一、項目背景

　　近年來，諸多的食品安全事件的頻繁發生，嚴重威脅消費者的身體健康，引起了世界性的廣泛關注，也影響了食品行業的健康、持續、穩定的發展。如何保證食品供應鏈的安全，已成為一個迫切需要解決的全球性課題。傳統的對食品品質檢驗方法存在管理滯后、效率低下和較高的出錯率等問題。利用RFID技術建立安全食品供應鏈體系可以有效解決以上問題。RFID系統可提供食品供應鏈中食品與來源之間的可靠聯系，確保到達超市貨架及廚房的食品的來源是清晰的，并可追蹤到生產企業甚至是動物、植物個體及具體的加工操作人員。

　　“民以食為天，食以安為先。”RFID技術在安全食品供應鏈的應用，對企業來說，有助于食品企業加強食品安全方面的管理，穩定和擴大消費群，提升市場競爭力;從食品供應鏈角度看，為消費者營造了放心消費的環境，樹立了良好的形象，切實提高了整條供應鏈的服務水平。雖然RFID在應用中還有一些問題需要解決，但是其應用前景是十分廣闊的。

　　二、食品安全中的問題

　　近年來，我國進入食品安全事件頻發期。食品安全問題被列為2009年中國商業十大熱點問題之一。禽流感、口蹄疫、劣質奶粉、日本毒餃子事件以及近期發生的海南毒豇豆事件……“問題食品”之多、涉及范圍之廣、造成惡果之重，已到了令人談“食”色變的地步。食品安全仍存在超標、法律法規缺失、檢測及環保體系、監管追溯信息平臺不健全等問題。消費者對任何一類食品安全性的信任度均較低。接二連三的食品安全問題，正在沉重地打擊人們的飲食信心……中國的食品怎么了?

　　明天我們還能吃什么?如何找到有效的跟蹤、管理、追溯與評估方法保證安全，是中國目前在食品安全問題上急待解決的重要課題。

　　三、RFID技術在國內外食品安全管理中的應用

　　很多發達國家都極其重視食品安全，除建立相關法律制度外，還采取高科技手段對食品安全進行管理，比如日本就建立了“食品身份證制度”產品履歷和跟蹤監視制度，要求生產、流通等各部門廣泛采用RFID電子標簽技術、條碼技術用來詳細記載產品生產和流通過程中的數據。

　　在歐洲已經建立了對牛的跟蹤系統，1998年9月，英國宣布了牛的跟蹤系統計劃，到1999年底，歐共體各成員國都實施了這個系統計劃，英國政府規定，2000年7月1日以后出生或者進口的牛必須采用識別系統，牛出生20天內必須安裝RFID電子標簽，記載每一頭牛的出生、進口、活動、疫苗、疾病與死亡的全部情況。伴隨著RFID技術在歐洲食品安全管理的應用所產生的經濟效益，相繼在2001年6月，歐洲客戶開始強調生鮮農產品物流運輸和可追溯的便利性，要求在包裝上使用EAN/UCC-128條碼，于2005年1月歐洲食品安全法令頒布，對生鮮食品提出可追溯性要求生效。新西蘭獼猴桃獲準于2005年在歐洲超市貨架進行銷售。2003年，英國實施對豬的識別標準。2008年1月1日歐洲規定強制性對綿羊進行電子識別。

　　我國在食品安全管理中RFID技術的應用

　　在我國，RFID技術也被應用于食品安全跟蹤管理，并得到了眾多地方政府的大力支持，2002年5月農業部發布“動物免疫標示管理辦法”規定豬、牛、羊必須佩戴免疫耳標，建立免疫檔案管理制度。在深港實施的《供港食品安全預警與產地全程溯源控制系統》，為確保供港食品安全，系統采用了RFID無線射頻識別技術應用于食品養殖、生產、加工、運輸、批發、口岸查驗、零售等各環節。在食品的外包裝上加貼RFID電子標簽包含食品檢測信息、食品生長、生產信息、儲運封裝信息，香港市民可通過電子標簽閱讀器，即可追溯到食品的源頭等信息，購買食品時將更放心。在山東壽光蔬菜，在全省范圍內，借助山東省質監系統的金質工程網絡平臺，建立全省食品安全質量數據庫，為消費者提供動態、權威的食品質量追溯信息。四川生豬養殖、浙江水產品出口等都相繼建立對食品安全管理的RFID溯源系統，有力地保證了當地食品安全監管。這些試點工程在很大的程度上促進了我國食品安全可追溯哦體系的建立。

