曲愛(ài)玲，劉紅梅，馬長(zhǎng)路

（北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院，北京 102442）

隨著生活水平的日益提高，人們更加重視健康與養(yǎng)生，綠色、有機(jī)、天然的食品越發(fā)吸引大眾的眼球。在全球大經(jīng)濟(jì)背景下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅猛，其在食品行業(yè)中的應(yīng)用越發(fā)深入及普及。RFID（Radio Frequency Identification，無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別） 是物聯(lián)網(wǎng)底層關(guān)鍵技術(shù)之一，是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，能夠通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)信息，可以在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)條件下準(zhǔn)確識(shí)別運(yùn)動(dòng)物體。RFID技術(shù)是食品安全溯源的核心技術(shù)，RFID電子標(biāo)簽是食品安全溯源的有效載體，該技術(shù)在食品行業(yè)中發(fā)揮著重要作用，并具有更大的市場(chǎng)應(yīng)用潛能。

1 RFID技術(shù)

RFID技術(shù)是通過(guò)射頻無(wú)線(xiàn)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID技術(shù)無(wú)須與被識(shí)別物體直接接觸，即可完成信息的輸入和處理，能快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地采集和處理信息。完整的RFID系統(tǒng)主要由讀寫(xiě)器、電子標(biāo)簽、系統(tǒng)高層3個(gè)部分組成。

讀寫(xiě)器是讀取和寫(xiě)入電子標(biāo)簽內(nèi)存信息的設(shè)備，可以與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，完成數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、管理和控制。讀寫(xiě)器由射頻模塊、控制處理模塊和天線(xiàn)3個(gè)部分組成，讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)與電子標(biāo)簽進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，讀寫(xiě)器也是電子標(biāo)簽與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連接通道。電子標(biāo)簽又稱(chēng)為射頻標(biāo)簽、應(yīng)答器或射頻卡，電子標(biāo)簽附著在待識(shí)別的物品上，每個(gè)電子標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體；電子標(biāo)簽由標(biāo)簽專(zhuān)用芯片和標(biāo)簽天線(xiàn)組成，芯片用來(lái)存儲(chǔ)物品的數(shù)據(jù)，天線(xiàn)用來(lái)收發(fā)無(wú)線(xiàn)電波。系統(tǒng)高層由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，系統(tǒng)高層完成RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)傳輸和通信管理等功能。

RFID讀寫(xiě)器按工作頻率一般分為低頻讀寫(xiě)器（常用125 kHz）、高頻讀寫(xiě)器（常用13.56 MHz）、超高頻讀寫(xiě)器（常用900 MHz） 和微波讀寫(xiě)器（常用2.45 GHz）；電子標(biāo)簽按供電方式可分為無(wú)源電子標(biāo)簽、有源電子標(biāo)簽、半有源電子標(biāo)簽。低頻系統(tǒng)主要用于距離短、數(shù)據(jù)量低的射頻識(shí)別系統(tǒng)中，高頻系統(tǒng)可以傳送較大的數(shù)據(jù)，是目前應(yīng)用比較成熟、使用范圍較廣的系統(tǒng)。RFID技術(shù)能同時(shí)讀取多個(gè)標(biāo)簽且對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密保護(hù)，具有實(shí)時(shí)追蹤、重復(fù)讀寫(xiě)內(nèi)容和高速讀取等優(yōu)勢(shì)，其在食品行業(yè)的應(yīng)用日益廣泛和深入。

2 RFID技術(shù)在食品追溯中的應(yīng)用

RFID技術(shù)在食品追溯中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在食品原料生產(chǎn)、食品加工、食品流通、食品銷(xiāo)售4個(gè)環(huán)節(jié)，RFID技術(shù)在食品行業(yè)4個(gè)環(huán)節(jié)的有效應(yīng)用，使食品的有效溯源成為可能。食品溯源可提供全程可視化的食品安全管理，并可通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息、數(shù)據(jù)準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的報(bào)送，可快速高效評(píng)估食品中發(fā)生的安全隱患，為消費(fèi)者提供食品溯源的完整信息[1]。

2.1 食品原料生產(chǎn)環(huán)節(jié)

食品原料的有效來(lái)源為養(yǎng)殖類(lèi)和作物類(lèi)。養(yǎng)殖類(lèi)食品原料主要有肉、蛋、乳、水產(chǎn)等，作物類(lèi)食品原料主要有谷類(lèi)、蔬菜、水果及其他植物等。

2.1.1 養(yǎng)殖類(lèi)

（1）肉原料。以肉原料產(chǎn)出為主的養(yǎng)殖場(chǎng)，對(duì)個(gè)體分配獨(dú)立的電子標(biāo)簽。電子標(biāo)簽需要記錄的信息有產(chǎn)出日期、質(zhì)量記錄、父母信息、產(chǎn)地、飼養(yǎng)者、廠名、品種信息、飼料信息、檢疫與免疫信息、疾病信息、用藥記錄、繁殖信息、出欄日期，出欄質(zhì)量等。

