文/田 潔 徐大明 孫傳恒 周 超

水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯技術(shù)及系統(tǒng)研究進(jìn)展

文/田 潔1,2徐大明1孫傳恒1周 超1

一、前言

隨著我國(guó)水產(chǎn)品養(yǎng)殖的快速發(fā)展，我國(guó)已成為水產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)，水產(chǎn)出口貿(mào)易占據(jù)農(nóng)產(chǎn)品出口份額首位。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)水產(chǎn)品從生產(chǎn)到流通環(huán)節(jié)，缺乏有效的監(jiān)督和統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。近幾年發(fā)生的多寶魚(yú)孔雀石綠藥物殘留，違規(guī)養(yǎng)殖的小龍蝦導(dǎo)致肌肉溶解癥等食品安全事件，使得國(guó)民更加重視水產(chǎn)品質(zhì)量安全。建設(shè)水產(chǎn)品可追溯體系是解決水產(chǎn)品質(zhì)量安全的重要手段。水產(chǎn)品追溯體系可跟蹤供應(yīng)鏈中的生產(chǎn)流通環(huán)節(jié)，為消費(fèi)者提供一個(gè)可查詢平臺(tái) 。相關(guān)部門(mén)對(duì)水產(chǎn)品提出了質(zhì)量可追溯的要求，促使我們制定更高的目標(biāo)，將水產(chǎn)品追溯技術(shù)應(yīng)用到完善的生產(chǎn)加工銷售等環(huán)節(jié)，提高標(biāo)識(shí)技術(shù)，統(tǒng)一規(guī)范管理，使消費(fèi)者更加透明化的監(jiān)督水產(chǎn)品行業(yè)迫在眉睫。

二、水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)

可追溯性被食品標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)定義為能夠追溯食品在生產(chǎn)和流通過(guò)程中任何制定階段的能力，可追溯系統(tǒng)被定義為食品供應(yīng)鏈各階段信息連續(xù)的能力。在追溯系統(tǒng)內(nèi)部，主要記錄農(nóng)業(yè)企業(yè)養(yǎng)殖各個(gè)環(huán)節(jié)的生產(chǎn)加工階段的信息，一般根據(jù)如HACCP的原理構(gòu)建其追溯關(guān)鍵點(diǎn)，確定記錄信息內(nèi)容；追溯系統(tǒng)外部則是產(chǎn)品供應(yīng)鏈各個(gè)階段負(fù)責(zé)主體的關(guān)聯(lián)與信息跟蹤。水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)的建立，能使水產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管部門(mén)可實(shí)時(shí)監(jiān)督轄區(qū)內(nèi)所有水產(chǎn)品生長(zhǎng)環(huán)境信息、育種信息、藥品信息、病防信息、質(zhì)檢信息、流通信息等供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)信息，保障本地水產(chǎn)品質(zhì)量安全。生產(chǎn)者通過(guò)平臺(tái)的智能監(jiān)管系統(tǒng)，錄入生產(chǎn)信息，監(jiān)控企業(yè)養(yǎng)殖?？商岣咂髽I(yè)的生產(chǎn)力水平，為企業(yè)提升水產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和養(yǎng)殖效益。消費(fèi)者通過(guò)手機(jī)掃描條碼、店內(nèi)觸摸屏及登陸全國(guó)水產(chǎn)品質(zhì)量追溯網(wǎng)站三種查詢模式，滿足了消費(fèi)者的知情權(quán)，解決了信息不對(duì)稱的難題。

(一) 追溯系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

追溯系統(tǒng)主要由中心數(shù)據(jù)庫(kù)，個(gè)體標(biāo)識(shí)，信息傳遞系統(tǒng)，信息編碼體系，追溯展示平臺(tái)等部分組成。個(gè)體標(biāo)識(shí)主要記錄企業(yè)信息、產(chǎn)品信息、物流信息、質(zhì)檢信息等，水產(chǎn)品標(biāo)識(shí)應(yīng)在追溯系統(tǒng)中整個(gè)供應(yīng)鏈里具有唯一性。近年來(lái)通信、傳感器、識(shí)別、大數(shù)據(jù)等技術(shù)不斷發(fā)展，為追溯系統(tǒng)的的建設(shè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。

1、標(biāo)識(shí)技術(shù)

