基于rfid技術(shù)的動(dòng)物食品溯源研究

基于rfid技術(shù)的動(dòng)物食品溯源研究

21世紀(jì)初，高頻識(shí)別（rfid）技術(shù)被iso和其他身份驗(yàn)證機(jī)構(gòu)確定為供應(yīng)鏈的首選管理。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展,RFID技術(shù)愈加展示出它無(wú)窮的魅力和發(fā)展?jié)摿Α，F(xiàn)今,射頻識(shí)別技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各種行業(yè)和領(lǐng)域。在供應(yīng)鏈管理、礦井管理、交通管理、生產(chǎn)線自動(dòng)化、物品監(jiān)視、軍事物流等熱門領(lǐng)域都留下了RFID的足跡。近年來(lái),人們的飲食習(xí)慣隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而變化,健康飲食已經(jīng)成為人們提高生活水平的迫切需求。動(dòng)物性食品安全溯源對(duì)于人民的身體健康以及全社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展起著無(wú)可替代的作用。世界各國(guó)和政府也對(duì)動(dòng)物的示蹤和識(shí)別采取了不同的政策和手段。美國(guó)農(nóng)業(yè)部長(zhǎng)頒布法令,在任何州、地區(qū),若發(fā)現(xiàn)動(dòng)物或家禽患有可遺傳性疾病或者傳染性疾病,就必須建立檢疫系統(tǒng)。在英國(guó),政府規(guī)定對(duì)牛、豬、綿羊與山羊、馬等飼養(yǎng)動(dòng)物必須采取各種示蹤與識(shí)別手段。識(shí)別與示蹤的目的是為了提升消費(fèi)者對(duì)肉類制品的消費(fèi)信心。動(dòng)物性食品的安全問題也同樣引起我國(guó)政府對(duì)動(dòng)物識(shí)別與示蹤的高度重視。為了防止動(dòng)物口蹄疫的發(fā)生,北京市各區(qū)縣首次對(duì)偶蹄動(dòng)物采取相應(yīng)管理措施,對(duì)豬、牛、羊等偶蹄動(dòng)物進(jìn)行了強(qiáng)制免疫,免疫后又給其佩戴了動(dòng)物耳標(biāo),對(duì)其進(jìn)行安全高效養(yǎng)殖。2007年,食品質(zhì)量安全認(rèn)證與溯源國(guó)際研討會(huì)在北京召開,全體參會(huì)代表就食品質(zhì)量安全認(rèn)證與溯源方面的熱點(diǎn)問題進(jìn)行了深入而廣泛的探討和交流。近幾年來(lái),隨著RFID業(yè)的迅猛發(fā)展,動(dòng)物示蹤與食品溯源技術(shù)也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。1食品條碼技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)食品安全溯源可有效預(yù)防和減少供應(yīng)鏈各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的存在問題。當(dāng)某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,可追溯至源頭,找到問題所在并進(jìn)行有效治理。它是食品安全風(fēng)險(xiǎn)管理的重要措施,是食品安全生產(chǎn)銷售供應(yīng)鏈全程控制的有效技術(shù)手段,是人民身體康健的重要保證。為確保食品安全,美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家明確要求出口到當(dāng)?shù)氐氖称繁仨毮軌蜻M(jìn)行示蹤和溯源。目前,食品供應(yīng)鏈安全管理的技術(shù)手段主要有條碼技術(shù)和RFID技術(shù)兩種。在過(guò)去的幾十年間,食品行業(yè)廣泛采用條碼技術(shù)進(jìn)行安全追溯,但其存在一些局限性:(1)尺寸相對(duì)較大,不適宜在較小的物品上使用;(2)一次只能掃描1個(gè)條形碼,而RFID讀寫器可同時(shí)讀取多個(gè)電子標(biāo)簽;(3)條形碼載體為紙張,磨損或臟污情況不可讀取;(4)條形碼不具備可重復(fù)使用性與穿透性;(5)條形碼數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量小且安全性較低。二維條形碼電子標(biāo)識(shí)在一維條碼的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來(lái),其獲取前端屬于光學(xué)信號(hào)讀取裝置,雖較一維條碼提高了食品標(biāo)識(shí)的自動(dòng)獲取能力,但易受光線、霧氣、血污等物理環(huán)境的影響。RFID電子標(biāo)簽與條碼技術(shù)相比具有很多優(yōu)勢(shì)。(1)RFID讀寫器不僅可同時(shí)讀取多個(gè)RFID電子標(biāo)簽,而且可在短時(shí)間內(nèi)寫入和存取數(shù)據(jù);(2)RFID電子標(biāo)簽的小型化與多樣化,可適應(yīng)不同產(chǎn)品的需要;(3)RFID電子標(biāo)簽抗污染能力和耐久性較強(qiáng),可重復(fù)使用;(4)具備穿透性與無(wú)屏障讀取能力;(5)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量較大且安全性高?