王君妤 楊 揚
(南昌理工學(xué)院 江西南昌 330044)
基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)研究綜述
王君妤 楊 揚
(南昌理工學(xué)院 江西南昌 330044)
本課題的研究以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ),通過物聯(lián)網(wǎng)建立人與蔬菜的聯(lián)系,讓蔬菜的生產(chǎn)、加工、儲運、銷售等各個環(huán)節(jié)透明化,菜農(nóng)與監(jiān)管部門更為嚴(yán)苛的對蔬菜質(zhì)量安全進行干預(yù)、監(jiān)管和調(diào)節(jié)。消費者最大限度的獲取蔬菜質(zhì)量安全的知情權(quán),最大程度的保證蔬菜食用的安全。
物聯(lián)網(wǎng) 蔬菜質(zhì)量 溯源系統(tǒng)
蔬菜生產(chǎn)經(jīng)營的規(guī)?;绊懼卟说馁|(zhì)量安全。零散式的蔬菜生產(chǎn)經(jīng)營結(jié)構(gòu)嚴(yán)重制約著政府及其有關(guān)部門對蔬菜質(zhì)量安全的監(jiān)管。但是不可否認(rèn)的是即使蔬菜生產(chǎn)已經(jīng)規(guī)?;?、擴大化,但是其中不乏有生產(chǎn)者一個勁兒追求生產(chǎn)數(shù)量和生產(chǎn)效率,在生產(chǎn)過程中大量地、不合理地使用農(nóng)藥和化肥;出售者也為了更多的追求利益,在蔬菜銷售時縱容腐壞變質(zhì)的蔬菜流入市場。農(nóng)藥殘留超標(biāo)、蔬菜腐壞變質(zhì)兩大問題的普遍存在造成了嚴(yán)重的蔬菜質(zhì)量安全問題。
目前,為了強制性實行農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源制度,以美國為首的一些西方發(fā)達國家陸陸續(xù)續(xù)采用了立法手段。食品及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的研究問題上,我國研究起步較晚,因此成功的案例也不多見。上海市發(fā)布了“食用農(nóng)產(chǎn)品全程監(jiān)控平臺”;深圳市推行了“IC卡電腦信息管理系統(tǒng)”;北京市構(gòu)建了“食用農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)簽信息管理系統(tǒng)”。[1]
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和運用為農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的建設(shè)帶來了新的希望,提供了技術(shù)基礎(chǔ)。所以,運用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來建立健全的、規(guī)范的蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng),在蔬菜生產(chǎn)、流通過程中建立統(tǒng)一的信息采集指標(biāo)、統(tǒng)一的編碼規(guī)則和溯源規(guī)程等有著很大的實用性。這也必將成為食品質(zhì)量安全管理的發(fā)展形勢所趨。
1.設(shè)計目標(biāo)
蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)需要記錄生產(chǎn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的錄入真實性,從根源上保證數(shù)據(jù)的真實有利于提高查詢結(jié)果的準(zhǔn)確度。RFID技術(shù)對蔬菜安全質(zhì)量溯源各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的采集和讀取更加方便快捷。
2.設(shè)計方案論證
(1)方案一:條形碼
通過改進,不少學(xué)者將條碼技術(shù)應(yīng)用于食品(農(nóng)產(chǎn)品)追溯系統(tǒng)中,在加工車間或是銷售環(huán)節(jié),通過手持機掃描條碼來獲取產(chǎn)品數(shù)據(jù)。[4]條形碼是我國目前農(nóng)資物流追溯所采用的方式,而條碼技術(shù)的固有缺陷特別明顯。
(2)方案二:RFID標(biāo)簽
RF1D技術(shù)是一種不僅靈敏度高、使用方便而且特別適合于自動或半自動化控制環(huán)境的應(yīng)用技術(shù)。它的識別過程用不上過多的人工干預(yù),誤差小。RFID標(biāo)簽不僅支持只讀工作模式,也可以進行寫入,在惡劣的工作環(huán)境中已然能夠保持很高的精準(zhǔn)度。它所具備的獨特優(yōu)越性讓其他識別設(shè)備無法望其項背。主要包括以下幾個方面:
① 讀取方便、識別效率高:信息的捕獲無須光源。RFID系統(tǒng)的有效讀取距離長,特別是內(nèi)設(shè)電源的RFID標(biāo)簽,它讀取有效距離可以達到30米以上。當(dāng)RFID—進入耦合磁場,閱讀器就能迅速得到標(biāo)簽上的數(shù)據(jù)信息,同時如多個標(biāo)簽同時存在時,讀寫器可以實現(xiàn)批量識別功能。