(1) 一維條碼

一維條碼是由一組粗細(xì)不同的線、空和對(duì)應(yīng)字符組按相關(guān)的編碼規(guī)則組合的標(biāo)記，如圖1所示。而掃描儀能根據(jù)編碼規(guī)則使它轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)可識(shí)別的十進(jìn)制與二進(jìn)制。對(duì)每一種產(chǎn)品，一維條碼都是唯一對(duì)應(yīng)的，源于一維條碼的編碼方式。主流的編碼方式由國(guó)際物品編碼協(xié)會(huì)（EAN International）和美國(guó)統(tǒng)一代碼委員（UCC）一起研發(fā)和管理的“全球統(tǒng)一標(biāo)識(shí)系統(tǒng)（Globe standard 1）”，它是以對(duì)位置、資產(chǎn)、服務(wù)關(guān)系、貿(mào)易項(xiàng)目、物流單元等的編碼為核心的集條碼和射頻等自動(dòng)數(shù)據(jù)采集、電子數(shù)據(jù)交換、產(chǎn)品電子代碼、全球數(shù)據(jù)同步、全球產(chǎn)品分類等系統(tǒng)為一體的全球物流供應(yīng)鏈的開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)體系。

圖1 一維條碼的組成

農(nóng)產(chǎn)品追溯體系在發(fā)達(dá)國(guó)家的建立比較早，現(xiàn)己建立了較完善的農(nóng)產(chǎn)品追溯體系。早期建立的農(nóng)產(chǎn)品追溯體系，追溯編碼都是采的一維條碼技術(shù)。我國(guó)在農(nóng)產(chǎn)品追溯方面起步較晚，北京、上海、山東等地較早開(kāi)發(fā)自己的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，這些追溯系統(tǒng)共同點(diǎn)之一就是都是用一維碼進(jìn)行追溯編碼。一維條碼編制簡(jiǎn)單，易識(shí)別，成本低廉，可印制在大多數(shù)標(biāo)簽材料上。因而在農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中受到廣泛應(yīng)用，如圖2所示。

圖2 一維條碼的應(yīng)用

一維條碼要與數(shù)據(jù)庫(kù)建立產(chǎn)品與條碼之間的聯(lián)系，當(dāng)機(jī)器識(shí)別的條碼信息傳遞給計(jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作和處理。這要求一維條碼對(duì)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)的要求較高。受自身結(jié)構(gòu)的影響，一維條碼攜帶信息量較小，幾乎不能儲(chǔ)存圖文信息，同時(shí)由于一維條碼編制比較簡(jiǎn)單，糾錯(cuò)能力和防偽性較差，了解編碼規(guī)則后易被仿制。為了標(biāo)識(shí)更多信息，提高防偽性和保密性，克服一維條碼自身的局限性，產(chǎn)生了二維條碼。

(2) 二維條碼

二維碼是在一維碼基礎(chǔ)上，在垂直和水平方向用某種特定的幾何圖形按照一定的規(guī)律分布的黑白相間的記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息的條碼，如圖3所示。二維碼主要通過(guò)數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)編碼、糾錯(cuò)編碼、構(gòu)造數(shù)據(jù)碼字和糾錯(cuò)碼、置入功能模塊和碼字模塊、加入掩膜、加入格式信息和版本信息的流程來(lái)進(jìn)行編碼。常見(jiàn)的二維碼有PDF417、QRCCode、Data Matrix、Maxi Code、Code49等，目前兩個(gè)二維碼國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：二維碼緊密矩陣碼和二維碼網(wǎng)格矩陣碼被廣泛應(yīng)用到編碼中。二維條碼中QR 碼具有易識(shí)讀性、高效表示漢字等特點(diǎn)，是現(xiàn)在主流的編碼類型。

圖3 QR碼組成

將二維碼應(yīng)用到水產(chǎn)品中，主要通過(guò)人工將產(chǎn)地、種植養(yǎng)殖方式、農(nóng)藥殘留、安全檢測(cè)、認(rèn)證等信息錄入溯源系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)二維碼編碼方式將信息寫(xiě)入標(biāo)簽，在市場(chǎng)消費(fèi)者可通過(guò)掃描二維碼獲取水產(chǎn)品的信息。太原市農(nóng)業(yè)部門(mén)最早開(kāi)始試點(diǎn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)，并在幾家大型超市進(jìn)行推廣。消費(fèi)者只要在超市農(nóng)產(chǎn)品架柜掃描二維碼便可獲取這些信息。超市內(nèi)還擺放了電子觸摸查詢屏，消費(fèi)者也可通過(guò)電子屏查詢農(nóng)產(chǎn)品溯源信息。下圖為二維碼在水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中的應(yīng)用。

