等环节的溯源信息实时采集、状态监测、安全预警、风险管控等远程操作，将采集的食品生命周期各环节的状态信息进行实时统计分析与优化处理，实现科学性的动态管理，进而提升食品安全管理水平与公众服务水平。

2.1 系统结构

食品安全溯源系统采用“六横二纵”的技术架构，从下至上形成感知服务、基础设施服务、平台服务、数据服务、应用服务、展现服务六大服务能力，从左及右构建云管理（运维管理体系、安全管理体系）、保障体系（标准规范体系、行政管理体系、检测检验体系、综合监管体系）。食品安全溯源系统总体逻辑架构如图1所示。

感知服务：利用物联网等信息技术，通过各类视频监控、传感、射频识别、条形码设别、二维码识别等方式，实时采集食品生产、流通、仓储、消费等环节各类溯源数据。

基础设施服务：包括机房动力与环境、计算资源池、存储资源池、网络资源池，为上层服务提供云计算基础支撑服务。

平台服务：平台服务层需要解决如何基于基础设施层的资源管理能力提供一个高可用、可伸缩且易于管理的平台支撑，平台服务层位于基础设施层与数据服务层、应用服务层之间，可利用基础设施层面向上层应用及数据提供通用的服务。即在云计算环境中建立运行、测试、开发等环境，为数据服务层以及应用服务层的开发、测试、运行提供平台支撑。

数据服务：利用信息共享交换获取食品安全所需的基础数据及工商、质监等其他委办局相关业务数据，并形成食品安全专题业务数据;引入大数据技术，在数据归集整合的基础上，提供基础数据、数据共享、数据交换、数据分析、数据挖掘服务，为上层应用提供数据支撑。

应用服务：将城市管理系统、追溯应用系统、应急指挥系统、食品安全信用信息综合监管系统、社会共治系统等进行发布，并根据新的业务需求，基于平台服务和数据服务开发新的应用。

展现服务：建立食品安全追溯一站式门户，利用移动互联等信息技术，根据政务应用特点，结合服务对象的需求和服务场景特性，以多样化终端设备统一门户展现。

运维管理体系：由组织保障、数据采集、云平台管理、资产配置和集成管理等内容构成，确保资源交付的敏捷性和灵活性，提升资源的使用效率，提供全网资源的统一运维、自动监控、故障预警处置等信息化管理服务。

安全管理体系：由物理安全、网络安全、主机安全、数据安全、虚拟化安全、容灾备份安全、日志安全审计和安全管理制度等内容构成，保障云平台的安全稳定运行。

标准规范体系：由食品安全追溯总则、基础设施服务标准、平台服务标准、数据服务标准、应用服务标准、管理运维标准和安全服务标准等内容构成。

行政管理体系：成立食品安全追溯管理中心，对业务流程、考核评价等进行建设，建成覆盖市、县市区、乡镇（街道）的三级行政管理体系。

检测检验体系：优化资源配置，整合行业资源，统一食品安全检验检测标准，大力发展公共检验检测机构，逐步形成以市、县市区监测为支撑，以城区、基层快速检测为基础，以企业自检、社会监测为补充的“三位一体”食品安全检验检测体系。

综合监管体系：调动社会各方力量共同关心、支持、参与食品安全保障工作，不断推动和完善社会管理手段，形成“公众参与、部门联动、社会共治”的食品安全综合监管体系。

2.2 城市管理系统

食品安全溯源城市管理系统是指以城市为对象，以食品溯源信息为基础，通过GIS展示子系统、大数据分析展示子系统宏观展示各类食品生产、流通、消费环节的总体情况，运用决策、计划、组织、指挥等一系列机制，采用经济、行政、技术等手段，通过政府、市场与社会的互动，围绕城市食品安全进行的决策引导、规范协调、服务和经营行为。通过对食品企业追溯数据的分析与处理，实现信息公示、公众查询、诊断预警、质量投诉等功能。

2.3 追溯应用系统

食品生产经营者应当按照有关法律法规要求分别对其原辅料购进、生产过程、产品检验和销售去向等如实记录，保证数据的真实、准确、完整和可追溯。企业要建立食品追溯体系，首先需要通过信息化手段覆盖生产、加工、包装、物流、销售等运营过程，完善记录各环节的经营数据，以便后续可追溯。追溯应用系统对食品生产、仓储、分销、物流运输、市场巡检、消费者等信息，以及产品名称、执行标准、配料、生产工艺、标签标识等数据进行采集、跟踪、分析。