② 儲存容量大、安全性強∶即使與時下存儲量最大的PDF4n型二維條碼相比,RFID標(biāo)簽的容量優(yōu)勢仍然十分明顯,根據(jù)用戶的需要,RFID標(biāo)簽最多可以擴充至數(shù)10K。還可以通過設(shè)計密碼來保護標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)不受干擾。防偽性和加密性都要優(yōu)于同類產(chǎn)品。
③ 使用范圍廣:由于RFID獨特的無線通訊方式,保證了標(biāo)簽在粉塵、油饋或是放射性物質(zhì)對數(shù)據(jù)不受干擾,同時其密閉式的包裝模式也使得其使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了條碼這類的印刷品。
④ 標(biāo)簽數(shù)據(jù)寫入迅速,實現(xiàn)即時動態(tài)通訊:利用閱讀器不單可以讀取標(biāo)簽信息,還可以通過編輯功能可以向RFID標(biāo)簽中植入數(shù)據(jù),從而賦予其便攜式數(shù)據(jù)交互的功能。同時RFID標(biāo)簽的頻率一般在50-100HZ左右,只要對應(yīng)的RFID標(biāo)簽出現(xiàn)在閱讀器的有效范圍內(nèi),閱讀器將自動對其進行動態(tài)跟蹤和監(jiān)管。
3.可行性分析
(1)需求可行性
溯源系統(tǒng)中,源信息無疑很重要。但是各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息的采集也顯得尤為關(guān)鍵。蔬菜產(chǎn)品在流通中各個環(huán)節(jié)的信息量很大,不可能通過手動方式進行信息的錄入,蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)中種植、加工、儲運、銷售等重要環(huán)節(jié)中相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集手工錄入工作量太大,浪費太大人力物力,而且還會存在偏差。[2]
(2)經(jīng)濟可行性
現(xiàn)如今,非接觸式IC卡的價格成本方面,由于RFID技術(shù)已趨于成熟,卡片的大批量生產(chǎn),價格已經(jīng)非常低,投入成本也被大大降低了,考慮實際應(yīng)用環(huán)境,利于蔬菜生產(chǎn)企業(yè)大規(guī)模使用。
目前基本配置的計算機也價格親民,也適合購進使用。
(3)技術(shù)可行性
無線射頻技術(shù)是當(dāng)前比較成熟的技術(shù),經(jīng)過數(shù)年的技術(shù)沉淀,射頻識別技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生活中的各個領(lǐng)域,從硬件穩(wěn)定性和軟件支持都是比較不錯的。隨著社會、經(jīng)濟、技術(shù)的成熟,使用RFID技術(shù)對蔬菜質(zhì)量安全進行溯源,實現(xiàn)信息的數(shù)字化,工作的高效化迫在眉睫。
(4)設(shè)計原則
實用性:整個系統(tǒng)的操作的特點是反應(yīng)快速,便于消費者進行蔬菜的溯源查詢,便于各種RFID讀寫器的數(shù)據(jù)采集和讀取。查詢方便、簡捷、高效。
可靠性:蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)必須能夠滿足可靠、連續(xù)的運行要求。RFID技術(shù)的可重復(fù)讀寫功能可以讓溯源系統(tǒng)反復(fù)利用,系統(tǒng)穩(wěn)定,易維修。
本系統(tǒng)設(shè)計主要分為四個模塊,主要用于詳細(xì)說明蔬菜安全質(zhì)量溯源信息采集的各個環(huán)節(jié)。如圖1所示:
蔬菜作為人們每天的必需食品,其質(zhì)量安全已經(jīng)吸引了社會各界關(guān)注的眼球。伴隨著計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和電子技術(shù)等信息技術(shù)的迅猛發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)自然得以廣泛應(yīng)用。值得警醒的是,物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域的應(yīng)用才剛剛起步,成功案例屈指可數(shù)。因為這些原因,本文開展的研究具有十分寶貴的實用價值并頗具現(xiàn)實意義。
圖1 溯源系統(tǒng)管理模塊總圖
[1]胡鷺,基于物聯(lián)網(wǎng)的蔬菜質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)設(shè)計[D].南昌理工學(xué)院,2015
[2]施亮,傅澤田,張領(lǐng)先,基于RFID技術(shù)的肉牛養(yǎng)殖質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)研究[J]計算機應(yīng)用與軟件,2010