（2）蛋原料。以蛋原料產(chǎn)出為主的養(yǎng)殖場(chǎng)，首先需要為產(chǎn)蛋的主體分配獨(dú)立的電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽需要記錄的信息有產(chǎn)出日期、質(zhì)量記錄、產(chǎn)地、飼養(yǎng)者、廠名、品種信息、飼料信息、檢疫與免疫信息、疾病信息、用藥記錄、初產(chǎn)蛋日期，產(chǎn)蛋周期等；其次為每個(gè)蛋分配獨(dú)立的電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽需要記錄的信息有產(chǎn)出日期、產(chǎn)出者、產(chǎn)出地、品種信息、產(chǎn)出質(zhì)量、存放條件等。

（3）乳原料。以乳原料產(chǎn)出為主的養(yǎng)殖場(chǎng)，首先需要為產(chǎn)乳的主體分配獨(dú)立的電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽需要記錄的信息有產(chǎn)出日期、質(zhì)量記錄、父母信息、產(chǎn)地、飼養(yǎng)者、廠名、品種信息、飼料信息、檢疫與免疫信息、疾病信息、用藥記錄、繁殖信息、產(chǎn)乳信息等；其次為產(chǎn)乳個(gè)體產(chǎn)出乳（盛放容器）分配獨(dú)立的電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽需要記錄的信息有產(chǎn)出日期、產(chǎn)出者、產(chǎn)出地、品種信息、存放條件等。

（4）水產(chǎn)原料。以水產(chǎn)原料產(chǎn)出為主的養(yǎng)殖基地，按同一品種同批次進(jìn)行電子標(biāo)簽分配，電子標(biāo)簽需要記錄的信息有養(yǎng)殖基地的水域區(qū)域、水域環(huán)境、品種、產(chǎn)地、飼養(yǎng)者、養(yǎng)殖時(shí)間、飼料信息、捕撈時(shí)間等[2-4]。RFID電子標(biāo)簽在養(yǎng)殖場(chǎng)中的應(yīng)用，可以監(jiān)控飼養(yǎng)個(gè)體的健康狀況，實(shí)現(xiàn)選育、繁殖、喂養(yǎng)的科學(xué)化管理，為食品溯源提供真實(shí)可靠的數(shù)據(jù)載體。

2.1.2 作物類(lèi)

對(duì)于作物類(lèi)原料，按指定區(qū)域同品種作物分配電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽中需要記錄的生長(zhǎng)期信息包括品種信息、種植時(shí)間、施肥信息、用藥信息、土壤酸堿度信息、環(huán)境溫濕度信息、光照度信息、降雨量等；電子標(biāo)簽中需要記錄的收獲期信息包括品名、品種、生產(chǎn)者、產(chǎn)地、等級(jí)、收獲期、農(nóng)田代碼、包裝日期等。作物類(lèi)原料品種繁多，電子標(biāo)簽的內(nèi)容和形式可以根據(jù)產(chǎn)品的具體情況確定。RFID電子標(biāo)簽在作物類(lèi)生產(chǎn)中的應(yīng)用，為人們吃上放心糧、放心菜提供了保障。

2.2 食品加工環(huán)節(jié)

食品加工需要食品原料作為支撐，食品加工廠可以讀取食品原料RFID電子標(biāo)簽的內(nèi)容，根據(jù)不同食品原料的特性制作不同加工食品，加工后的同批次食品按包裝分配獨(dú)立的電子標(biāo)簽，電子標(biāo)簽的內(nèi)容由食品原料電子標(biāo)簽信息和食品加工后的電子標(biāo)簽信息組成，食品加工后電子標(biāo)簽信息有配料、制作方法、環(huán)境條件、食品添加劑成分、生產(chǎn)負(fù)責(zé)人、化驗(yàn)項(xiàng)目、化驗(yàn)結(jié)果、化驗(yàn)員、儲(chǔ)存條件、生產(chǎn)日期、保質(zhì)期限、包裝方式等。食品加工出廠后，可以溯源到食品原料和食品加工環(huán)節(jié)的信息，為食品安全提供全面信息支撐。

2.3 食品流通環(huán)節(jié)

食品流通環(huán)節(jié)RFID電子標(biāo)簽主要記錄產(chǎn)品的庫(kù)存數(shù)量、存儲(chǔ)條件、出庫(kù)情況、裝貨時(shí)間、運(yùn)輸公司、運(yùn)輸方式（水運(yùn)、陸運(yùn)或空運(yùn)）、運(yùn)輸設(shè)備（駕駛員及車(chē)輛相關(guān)信息）、運(yùn)輸條件（運(yùn)輸載體環(huán)境溫濕度、氣體成分等情況）、運(yùn)輸時(shí)段、卸貨時(shí)間等信息，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)輸過(guò)程對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)安全的可追溯[2-4]。

2.4 食品銷(xiāo)售環(huán)節(jié)