　　四、食品安全實行質量追溯分析

　　目前，對食品供應鏈安全管理的手段還不是很多，傳統的方法無法實現追溯管理，某些食品行業中用到了條形碼技術以進行安全追溯。但這種方法一般均采用人工方法近距離讀取條碼，無法做到實時快速地獲得大批食品的質量信息，而且在流通環節上也無法提供食品所處環境信息的實時記錄。

　　為了消除食品安全隱患，追查出現漏洞的加工、運輸或儲存環節，需要對這些過程進行追溯。在具體應用中有兩種實現食品安全管理的方法：

　　◎ 從上往下進行追溯

　　這種方法主要用于查找造成質量問題的原因，確定產品的原產地和特征;

　　◎從下往上進行追溯

　　消費者在POS銷售點購買的食品發現了安全問題，可以向上層層，最終確定問題所在，這種方法主要用于問題產品的召回。

　　五、系統技術方案

　　5.1、工作原理

　　電子標簽閱讀器1開始工作后，向天線2發出讀標簽3的指令，食品4上的電子標簽3在接收到天線2發出的無線電波能量后，向天線2發出序號信息，天線2接收此信號，并把此信號傳送給閱讀器1，閱讀器對接收到得信號進行相應的處理后埋在傳送給集成在閱讀器中的數據處理芯片5，于此同時，分布在本流通環節中的各個傳感器6分別把測量的周圍環境信息業發送給數據處理芯片5，數據處理芯片5對接收到得信息進行綜合處理，然后通過通信網絡7把處理結果發給食品安全數據庫8.

　　5.2、系統架構

　　系統由電子標簽、天線、閱讀器、檢測外界環境參數的傳感器、食品安全數據庫、食品安全評估算法和相應的服務網絡組成，其突出特征是，粘貼于食品包裝上的電子標簽;溫度、濕度、關照度等傳感器;利用RFID公共服務體系構成食品安全管理系統，基于食品質量信息和環境數據的質量評估系統和追溯系統。

　　RFID食品安全管理系統架構示意圖。電子標簽粘貼在食品或食品包裝箱上，閱讀器與天線相連，傳感器與閱讀器集成，其讀取的數據包通過網絡傳送到食品安全管理數據庫中，而食品供應鏈中各環節的廠商及產品信息注冊到RFID公共服務體系中，基于食品安全管理數據庫，通過供應鏈信息整合，系統提供食品信息服務，食品安全追溯、食品質量評估等多種應用服務。

　　食品安全管理數據庫是系統實現功能和服務的基礎，它為每個電子標簽對應的食品都建立了一條數據記錄，用來描述其在食品加工運輸和倉庫等各流通環節中的操作人員、環境參數、加工方式和時間等信息。

　　食品在原料生產過程中，牧場飼養畜類記錄飼料、疫苗等信息，農場種農產品記錄品種、施肥等信息，這些信息均通過網絡傳送到食品安全管理系統中，寫入數據庫。

　　食品在生產及加工過程中，在其表面或包裝材料上嵌入具有唯一性的RFID電子標簽，其編碼格式和位數有國家食品安全標準確定，生產商通過閱讀器對電子標簽進行讀取，通過網絡向食品安全數據庫中寫入能夠影響該食品質量的各種信息，如原材料來源、加工工藝、加工者姓名、產品質量信息、建議食用期、食用方法等。

　　5.3、應用服務

　　基于食品安全管理數據庫和食品供應鏈信息的整合，系統可以提供以下多種服務。

　　(1)食品信息服務

　　用戶通過查詢可以享受到食品信息服務。餐桌上，可以獲得每道菜的原料產地、生產(加工)者、生產日期、廚師、烹飪方式等信息;超市購物，可以獲得所購食品的流動信息和安全信息

