關于基于RFID的動物食品溯源系統解決方案設計詳解

1 動物食品溯源系統

 

1．1 動物食品追溯流程和信息模型

 

動物食品安全溯源系統包括從“養殖場”到“消費者”的諸多環節，主要有：養殖場、運輸物流、屠宰場、物流倉儲、超市和消費者6個環節，其構成的溯源流程和與之相匹配的信息模型如圖1所示。

 

為了保證消費者從餐桌到養殖場的全過程追溯，需要在圖1的6個環節中依靠不同的標簽對動物進行標識，并在每個環節中對標識的動物食品管理和記錄圖中的信息。

 

1．2 溯源系統的基本框架

 

溯源系統的數據在動物食品生產過程中的多個環節逐漸生成，并在相應環節中添加到溯源系統中。大量多類型追溯信息的存儲和管理僅僅通過標識標簽是很難實現的，需要采用標簽和數據中心結合的方式才能滿足追溯系統中信息管理的復雜需求。通過標簽技術對動物性食品加工環節中每個產品進行唯一標識，如圖2所示。在每個加工環節都建立相應的信息管理平臺，該平臺采集加工環節中每個產品的信息并匯總到食品安全數據中心。在整個環節中都有政府專門機構進行監管。消費者可以根據產品的標簽從數據中心查詢到該產品所歷經的所有生產環節及其關鍵信息，任何環節的生產廠家都可以通過系統對產品向上追溯和向下跟蹤，政府可以通過數據中心的信息建立自動的食品安全監測平臺。

 

2 有機RFID在動物食品溯源系統中的應用探討

 

動物食品涉及畜牧養殖、屠宰加工、流通銷售等眾多環節，其從養殖場到餐桌的整個生產流程與其他食品相比要復雜得多，因此追溯的信息涵蓋面更廣、信息量更大、追溯信息間的轉換頻率更高。在整個生產流通環節中全部使用電子標簽，在中國現有經濟基礎和行業發展水平上還不現實。不同的生產環節對標簽技術具有不同的需求，可針對需要進行靈活選擇。

 

2．1 養殖場

 

在養殖場牲畜出生后，養殖場管理平臺生成唯一的“生產標識碼”，并在食品安全數據中心中進行信息的登記，建立起牲畜個體信息數據庫。牲畜在飼養過程中的批次、飼料、免疫、檢疫等情況都分別通過管理平臺記錄在食品安全數據中心。由于牲畜養殖過程中二維條碼易受污染，且易受牲畜的破壞等，并且在信息的錄入環節需要逐個登記牲畜的標簽，不適合多個標簽同時錄入。因此養殖環節中，適合采用RFID標簽作為“生產標識碼”的載體，每個RFID標簽和“生產標識碼”在數據中心一一對應。綜合牲畜的養殖時間和無機RFID標簽的壽命，對于養殖超過I年的牲畜采用無機RFID標簽，低于1年的牲畜采用有機RFID標簽。在養殖環節根據需要可選用有機RFID標簽或無機RFID標簽，盡管無機RFID成本比有機RFID標簽高，但由于飼養階段牲畜數量有限，所以增加的成本對于大型動物是可接受的。

 

2．2 物流運輸

 

在物流運輸中，通過物流運輸管理平臺在食品安全數據中心中登記物流企業的基本信息和物流的基本情況。此時可仍舊按照養殖環節的RFID標簽作為管理的唯一標識。

 

2．3 屠宰場

 

屠宰場存在若干生產環節，可根據牲畜的標識對生產過程進行流水線的監控，每個環節都分別通過屠宰場管理平臺登記在數據中心。屠宰場中牲畜被宰殺后進行分割。分割前管理平臺讀取待分割肉類的“生產標識碼”，并根據將要分割的數量生成多個“屠宰標識碼”，每個屠宰標識碼對應相應的分割部位，比如頭、里脊、肝臟等。“屠宰標識碼”和“生產標識碼”在數據中心進行登記并建立對應關系。“屠宰標識碼”再被標記到標簽上，成為特定牲畜特定部位的唯一標識。通過“生產標識碼”可以追蹤到分割后的肉類，通過“屠宰標識碼”可以追溯到分割前的動物，完成了動物從整體到肉類的追溯信息的轉移和傳遞。

 

在肉類分割后，每個部分都需要標簽進行標識，需要的標簽數量相對較多，采用無機RFID標簽會帶來極大的成本負擔，因此只能對批次進行跟蹤管理，難以對分割后的肉類進行個體的跟蹤管理。采用價格非常低廉的有機RFID標簽或二維條碼可以很好的解決成本問題。但二維條碼的讀取受限制，不適合屠宰場中多個生產環節中對標識碼的自動讀取，且二維條碼易受污染，不適合屠宰場的需要。鑒于屠宰環節的時間較短，有機RFID壽命可以滿足此環節的需要。有機RFID標簽具有環境適應性、成本、讀取方式等方面的優點，在屠宰、分割環節可以發揮不可替代的作用。

 

2．4 倉儲物流

 

基于2．3中的分析，在物流倉儲環節采用“屠宰標識碼”進行信息的管理。通過管理平臺向信息中心匯總物流基本信息、倉儲基本信息、多個時間節點的物流溫度、倉儲溫度等信息，實現動物性食品在物流倉儲環節的個體化過程管理。

 

2．5 超市

 

在超市肉類被繼續分割。超市管理平臺讀取有機RFID標簽標識的“屠宰標識碼”，根據分割的情況自動產生多個標識碼。“用戶標識碼”和“屠宰標識碼”在數據中心進行登記并建立對應關系。“用戶標識碼”被標記在標簽上。“用戶標識碼”的數量非常龐大，由于成本的原因，無法采用無機RFID標簽，只能采用二維條碼或者有機RFID標簽。此時二維條碼和有機RFID標簽不存在明顯的優劣，可以根據用戶的習慣加以選擇。

 

2．6 消費者

 

消費者根據超市提供的用戶二維條碼或有機RFID標簽可以通過公共查詢系統查詢到產品的“用戶標識碼”。根據“用戶標識碼”可以查詢到超市的信息，并且可以追溯到“屠宰標識碼”。根據“屠宰標識碼”可以查詢到肉類的運輸、倉儲信息，肉類在屠宰場中的生產信息，并且可以追溯到肉類的“生產標識碼”。由“生產標識碼”可以查詢牲畜的運輸銷售信息、飼養環節的各種信息等。消費者可以由終端產品追溯整個肉類的生產過程。

 

3 結論

 

有機RFID標簽具有無機RFID標簽方便易用的優點，又具有類似于二維條碼的低廉成本，雖然在讀取速度、容量和使用壽命方面劣于無機RFID，但在動物性食品溯源過程的應用中，這些特性并不是對每個環節都是必要的，這為低成本的有機RFID標簽提供了發揮積極作用的空間。

 

動物食品安全溯源系統的主要環節包括養殖場、運輸物流、屠宰場、物流倉儲、超市和消費者等，根據每個環節的特點及其對標簽技術的要求，有機RFID有望在屠宰場、運輸倉儲中替代無機RFID，對于養殖時間較短的動物，也可在養殖與物流運輸環節使用有機RFID，而在超市環節可選擇性使用有機RFID或二維標簽。有機RFID的使用將大大降低動物食品溯源的成本，從而促進動物食品溯源技術的廣泛使用。