圖 4 二維碼的應(yīng)用

二維碼雖克服了一維碼信息儲(chǔ)存不足等問(wèn)題，但其只完成水產(chǎn)品在源頭上的信息錄入，對(duì)水產(chǎn)品供應(yīng)鏈上整個(gè)物流過(guò)程的質(zhì)量安全信息標(biāo)識(shí)有困難。

(3) 無(wú)限射頻技術(shù)RFID

射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification），是一種利用射頻信號(hào)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲得信息的技術(shù)，識(shí)別工作不需要人工干涉。與目前廣泛使用的識(shí)別技術(shù)例如IC卡、磁卡、條形碼相比，RFID 射頻識(shí)別技術(shù)具有很多突出的優(yōu)點(diǎn)：（1）不需要接觸操作，非人工識(shí)別。（2）使用設(shè)備磨損小，壽命長(zhǎng)。（3）可適應(yīng)各種油漬、高溫、水體、灰塵污染等惡劣的環(huán)境。（4）對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體的迅速識(shí)別，多個(gè)標(biāo)簽的一起識(shí)別等特點(diǎn)。RFID系統(tǒng)的工作原理如圖5所示，主要包含RFID標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三部分。當(dāng)無(wú)源射頻標(biāo)簽進(jìn)入感應(yīng)磁場(chǎng)后，將接收到讀寫(xiě)器發(fā)出的射頻信號(hào)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過(guò)得到的能量發(fā)送出儲(chǔ)存在標(biāo)簽芯片中的信息；讀寫(xiě)器接收到信息后，讀取信息并解碼；傳送至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行處理。

圖5 RFID工作原理

將RFID技術(shù)應(yīng)用到水產(chǎn)品供應(yīng)鏈上主要通過(guò)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行RFID標(biāo)識(shí)并記錄信息，養(yǎng)殖階段給每個(gè)水池一個(gè)標(biāo)簽，每袋喂養(yǎng)的飼料一個(gè)標(biāo)簽，每袋使用的藥物一個(gè)標(biāo)簽，養(yǎng)殖戶通過(guò)掃描標(biāo)簽并進(jìn)行信息記錄；物流運(yùn)輸階段給每車運(yùn)輸?shù)乃a(chǎn)品一個(gè)標(biāo)簽，并利用傳感器進(jìn)行溫度監(jiān)控和GPS進(jìn)行路線監(jiān)控；銷售階段對(duì)每份銷售的水產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)，合格既可上架銷售，在消費(fèi)者購(gòu)買的時(shí)候可通過(guò)水產(chǎn)品自帶的RFID標(biāo)簽查看從生產(chǎn)到銷售的所有信息。2005年開(kāi)始，沃爾瑪公司首先使用RFID電子標(biāo)簽，用于其商品的供應(yīng)鏈管理。在超市里，顧客可以拿著帶有RFID標(biāo)簽的商品到固定的讀寫(xiě)器上掃描，獲得商品的產(chǎn)地溯源信息。

圖6 RFID實(shí)際應(yīng)用

(4) NFC標(biāo)簽技術(shù)

NFC( Near Field Communication)標(biāo)簽技術(shù)又名“近距離無(wú)線通訊技術(shù)”，在射頻識(shí)別RFID基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，因此工作原理與RFID類似。NFC技術(shù)是一種高頻段、大容量、短距離的非接觸式識(shí)別和無(wú)線電通訊技術(shù)，接口遵照國(guó)際ISO/IEC IS18092 標(biāo)準(zhǔn)，通信距離在20 cm內(nèi)，工作頻段為13.56 MHz?？稍陔娮宇?，智能控件，移動(dòng)設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸。與RFID相比，NFC是一種近距離連接協(xié)議，與其他連接方式相比，NFC是一種近距離的私密通信方式。NFC是一種無(wú)源產(chǎn)品，需要依靠電子設(shè)備來(lái)激活工作。消費(fèi)者可以通過(guò)擁有NFC 功能的手機(jī)查看商品的信息，方便流通階段的追蹤和追溯。