銷(xiāo)售廠家可讀取食品電子標(biāo)簽的信息，以獲取食品在原料生產(chǎn)環(huán)節(jié)、食品加工環(huán)節(jié)、流通環(huán)節(jié)的所有信息，在食品銷(xiāo)售環(huán)節(jié)前在電子標(biāo)簽中寫(xiě)入經(jīng)銷(xiāo)商名稱(chēng)、有效期、存儲(chǔ)環(huán)境條件、銷(xiāo)售方式等信息，以完成食品溯源系統(tǒng)最后環(huán)節(jié)的相關(guān)信息[2-4]。RFID技術(shù)在食品行業(yè)中的應(yīng)用，可以進(jìn)一步保證食品質(zhì)量、提高銷(xiāo)售效率、降低損耗。食品全程的可追溯性，進(jìn)一步保障了消費(fèi)者的權(quán)益。

3 RFID技術(shù)在食品追溯中推廣存在的問(wèn)題

RFID技術(shù)日趨成熟和完善，但RFID技術(shù)在食品行業(yè)大范圍推廣還存在諸多問(wèn)題。主要體現(xiàn)在以下4個(gè)方面。

（1） RFID讀寫(xiě)器方面。RFID讀寫(xiě)器成本過(guò)高，具有追溯功能的RFID讀寫(xiě)器要求數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中必須進(jìn)行高度加密，不可被惡意讀取或破壞，且應(yīng)具有高級(jí)穩(wěn)定的防碰撞算法，可同時(shí)準(zhǔn)確獲取多個(gè)RFID電子標(biāo)簽信息。以上諸多要求決定了RFID讀寫(xiě)器應(yīng)該選用超高頻或微波讀寫(xiě)器，性能穩(wěn)定的超高頻或微波RFID讀寫(xiě)器裸板價(jià)格在幾千元到幾萬(wàn)元不等。

（2） RFID電子標(biāo)簽方面。第一，RFID電子標(biāo)簽成本過(guò)高，其在食品領(lǐng)域需求的數(shù)量過(guò)多，若為每個(gè)可單獨(dú)零售的食品粘貼RFID電子標(biāo)簽，將是一筆很大的開(kāi)銷(xiāo)，電子標(biāo)簽成本過(guò)高將引發(fā)食品生產(chǎn)者和食品消費(fèi)者之間利益矛盾；第二，RFID電子標(biāo)簽反向反射性的特點(diǎn)決定了其在金屬包裝的食品或液體食品中應(yīng)用的弊端或不可行性；第三，RFID電子標(biāo)簽內(nèi)部存儲(chǔ)空間有限，且對(duì)RFID讀寫(xiě)無(wú)法進(jìn)行身份驗(yàn)證，這就意味著RFID電子標(biāo)簽內(nèi)存儲(chǔ)的信息內(nèi)容有限，且可被惡意獲取。

（3） RFID標(biāo)準(zhǔn)方面。RFID標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，目前RFID標(biāo)準(zhǔn)分類(lèi)很多，各國(guó)之間的RFID標(biāo)準(zhǔn)也不同，必然給食品追溯系統(tǒng)的編碼和頻段選擇帶來(lái)不便，在食品追溯信息讀寫(xiě)、查詢(xún)、跟蹤、追溯等環(huán)節(jié)帶來(lái)技術(shù)難題[5]。

（4）信息鏈方面。解決好食品原料生產(chǎn)、食品加工、食品流通、食品銷(xiāo)售各環(huán)節(jié)之間信息鏈的銜接問(wèn)題，是實(shí)施食品安全追蹤的前提[2]；信息鏈由哪個(gè)環(huán)節(jié)負(fù)責(zé)銜接和完善，還有待商榷。

4 RFID技術(shù)在食品追溯應(yīng)用中的發(fā)展趨勢(shì)

RFID技術(shù)在食品追溯應(yīng)用中存在的問(wèn)題，加速了RFID技術(shù)的快速發(fā)展。RFID讀寫(xiě)器主要向多兼容性、接口多樣化、模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化等方向發(fā)展，并不斷使用或開(kāi)發(fā)新技術(shù)應(yīng)用。RFID電子標(biāo)簽主要向小體積、低成本、遠(yuǎn)距離高速移動(dòng)讀寫(xiě)、高級(jí)加密特性，以及具有殺死功能、集成傳感器功能等方向發(fā)展。RFID標(biāo)準(zhǔn)主要向統(tǒng)一化、國(guó)際化方向發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

RFID技術(shù)是食品追溯應(yīng)用的核心技術(shù)，為食品質(zhì)量安全的科學(xué)化、透明化管理提供保障。RFID技術(shù)的快速發(fā)展會(huì)進(jìn)一步為食品追溯體系的完善、穩(wěn)定、普及提供有力的技術(shù)支撐。食品追溯可以完善食品質(zhì)量安全管理體系，實(shí)現(xiàn)食品供應(yīng)鏈的全程監(jiān)控，促進(jìn)我國(guó)食品質(zhì)量安全的提高，進(jìn)一步增強(qiáng)我國(guó)食品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力[6]。