　　(2) 食品安全追溯

　　一旦爆發疫情，通過食品安全管理系統可以迅速查找到產品銷售地、責任人和產品原產地等信息，不僅可以根據食品安全追溯系統找到每件食品的最終的消費者，還可以找到流通或生產加工過程中出現問題的環節，采取相應措施。

　　(3)終端查詢系統

　　超市作為消費者購買食品的主渠道，消費者可以在超市或廠家提供的RFID電子標簽查詢終端上，查看所購買食品的信息。

　　六、RFID在生豬肉管理中的應用

　　生豬肉制品從養殖到銷售主要有以下幾個環節：養殖、屠宰、物流、零售。本解決方案從生豬養殖環節著手，通過不同形式的RFID豬肉標簽和供應鏈業務人員RFID身份卡的實時信息綁定，分別向下游批發和零售環節通過移動無線通信技術自動化地鏈接質量信息和數據上傳下載，實現從生豬養殖到肉品零售終端相關信息的正向跟蹤，同時也實現了肉品零售終端到生豬養殖相關信息的逆向溯源。

　　圖系統信息追溯示意圖

　　在實際應用標簽選型及安裝比較重要：

　　系統應用RFID電子標簽示意圖

　　6.1、養殖環節

　　生豬養殖分為配種、懷孕、待產、仔豬、商品豬等不同階段，仔豬出欄后將佩戴RFID電子耳標，并通過該電子耳標關聯小豬的上輩信息，在養殖過程中由飼養員通過RFID手持機將母豬、仔豬及成品豬的飼料信息、防疫信息、用藥信息、環境信息等寫在豬耳朵的RFID電子耳標上，并通過無線通信GPRS/3G上傳到食品安全平臺數據中心，并在政府數據中心建立完整的豬只個體養殖檔案。

　　飼養場管理模塊負責牲畜的健康管理和日常管理。 它的主要功能如下： 指定條件(牲畜編號、飼養員編號、出生時間、畜養時間、出欄時間)瀏覽查詢。

　　指定條件(牲畜編號、飼養員編號、出生時間、畜養時間、出欄時間)打印相關的數據統計報表。 可進行牲畜的日常查詢和健康咨詢等。

　　6.2、屠宰環節

　　生豬運抵廠區，首先要查檢境地動物檢疫證或產地檢疫證、消毒證、免疫卡以及建立生豬屠宰檔案，然后進行生豬屠宰以及成品檢驗。合格的豬肉白條綁定射頻識別溯源標簽，在出廠時射頻識別通道獲取的豬肉代碼與RFID溯源一體機獲取的下游銷售商的RFID身份卡信息自動關聯。同時一體機也與電子稱連接獲取重量，一體機打印具溯源系統肉品交易憑證。該批出廠肉品的溯源編碼、重量、下游買家等信息同時上傳至政府溯源監管系統中，每片豬肉對應唯一的商家或經營戶，實現屠宰環節上生豬進廠與白條出廠的信息鏈接。屠宰場管理模塊主要負責對生豬屠宰之后的管理操作。 強調以衛生安全為主的管理模式。 生豬出場之后，每一步操作要求有詳細的記錄。

　　6.3、物流配送

　　帶有溯源信息的豬肉經運輸抵達批發市場，辦理入場手續并檢驗合格后進入滑軌交易系統進行批發。在滑軌交易系統中，超高頻讀寫器讀取豬白條的溯源標簽，并與超高頻讀寫器讀取的滑軌掛鉤信息自動關聯，稱重后關聯上下游經營者信息，并打印交易憑證。下游銷售商、團購單位和個人在生豬批發交易市場獲得批發市場交易憑證。在此成交的供應商和銷售商的交易信息進入政府數據監管中心。

　　6.4、零售環節

　　零售終端——農貿市場

　　在農貿市場、便民肉店等零售終端進行銷售，農貿市場經營戶所配備的專用電子稱具有RFID標簽的閱讀功能和可追溯信息處理功能，讀取RFID標簽數據以后再稱量每塊切割豬肉時，其打印的銷售小票上可標注豬肉識別碼，同時將每次稱重數據上傳到每個農貿市場管理方的服務器，再通過互聯網實時上傳政府數據中心。

　　流通終端——超市大賣場、豬肉直營店

　　在超市大賣場內組合應用具有專利技術的分割溯源一體機、賣場溯源一體機或MINI型賣場溯源一體機可以方便地與政府數據中心信息對接備案，同時將RFID豬肉標簽轉化為低成本的二維碼不干膠標簽提供給消費者作為零售溯源憑證..