圖7 NFC的標(biāo)簽

NFC 最大的優(yōu)點(diǎn)就在于其是無(wú)源器件，只需要設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單的電路和極少的組件，便可制成 NFC標(biāo)簽。同時(shí)，NFC技術(shù)不需要重復(fù)購(gòu)買服務(wù)器，客戶端，消除了硬件資金在水產(chǎn)品供應(yīng)鏈上的投入，又因水產(chǎn)養(yǎng)殖不同于其他農(nóng)副產(chǎn)品，其具有批量大、單體小、少有獨(dú)立包裝、鮮活運(yùn)銷等特點(diǎn)，所以效率高效、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的 NFC標(biāo)簽作為水產(chǎn)品的標(biāo)識(shí)開(kāi)始被人們重視。

圖 8 NFC讀取水產(chǎn)品信息[17]

以最新上市的三星，魅族和小米等為代表的各大品牌的手機(jī)大多都配置了NFC傳感器．但是目前NFC電子標(biāo)簽主要應(yīng)用到酒類產(chǎn)品防偽里，水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中應(yīng)用較少，相比較其他的標(biāo)識(shí)標(biāo)簽，一片NFC標(biāo)簽的報(bào)價(jià)在50塊左右，成本較高。

(5) DNA條碼技術(shù)

DNA條形碼技術(shù)在生物物種領(lǐng)域是發(fā)展最為迅速的一種新技術(shù)，DNA 條形碼是通過(guò)生物一段DNA片段，轉(zhuǎn)化成序列編入條碼中實(shí)現(xiàn)物種的快速、準(zhǔn)確和標(biāo)準(zhǔn)化鑒定，如圖9所示。DNA 條形碼是生物的“遺傳身份證”，基于DNA條碼的檢測(cè)技術(shù)主要針對(duì)生物相對(duì)穩(wěn)定的DNA遺傳物質(zhì)進(jìn)行鑒別，由于該法準(zhǔn)確率極高，因此在近年的動(dòng)植物分類、口岸檢查等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

圖9 DNA條碼技術(shù)

DNA雖然是每個(gè)生物的唯一標(biāo)識(shí)，DNA條碼技術(shù)在國(guó)內(nèi)外也應(yīng)用到了部分水產(chǎn)品加工制品的鑒別中，但是針對(duì)水產(chǎn)品種類繁多，生產(chǎn)量大的現(xiàn)實(shí)情況，將DAN條形碼應(yīng)用到單個(gè)生物標(biāo)識(shí)并進(jìn)行水產(chǎn)品溯源難度較大且成本較高。

2、總結(jié)與對(duì)比

根據(jù)我國(guó)水產(chǎn)品行業(yè)養(yǎng)殖量大，運(yùn)輸量廣及利潤(rùn)較小的特點(diǎn)，選擇水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中的標(biāo)識(shí)技術(shù)需符合實(shí)際。下表列舉了各項(xiàng)標(biāo)識(shí)技術(shù)的編碼方式及優(yōu)缺點(diǎn)：

表1 標(biāo)識(shí)技術(shù)對(duì)比

(二)追溯系統(tǒng)的研究進(jìn)展與分析

1、追溯系統(tǒng)的研究進(jìn)展

隨著追溯技術(shù)的不斷發(fā)展，追溯信息不斷的完善，國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者針對(duì)不同追溯技術(shù)的特點(diǎn)構(gòu)建了不同的追溯系統(tǒng)。S.Allata等建立和實(shí)施HACCP可追溯系統(tǒng)方法，捕獲食品在生產(chǎn)每個(gè)階段信息并進(jìn)行追溯。Wang.J等在可追溯系統(tǒng)中加入基于模糊分類和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法評(píng)估食品質(zhì)量的環(huán)節(jié)。Evans,JA等提出用同位素特征追溯生物樣品。孫傳恒等提出了基于行政區(qū)域代碼的水產(chǎn)品追溯編碼方式，生成了融合一維碼和二維碼的水產(chǎn)品混合條碼標(biāo)簽，開(kāi)發(fā)了基于監(jiān)管的分布式水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)；李高華等結(jié)合昆明市農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)追溯過(guò)程，利用二維碼，WIFI網(wǎng)絡(luò)和LED電子顯示屏技術(shù)，設(shè)計(jì)了一種食品安全交易監(jiān)督終端裝置。周樂(lè)樂(lè)等結(jié)合視頻監(jiān)控技術(shù)、地理信息技術(shù)、圖像隱藏技術(shù)以及二維碼技術(shù)，從投入品源頭到產(chǎn)銷全過(guò)程進(jìn)行全程追溯監(jiān)管，生成含有對(duì)應(yīng)產(chǎn)品信息、地理信息和企業(yè)信息的二維碼，利用圖像隱藏技術(shù)將企業(yè)標(biāo)識(shí)圖像嵌入到二維碼中，達(dá)到保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的效果。從思琳等建立了基于Petri網(wǎng)的水產(chǎn)品追溯信息模型及應(yīng)用；顏波等在物聯(lián)網(wǎng)的背景下，開(kāi)發(fā)了基于RFID和EPC的水產(chǎn)品供應(yīng)鏈可追溯平臺(tái)。

