物联网技术及其在食品安全中的应用分析

◆杨冰 辛方建 秦先进 陶衡 通讯作者

物联网技术及其在食品安全中的应用分析

◆杨冰1辛方建2秦先进2陶衡1 通讯作者

（1.贵州省分析测试研究院 贵州 550000；2.贵州贵科大数据有限责任公司 贵州 550000）

当前，社会的发展速度日益加快，极大地改善和提升了人们的生活水平，同时，也促使人们更加注重食品的质量安全。物联网技术作为一种新型的信息技术，被广泛应用于各个领域中，且具有十分广阔的应用前景。鉴于此，本文首先对当前的食品安全现状及产生食品安全问题的原因进行了分析，然后结合物联网的定义、技术特征及体系架构几方面，对物联网技术进行了概括，并介绍和研究了几种物联网的关键技术及其在食品安全方面的应用对策，以供参考。

物联网技术；食品安全；监督管理；对策

近年来，我国食品安全事故频发，不仅严重威胁了食品安全，也进一步损害了人们的身体健康，如“苏丹红”、“瘦肉精”、“毒奶粉”等事件，基于以上情况，食品安全问题在全社会范围内都获得了普遍关注，且加剧了人们对食品安全的担忧。当前需将食品安全问题的解决和治理作为首要工作。我国在食品安全的监管方面，虽然设立了全面的监管机构，然而仍无法彻底消除产生食品安全问题的源头[1]。而物联网技术的应用和发展，可从技术方面确保食品安全，从而保障人们的生命健康，本文就物联网技术在食品安全中的具体应用进行了探讨。

1 食品安全现状及产因

在食品安全方面，国内外具有不同的衡量标准，而日益增加的食品安全问题，对于人们的健康工作与生活，都带来了极大的威胁。经大量研究获悉，导致食品安全问题产生的原因主要有两方面，其一为对食品生产环节监管的不足。在食品生产过程中，未建立完善的在线监管系统，生产者迫于利益的驱使，不注重严管食品生产环节，且无视其中可能存在的食品安全问题，采用一些具有质量缺陷的廉价原材料，并使其在市场中随意流通，进而极大威胁人们的身体健康。其二，食品流通环节缺乏规范的经营秩序，促使食品溯源困难。食品批发市场秩序混乱，食品流通环节不固定；关于食品的来源，销售人员无固定的合作伙伴，且收货记录较为混乱；不按照市场规则展开经营，销售的食品无法追踪来源。

2 物联网概述

2.1 物联网的定义

物联网即在遵守既定协议的基础上，借助不同的信息传感设备如红外感应器、射频识别、激光扫描器及全球定位系统等，将不同物品与互联网相连，便于通信和信息交流，从而实现对物品的智能识别、跟踪、监控、定位及管理。互联网在物联网中，是其核心和基础部分，可在物品之间对用户端进行延伸和扩展，以此来实现信息的互通和交换[2]。继互联网、计算机及移动通信网之后，物联网技术为第三次信息产业革命的产物，具有广阔的发展前景。

2.2 物联网技术的特征

物联网技术主要包含以下两种特点：

（1）智能管理系统。即基于某一特定事物，提出相应的目标，在智能管理系统的作用下，有利于加快任务的完成速度，之后，在不同的指令引导下，可促使管理系统对问题进行解决和完善，并给出相应的对策。在以上环节中，物联网的使用，可极大地简化工作内容，仅仅借助简单的操作，便可对事物的具体进展进行了解，从而使工作效率大大提升。

（2）强大的运算功能。人们在日常生活中面临着庞大的信息量，在对其进行分析和处理时，需借助强大的数据和信息处理系统，如物联网的云计算等。云计算具有较大的规模、完善的性能及较低的成本等，此外，还具有较好的通用性。可快速有效地处理物联网中涵盖的大量数据及信息，并经整合、归档、分析后，发出与任务相关的操作指令。

2.3 物联网的体系架构

物联网具有相对复杂的结构，其体系架构共包含三部分，即应用层、感知层和网络层。应用层可将用户和物联网进行相连，严格依据行业的不同需求，来发挥物联网在不同方面的作用，如环境监测、智能家居、物流监控、智慧农业及城市管理等。感知层可对物体进行识别，并采集信息，且在采集和传输数据的过程中，发挥RFID、传感器、二维码标签及实时定位技术的作用。网络层可对来自感知层的信息进行传递和处理，在互联网、广电网、移动通信网及卫星网的作用下，将感知层获得的不同信息传输到应用层。

3 物联网的关键技术

3.1 射频识别技术（RFID）

RFID，全称为Radio Frequency Identification，即射频识别技术，也可称为电子标签，该识别技术为非接触式，在对目标对象进行识别时，借助射频信号来标识、存储、登记或管理其中隐藏的信息。RFID共包含三部分构成，即电子标签、阅读器和天线。电子标签的组成单元为耦合元件和芯片，标签与电子编码之间一一对应，且在待识别物品上标示；阅读器设备可对标签信息进行读取和录入；天线可保存在阅读器中，也可为标签和阅读器的信号交流，发挥传递作用。在具体实施时，阅读器在天线的作用下，可将频率一定的射频信号发送出，当磁场感应到电子标签时，便会导致感应电流的产生，从而得到相应能量，并将与自身相关的编码信息发送给阅读器，然后经其对信息进行采集和解码后，在计算机系统中处理相应的信息和数据。