　　豬肉直營店現場分割白條肉品并預擺放在貨架上供消費者自由挑選。通過溯源一體機可實現讀取豬肉標簽并打印出不干膠溯源憑證提供給消費者。在一體機具備上網條件下，政府監管平臺市場管理方和屠宰企業監控中心可實時查看每個店銷售情況，方便企業進行快速補貨或者同類店同城貨品調劑。

　　(3)銷售管理模塊提供銷售時間查詢、銷售的豬肉等級、重量查詢，生產日期查詢，出場時間查詢

　　6.5、溯源與監管

　　在生豬肉制品交易過程中，經營者或最終消費者都將獲得生豬肉制品溯源標簽，其中包括溯源代碼。經營者或者消費者通過自助查詢終端、互聯網、查詢電話、短信等方式輸入生豬肉制品溯源代碼，進行質量信息追溯查詢，即可了解所購買豬肉的養殖場地、屠宰加工場地、檢驗檢疫等信息。

　　在共用一個數據中心的省、市、區縣三級業務管理平臺下，商務、農委、工商、質檢、衛生等政府部門工作人員可以隨時通過互聯網按各自權限進入系統查看整個流程的運行狀況及關系到與本部門有關的生豬產品情況。工商部門管轄的各市場開辦方配備RFID巡查手持機，對進入市場售賣的豬肉進行巡檢，現場檢驗RFID標簽讀取后臺數據，再比對商家的肉品交易憑證和“兩章一證”等紙質手續，真正按商務部要求做到“單卡證”三者同行，杜絕不達標的豬肉進入流通市場。

　　6.6、實施效益

　　優化豬肉生產流通企業的信息化管理流程;

　　? 提升政府監管部門的監管效率;

　　? 充分滿足消費者對豬肉質量安全信息的知情權;

　　? 在發生食品安全事故時責任追究準確、及時，預警、召回措施有效、到位;

　　? 體系建設完善后，豬肉安全問題得到解決。

　　成功案例

　　2009年9月，成都市政府開始在錦江、青羊、武侯、成華、金牛和高新區等中心六城區和雙流縣豬肉食品安全溯源系統的全面實施，即全市79家定點屠宰場、大型農產品批發市場、500多個農貿市場(8000個豬肉攤位)、17家大型超市大賣場(含分店)、19000家餐飲企業和定點單位全面推行豬肉質量安全可追溯系統實施和建設。

　　七、系統主要設備介紹

　　7.1、RFID閱讀器

　　關鍵性能優勢：

　　1)經過認證的EPCglobal ?class 1第二代超高頻RFID的協議，支持密集性讀寫模式

　　2)符合ISO 18000-6C超高頻RFID標準;

　　3)支持LLRP、MACH1和SNMP協議;

　　4)它有2/4個端口，每個端口都可連一個收發同時的天線，這一配置顯示了工業界領先的性能;

　　5)支持RS-232的串口和RJ45的網口;

　　6)每秒最多可讀1100個標簽;

　　7)內含Linux操作系統;

　　8)接收靈敏度可達-80dBm;

　　9) 支持所有Gen 2標準指令，包括寫入，鎖定和刪除;

　　10) 可根據現場密集環境的不同通過自動設置命令來調整其工作的模式;

　　11) 工作頻率為920MHZ~925MHZ,符合中國的頻率標準;

　　12) 可判別標簽的進出方向;

　　13) 工作溫度為-20~+55 ℃，存儲溫度為-20~+85 ℃.