2、全國(guó)水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)的搭建

北京農(nóng)業(yè)信息技術(shù)研究中心與全國(guó)水產(chǎn)技術(shù)推廣總站、中國(guó)水產(chǎn)學(xué)會(huì)等單位在充分考慮國(guó)情和行業(yè)的可接受水平，有效運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)，立足于支撐政府監(jiān)管和服務(wù)行業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)上，建設(shè)了“多環(huán)節(jié)、多主體、多角色、多流通模式”的養(yǎng)殖水產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)。

養(yǎng)殖水產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)主要通過(guò)責(zé)任主體，信息傳遞，實(shí)物流轉(zhuǎn)，監(jiān)管主體四個(gè)方面為主要開(kāi)發(fā)框架，建立內(nèi)外追溯模式，應(yīng)用水產(chǎn)品標(biāo)識(shí)技術(shù)，開(kāi)發(fā)軟硬件系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)對(duì)接，集成監(jiān)管追溯平臺(tái)。針對(duì)魚(yú)，蝦，貝類等品種數(shù)量大、單體小，不易以單元進(jìn)行追溯的特點(diǎn)，提出了“批次”劃分原則進(jìn)行編碼。同一時(shí)間和養(yǎng)殖的水體收獲的同一品種為一個(gè)批次，并分配給每個(gè)批次唯一代碼。當(dāng)批次發(fā)生分裂、重組、混合時(shí)重新生成心的追溯碼并保存單元改變的相關(guān)記錄，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品與信息的有效連接。

為建立符合國(guó)際通用規(guī)則的編碼規(guī)范，養(yǎng)殖水產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)了應(yīng)國(guó)內(nèi)需求的一維監(jiān)管碼和與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的二維追溯碼。監(jiān)管碼采用三段式編碼方式，將產(chǎn)地編碼、產(chǎn)品編碼和養(yǎng)殖履歷編碼相結(jié)合。追溯碼在現(xiàn)有的技術(shù)上，提出了基于AES的十進(jìn)制追溯碼分組加密壓縮方法，重新設(shè)計(jì)AES算法，使追溯碼難以仿制篡改。水產(chǎn)品追溯標(biāo)簽選取YUPO薄膜型合成材料，實(shí)現(xiàn)大量鮮活運(yùn)銷水產(chǎn)品的可追溯性，保證可追溯體系對(duì)不同品種和產(chǎn)品物流模式的適用性。如下圖所示：

圖10 水產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)標(biāo)簽

我國(guó)養(yǎng)殖生產(chǎn)在養(yǎng)殖品種、規(guī)模、技術(shù)模式上差別較大，組織形式復(fù)雜，人員文化水平參差不齊。本項(xiàng)目應(yīng)用條碼/芯片讀寫(xiě)中間件、專用采購(gòu)身份卡接口、解密認(rèn)證模塊，集成三類信息采集終端，通過(guò)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)接口、json 格式的數(shù)據(jù)對(duì)象以及 http 傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)集中管理。移動(dòng)式信息采集系統(tǒng)即智能手機(jī) APP和 IC 卡追溯模式的研發(fā)應(yīng)用，使廣大中小養(yǎng)殖戶得以納入追溯管理范圍。如下圖所示：