3.2 无线传感网络技术（WSN）

无线传感网络（WSN）包含多个网络系统和传感器节点，可对处于网络覆盖区域的感知对象进行处理，从而感知、检测和采集不同的信息，并经处理后，将其传送到计算机系统中进行进一步处理。物联网需完成的基本操作即是采集信息，其采集方式为传感器和电子标签。物联网在对完整的物质世界进行感知和分析时，大都借助不同类型的传感器及其构成的无线传感网络来完成。此外，物联网还具有云计算、纳米技术、通信网络技术及M2M技术等。

4 物联网技术在食品安全领域中的应用对策

4.1 食品安全领域中的物联网技术

物联网技术在食品安全领域中，具有良好的应用前景。在食品的生产过程中，食品生产商及质量认证机构，发挥着不同的作用和功能，即食品生产商可将与食品相关的详细信息提供出来，质量认证机构则主要完成相关的认证工作，并在安全追溯数据中心中保存以上信息。然后形成二维码系统，并在包装物上张贴食品的标签。稽查人员可借助包装物上的二维码，查询相关信息，从而便于展开抽样检查。而消费者在购买食品时，可通过编辑信息或扫描二维码，来了解与食品相关的信息，如食品的质量认证、来源等，此外，还可举报其中的一些虚假错误信息等。完整的系统架构中包含着不同的层次，如融合网络层、业务应用、数据采录及时空数据引擎等[3]。

4.2 食品生产环节的信息获取和生产控制

在食品安全生产环节中，物联网主要具有三方面作用。其一为食品安全溯源系统，同时也是大多数企业注重和关注的焦点，并且投入了大量的精力。其二为食品专家智能系统。其三为食品生产物联控制系统。食品安全溯源系统在实际操作时，主要依据的原理为借助RFID技术及移动二维码技术，对食品不同环节相关的数据信息提供上传和下载功能，从而便于消费者查询与食品信息相关的信息。此外，该系统还可将专家的指导技术提供给消费者，为消费者提供进一步的体验服务功能。结合当前的食品物联网市场环境可知，并没有切实履行对食品的监管工作，仅仅流于一种形式化，且未严格监管食品的生产环节，仅仅认证结果的正确与否，从而降低了结论的可信性[4]。基于此，食品安全溯源保障系统进行了大量改革和创新，逐渐升级了以往的体系，并在专家团队的作用下，对食品安全过程进行严格监督，从而搭建了相关的指导体系。此外，研发的防伪溯源系统也在安全监测工作中发挥着重要作用。最后，确立了系统的食品安全指标体系，严格监管食品安全认证过程，使其必须严格遵循平台标准规范来产出食品，不仅有利于规范行业内的生产过程，而且有助于更好地保障食品的质量安全。

4.3 同步处理食品流通环节的数据

获取食品流通过程中的数据信息，主要从以下两方面，其一为经由通信接口，将原始数据上传到系统平台。运用该方式时，只需确保通信层具有一致的数据协议，并对其正确响应，且准确解析数据包。另一种情况相对复杂，即在第三方系统中存储原始数据，为此需同步异构数据。而MobiLink的组成包含客户端和服务器两部分，其分别与远程数据库和MobiLink统一数据库相连。在同步设备时，一经打开MobiLink远程站点，就会与MobiLink同步服务器相连接，从而启动同步过程。而位于远程站点的客服端，则会在同步过程中上载前一次的远程数据库更改信息[5]。

同步服务器接收以上数据后，进一步更改和处理同一数据，结束后在远程数据库中对其进行下载。因此，在食品流通环节中，创建相应的同步数据时，只需将其发布在远程数据库上就可取得相应的效果，从而实现同步处理异构数据库的目的。

5 结语

物联网技术在食品安全方面的应用，有利于更好地展开食品安全监管工作，然而，我们需深刻认识到为了进一步根除食品安全问题，还需加强对国民素质水平的改善和提升。为此，需加强宣传和教育人民对食品安全的认知，不断完善当前的食品安全监管体制，并在食品安全方面加强监管力度，确保创建的食品安全监管体系更具完整性和科学性，从而及时有效地发现食品安全问题，并予以彻底根除，切实为老百姓提供更加安全和可靠的食品。

[1]张思源. 基于物联网技术的校园食品安全管理系统研究[J]. 电脑与信息技术，2020，168（6）：64-66.

[2]卿勇军，李耀东. 物联网技术在食品安全溯源的应用与实现[J]. 物联网技术，2019，9（1）：95-98.

[3]崔颖强，徐湘寓. 物联网技术在生鲜农产品配送中的应用研究[J]. 信息技术与信息化，2019（1）：129-131.

[4]杨婧雅. 基于物联网的农产品质量安全可追溯平台的设计与实现[J]. 南方农机，2020，51（6）：48-48.

[5]顾春山，张顺. 物联网传感技术在蔬菜产品质量过程控制中的应用[J]. 南方农业，2019，13（24）：159-160.

国家重点研发计划（2017YFC1601806）贵州省省级科技计划项目资助（黔科合G字[2015]4005）；2.贵州科学院省级科研专项资助（黔科院字[2018]18号）