　　7 .2、RFID手持式閱讀器

　　基于Windows CE 5.0 的RFID手持讀寫器，本產品具有低功耗、多種數據接口、簡易的人機交互界面等優點，可廣泛的應用于各種RFID系統中，典型的應用場合有：

　　? 物流和倉儲管理：物品流動與倉儲管理等物流行業，以及郵件、包裹、運輸行李等的郵局流動管理系統;

　　? 供應鏈應用領域：物品供應過程的應用;

　　? 產品防偽檢測：利用標簽內存儲器寫保護功能，對產品真偽進行鑒別;

　　? 其它領域：在俱樂部管理、圖書館、學生學籍、消費管理、考勤管理、等系統都得到了廣泛的使用。

　　特點：

　　? 它是集成掌上電腦(PDA)與RFID數據采集的超完美組合，采用精簡的windows CE嵌入式操作系統，可以實現RFID數據的采集、存儲等功能;

　　? 功能全面,帶有藍牙、WIFI、GPS、GPRS(3G)、一維和二維條碼功能;(可選，用戶可根據具體需求選擇是否加入這些模塊);

　　7 .3、閱讀器天線

　　特點：

　　IP 67的環境等級，外形mini，是目前市面上最小巧的一款RFID天線，非常適用于狹小的安裝環境，比如：生產線的機器兩臂上(資產管理項目)

　　應用：

　　a、物資管理：在國內的槍械管理項目中被重點選用。在電子標簽和讀寫器天線相對固定的條件下，能否可靠讀取標簽，是槍械管理的難點。而該款天線能夠穩定地跟讀寫器匹配，而且產品體積小，非常適合安裝在槍械柜里面。在對尺寸要求嚴格的場合有明顯優勢

　　b、倉庫管理 c、物流配送中心 d、機場、醫院 e、通道及傳送帶

　　7.4、發卡機

　　RFID發卡器是由我司自行研制開發的發卡器。該發卡器適用于讀取工作在UHF頻段的系列電子標簽。

　　RFID發卡器可與系列電子標簽配合廣泛應用于煙草物流、門禁管理系統、城市車輛自動識別管理、高速公路不停車收費及物資管理應用等領域。

　　RFID發卡器內置了小型天線，作為發卡設備，其識讀電子標簽的典型距離為10cm。

　　系統的功能

　　? 讀取單個電子標簽中的ID號或EPC碼;

　　? 對電子標簽中用戶數據區數據進行讀寫;

　　? 良好的防沖撞性能，可同時讀取多個電子標簽中的ID號或EPC碼;

　　? 提供USB接口進行數據通信和對發卡器供電;

　　? LED燈指示發卡器的電源情況以及工作狀況。

　　RFID發卡器性能指標：

　　? 供電電源：由USB口供電+5V/250mA(直流);

　　? 電源功率消耗：小于1.3W;

　　? 外形尺寸：170 mm×110 mm×40 mm;

　　? 重量：小于0.4kg;

　　? 環境工作溫度：-20℃～+65℃;

　　? 環境儲存溫度：-40℃～+70℃;

　　? 通信接口：USB口;

　　? 工作頻率范圍：902MHz ~928MHz;

　　? 射頻輸出功率：≤10.0dBm;

　　? 功率平坦度：≤0.5dBm (902 MHz ~928MHz);

　　? 輸出頻率偏移：≤10ppm;

　　? 跳頻模式可設置：按順序跳頻、隨機跳頻;

　　? 接收靈敏度：≤-30dBm@接收誤碼率≤1%(915MHz);

　　? 接收誤碼率：≤1%@接收通道靈敏度≤-30dBm。

　　讀性能：

　　? 讀距離與發卡機輸出功率、天線及電子標簽有關;

　　? 寫標簽距離=讀標簽距離*70%;

　　? 單卡(ID號或EPC碼)讀取時間小于10ms;

　　? 單卡(單字節)寫時間小于20ms;

　　? 多標簽識別防碰撞機制：遵循ISO18000-6B/6C協議;

　　? 多標簽識別速率：≥ 10個/秒

　　? 最大讀取標簽距離：10厘米