圖 11 企業(yè)及養(yǎng)殖戶信息采集終端

監(jiān)管平臺(tái)的搭建主要適合我國(guó)政府主導(dǎo)的水產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管模式，通過(guò)建立統(tǒng)一的中央數(shù)據(jù)庫(kù)和監(jiān)管追溯平臺(tái)，記錄生產(chǎn)過(guò)程，溯源主體責(zé)任，追蹤產(chǎn)品流向，識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)隱患，評(píng)估危害程度及共享監(jiān)管信息實(shí)現(xiàn)大量、鮮銷、無(wú)包裝水產(chǎn)品的可追溯信息快速準(zhǔn)確全程跨環(huán)節(jié)查詢。下圖為全國(guó)水產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管追溯平臺(tái)與水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯網(wǎng)共同為消費(fèi)者提供可查詢平臺(tái)。為使平臺(tái)使用與“中央-省-地市縣”不同層級(jí)監(jiān)管主體，平臺(tái)設(shè)計(jì)了基于 CPU 卡的部級(jí)、省級(jí)和地市縣級(jí)三級(jí)密鑰散列分配技術(shù)、基于USBkey的身份認(rèn)證技術(shù)和基于 Web Service 的分布式水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)架構(gòu)。從結(jié)構(gòu)與功能、業(yè)務(wù)架構(gòu)等方面進(jìn)行了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，完成了平臺(tái)開(kāi)發(fā)，也從源頭上保證分布式系統(tǒng)使用的安全性及終端設(shè)備標(biāo)簽生成的合法性。結(jié)果表明，分布式水產(chǎn)品監(jiān)管追溯平臺(tái)系統(tǒng)安裝部署簡(jiǎn)便、擴(kuò)展性強(qiáng)、查詢有效、安全性高，為各級(jí)質(zhì)量安全監(jiān)管提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

圖12 水產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯平臺(tái)

消費(fèi)者查詢信息的方式有三種，手機(jī)二維碼掃描、銷售終端觸摸屏和網(wǎng)站查詢。應(yīng)用權(quán)限分配技術(shù)，為不同角色用戶提供不同功能權(quán)限，實(shí)現(xiàn)了信息分級(jí)分段查詢，滿足了面向社會(huì)大眾的知情權(quán)、選擇權(quán)和消費(fèi)權(quán)。

養(yǎng)殖水產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)已推廣至全國(guó)各個(gè)省市縣。截至 2015年底建設(shè)國(guó)家級(jí)監(jiān)管平臺(tái) 1個(gè)，省級(jí)監(jiān)管平臺(tái) 19 個(gè)，市縣級(jí)監(jiān)管平臺(tái) 268 個(gè)。大中小水產(chǎn)養(yǎng)殖企業(yè)約入駐5400個(gè)，累積上傳基礎(chǔ)信息50多萬(wàn)條，全年打印二維碼追溯標(biāo)簽130多萬(wàn)張，接受網(wǎng)站手機(jī)和觸摸屏查詢30余萬(wàn)張。相關(guān)專家與學(xué)者積極參與實(shí)地考察建設(shè)與研討交流。如下圖所示：

圖13 建設(shè)水產(chǎn)品質(zhì)量安全系統(tǒng)

三、討論

對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行追溯，是當(dāng)今各發(fā)達(dá)國(guó)家及發(fā)展中國(guó)家應(yīng)對(duì)食品質(zhì)量安全問(wèn)題的有效途徑， 也是世界農(nóng)業(yè)順利發(fā)展的必然趨勢(shì)，建立有效的追溯系統(tǒng)是關(guān)鍵。標(biāo)識(shí)標(biāo)簽在水產(chǎn)品追溯系統(tǒng)中起唯一標(biāo)識(shí)的作用，目前主流的一維碼二維碼印制簡(jiǎn)單，成本低廉，比較符合我國(guó)國(guó)情，但儲(chǔ)存的信息量較小。RFID，NFC與DNA條碼技術(shù)的新起研發(fā)開(kāi)始使水產(chǎn)品行業(yè)進(jìn)入物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，相關(guān)部門(mén)的監(jiān)督監(jiān)管也更加高效，但成本較高。如何讓標(biāo)識(shí)標(biāo)簽溯源效果更好，成本更加低廉成為發(fā)展追溯技術(shù)的關(guān)鍵因素之一。追溯系統(tǒng)的建立也需要相關(guān)部門(mén)的支持，將整個(gè)國(guó)內(nèi)水產(chǎn)品行業(yè)放入一個(gè)監(jiān)管平臺(tái)，各個(gè)責(zé)任主體相互配合是發(fā)展追溯系統(tǒng)前進(jìn)的動(dòng)力。水產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯關(guān)系到國(guó)內(nèi)民眾的飲食安全，也關(guān)系到出口貿(mào)易中國(guó)家的信譽(yù)，建立高效，科學(xué)，合法的生產(chǎn)供應(yīng)鏈迫在眉睫。

作者單位：1.國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心，農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京市農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程技術(shù)研究中心
2.上海海洋大學(xué)信息學(xué)院