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn),RFID技術(shù)更加適合于食品供應(yīng)鏈全程高效管理。應(yīng)用RFID技術(shù)(可以用同位素、礦物元素、DNA、虹膜等檢測(cè)技術(shù)對(duì)RFID技術(shù)進(jìn)行監(jiān)督和支撐)不僅可以對(duì)個(gè)體進(jìn)行識(shí)別,而且可以對(duì)供應(yīng)鏈全過(guò)程的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效的標(biāo)識(shí),從而對(duì)供應(yīng)鏈中食品原料、加工、包裝、貯藏、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)進(jìn)行示蹤與追溯,及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題,并進(jìn)行妥善處理。2動(dòng)物食品可追溯的發(fā)展隨著人們生活水平的提高,確保動(dòng)物性食品的安全性已經(jīng)成為當(dāng)前急需解決的問題。80年代中期英國(guó)及其它歐洲國(guó)家瘋牛病的出現(xiàn),使人們對(duì)食品安全、質(zhì)量保證及環(huán)境保護(hù)越來(lái)越關(guān)注。動(dòng)物性食品的生產(chǎn)加工鏈逐漸增長(zhǎng),環(huán)節(jié)也逐漸增多,消費(fèi)者很難從食品鏈的最終環(huán)節(jié)了解食品的來(lái)源和生產(chǎn)過(guò)程。RFID系統(tǒng)的引入將使食品供應(yīng)鏈的透明度大大提高,動(dòng)物食品可追溯系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上也逐漸發(fā)展起來(lái)。國(guó)內(nèi)外相關(guān)部門都在努力實(shí)現(xiàn)動(dòng)物的安全、優(yōu)質(zhì)、高效養(yǎng)殖,從而保證“從農(nóng)場(chǎng)到餐桌”的動(dòng)物性食品的安全。2.1中國(guó)發(fā)展動(dòng)態(tài)模式2.1.1實(shí)施冷卻系統(tǒng)自動(dòng)養(yǎng)殖從2005年起,邛崍市開始運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)生豬進(jìn)行飼養(yǎng)全過(guò)程監(jiān)控,實(shí)施生豬可追溯養(yǎng)殖。他們以此為基礎(chǔ),采用先進(jìn)的RFID技術(shù),為一萬(wàn)頭生豬安裝動(dòng)物電子標(biāo)簽,并將其稱為“金卡豬”,實(shí)現(xiàn)生豬供應(yīng)鏈透視化管理,建立起了生豬產(chǎn)業(yè)鏈“信息庫(kù)”。2.1.2“續(xù)養(yǎng)”的過(guò)程情況臺(tái)北應(yīng)用RFID技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)健康的活魚從養(yǎng)殖場(chǎng)到經(jīng)銷商“續(xù)養(yǎng)”過(guò)程的產(chǎn)銷履歷管理?！袄m(xù)養(yǎng)”過(guò)程的養(yǎng)殖情況將直接影響食品質(zhì)量,關(guān)乎消費(fèi)者的身體健康和生命安全。因此,這種“活魚履歷”管理形式的重要性是為打造活體水產(chǎn)生態(tài)圈、提高水產(chǎn)品質(zhì)量提供了有效保證。2.1.3建立黑牛電子檔案基于RFID技術(shù)的“肉牛質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)”是利用電子耳標(biāo)建立黑牛電子檔案,將黑牛出生到屠宰全過(guò)程的信息記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中,管理者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可方便地了解每頭牛生長(zhǎng)發(fā)育情況、疾病情況以及飼料、獸藥使用情況,實(shí)現(xiàn)全程可追溯。2.1.4基于先進(jìn)技術(shù)的高效發(fā)展模式在客戶為中心、用戶為導(dǎo)向的信息化建設(shè)原則基礎(chǔ)上,光明乳業(yè)把RFID技術(shù)的應(yīng)用納入到工作計(jì)劃中,借助于結(jié)合RFID等先進(jìn)技術(shù)的信息管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)快速高效發(fā)展。2.2國(guó)外發(fā)展動(dòng)態(tài)模式2.2.1外來(lái)動(dòng)物疾病影響美國(guó)農(nóng)業(yè)部“全國(guó)動(dòng)物監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”(NAIS)通過(guò)RFID技術(shù)對(duì)與外來(lái)動(dòng)物疾病有接觸史的所有牲畜和飼養(yǎng)場(chǎng)地進(jìn)行示蹤。主要監(jiān)測(cè)牛類、山羊、綿羊、豬、家禽、馴鹿、麋鹿以及其他飼養(yǎng)類動(dòng)物,以預(yù)防死亡性疾病的傳播。2.2.2制性畜牧業(yè)貼標(biāo)項(xiàng)目為防止傳染性疾病(如瘋牛病)的發(fā)生,烏拉圭發(fā)起一項(xiàng)強(qiáng)制性牲畜貼標(biāo)項(xiàng)目,一些農(nóng)場(chǎng)已經(jīng)完成了200萬(wàn)頭牛RFID貼標(biāo)。