2.4 应急指挥系统

应急指挥系统是指政府及其他公共机构在突发事件的事前预防、事发应对、事中处置和善后管理过程中，通过建立必要的应对机制，采取一系列必要措施来保障公众生命财产安全。

（1）可实现紧急情况的收集、显示、上报功能，在指挥中心内通过网络传输和其他通信方式实时接收、显示、上报紧急情况的现场文字、图片、语言信息，并能通过终端服务器和显示屏随时调阅与紧急事件相关的文字、图片等信息;

（2）实现远程指挥功能，在执行突发任务时，可依托网络，运用语言、文字、图片信息迅速实现对各个指挥分中心和事件现场实时远程指挥;

（3）实现应急指挥辅助决策功能，通过地理信息系统、电子地图以及其他相关软件，迅速查询，显示人力物力部署状况，进行战术计算，为拟制的处置预案提供可靠的参考数据。

2.5 食品安全信用信息综合监管系统

为了实现食品安全信用信息精细化管理，全面加强企业信用信息监管力度，建设了食品安全信用信息综合监管系统，具有如下功能：

（1）通过该系统实现企业信用档案的建设、监督与管理;

（2）为公众提供更加便捷的投诉举报渠道;

（3）与明厨亮灶工程的信息对接;

（4）建立风险预警系统，提高对风险事件的把控能力，为政府科学决策提供支持;

（5）进一步提高食品安全现场执法水平效率。

2.6 社会共治系统

食品安全的社会共治，即整合社会资源，动员可以动员的力量，形成市场力量和监管力量的合力。不仅彰显法制力量，依法治理，而且通过整体的社会行为改善，提升道德约束力，形成社会文化力量，促使食品安全长治久安。借助云计算、大数据分析等先进技术手段，将信息化技术融入到社会共治工作中，建立食品安全社会共治系统，为社会公众和企业提供防伪溯源及社会化推广服务。通过系统为企业带来相关共治服務，让企业在追溯体系中得到实在的好处，让企业由被动执行变为主动自发，也通过系统为社会公众提供更加优质的溯源服务，将由单一的政府推动变为“全民参与，社会共治”，从而促进食品安全社会共治系统的全面推广。

3 应用案例

某市食品药品监督管理局为建设全市食品安全追溯体系，以二维码、IC卡、追溯码等标识为载体，采集记录各环节的溯源信息，实现食品在生产、流通、仓储、消费环节的完整信息追溯。以食用油为例，其溯源业务流程如图2所示，通过追溯码、二维码、IC卡等各类追溯手段，实现食用油在生产、流通、消费各环节的完整信息追溯，并通过票据打印等手段，解决没有追溯介质的外地食用油货源在某追溯渠道的建立问题。不断提高企业追溯体系建设的积极性，鼓励更多食品企业参与，进而提高该市食品行业食品安全追溯整体水平，并逐步推广至其他食品领域。

该市食品安全追溯体系建设针对食品生产环节、食品流通环节、食品消费环节、食品冷仓储、食品安全公共服务五个方面进行前端物联网采集设备部署，以保障食品安全追溯全过程的基础数据采集以及便民服务能力的提升。计划先选择一批试点企业/场所进行追溯系统前端设备部署，让公众与企业尽快感受到食品安全质量追溯带来的好处与便利，通过试点的推广，进一步形成完善的食品安全追溯体系，并制定相应的行业标准，最后根据行业标准规范所有食品相关企业自行部署前端设备，共同纳入食品安全追溯总体系。

对食品生产企业进行网络优化，部署网络交换机搭建食品生产企业局域网，并对食品生产企业部署服务器、PC机、票据打印机、热转码打印机、IC卡读写设备等设备，并进行上行数据链路建设，为食品安全生产环节质量追溯提供保障。食品生产环节部署如图3所示。

对食品冷仓储/配送环节进行监控设备部署，包括冷链车监控设备与冷库监控设备两部分，实时监控冷链车的环境温度及位置、冷库的环境温度等信息，并通过无线网络实时上传追溯应用系统。食品仓储冷链环节部署如图4所示。

4 结 语

基于物联网的食品安全溯源系统以物联网强大的前端信息采集能力为基础，以云计算、大数据、移动互联网等信息技术为支撑，以提升监管效能为核心，以落实生产经营者食品安全主体责任为落脚点，由政府主导、企业负责，建立健全科学、完善、高效的食品安全溯源体系，全力保障广大人民群众的食品安全。

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