RFID系統(tǒng)將與一個(gè)記錄每頭牛生長(zhǎng)史和位置的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)相連,追蹤牛從出生到餐桌的全過(guò)程[22。2.2.3實(shí)現(xiàn)“執(zhí)行”的流程管理日本目前推廣的“食品溯源制度”目的是利用當(dāng)今發(fā)達(dá)的RFID技術(shù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品供應(yīng)鏈所有環(huán)節(jié)的“履歷”管理。若某環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,通過(guò)記錄就能夠迅速找到原因。如日本商場(chǎng)出售的和牛都會(huì)佩戴電子標(biāo)簽,通過(guò)讀取標(biāo)簽可了解和牛生長(zhǎng)過(guò)程信息。3rfid技術(shù)在動(dòng)物產(chǎn)品來(lái)源中的發(fā)展趨勢(shì)3.1協(xié)同食品安全追溯管理技術(shù)近幾年以來(lái),畜禽疾病、環(huán)境污染、藥物殘留等食品安全危機(jī)的頻繁發(fā)生嚴(yán)重影響了人們的身體健康,引起了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注。而RFID技術(shù)卻在此時(shí)讓人們看到了他更加廣闊的發(fā)展前景。將RFID技術(shù)應(yīng)用于食品安全追溯管理,歸根結(jié)底歸功于其強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。它快速、自動(dòng)、準(zhǔn)確地采集各種信息,并將信息通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行整合,實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、協(xié)調(diào)運(yùn)作,保證追溯的可能性和有效性。RFID技術(shù)已逐漸被各國(guó)家所接受并應(yīng)用于各種領(lǐng)域,因此,它必將對(duì)人們的日常生活及全社會(huì)的信息化水平產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。RFID產(chǎn)業(yè)將更加全球化。IDTechEx預(yù)測(cè)2008年全球RFID市場(chǎng)將從去年的49.3億美元上升到52.9億美元。在政府的推動(dòng)下,RFID產(chǎn)業(yè)的發(fā)展更加迅速。RFID市場(chǎng)的發(fā)展之快也必將帶動(dòng)動(dòng)物食品安全溯源技術(shù)的巨大進(jìn)步,從而提高全民族乃至世界人民的生活水平與健康水平。3.2食品制造領(lǐng)域?qū)⒏訌V闊我國(guó)RFID市場(chǎng)規(guī)模也在逐漸壯大。2007年,我國(guó)RFID項(xiàng)目數(shù)量已經(jīng)超過(guò)德國(guó)和日本,首次成為世界RFID產(chǎn)業(yè)最大市場(chǎng)。據(jù)行業(yè)專家估計(jì),在今后的數(shù)年,我國(guó)的RFID技術(shù)應(yīng)用將深入到更廣闊的發(fā)展領(lǐng)域。消費(fèi)行業(yè)、食品安全、寵物管理、物流、工業(yè)、金融業(yè)、醫(yī)療業(yè)及政府部門都是頗具發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域。高頻和超高頻將成為未來(lái)主要應(yīng)用頻率,芯片制造、軟件系統(tǒng)開發(fā)與集成能力都將上升到一個(gè)新臺(tái)階。我國(guó)加入WTO后,將會(huì)有更多的食品出口到歐盟、美國(guó)等國(guó)家和地區(qū)。對(duì)于食品安全而言,為了符合歐盟食品安全示蹤與追溯的要求,提高我國(guó)出口食品質(zhì)量,增加食品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,大力推廣RFID食品溯源技術(shù)迫在眉睫。在未來(lái)的十年里,中國(guó)的RFID產(chǎn)業(yè)將呈現(xiàn)巔峰式發(fā)展。3.3電子標(biāo)簽量化動(dòng)物性食品質(zhì)量可追溯系統(tǒng)構(gòu)建如圖1所示。動(dòng)物性食品質(zhì)量可追溯系統(tǒng)主要分為養(yǎng)殖場(chǎng)系統(tǒng)、屠宰場(chǎng)系統(tǒng)和銷售系統(tǒng)三部分。各部分之間的數(shù)據(jù)連接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。牲畜在飼養(yǎng)和屠宰加工的過(guò)程中,工作人員利用電子標(biāo)簽閱讀器采集牲畜信息,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳入中央服務(wù)器。并將牲畜的相關(guān)信息及代碼附于產(chǎn)品包裝上,供消費(fèi)者登陸中央服務(wù)器進(jìn)行查詢。4rfid技術(shù)在動(dòng)物飼料篩選中的應(yīng)用效率4.1食品溯源的必要性首先,動(dòng)物性食品質(zhì)量的提高會(huì)直接給RFID產(chǎn)業(yè)帶來(lái)的巨大的經(jīng)濟(jì)效益。動(dòng)物性食品安全生產(chǎn)的全程示蹤和追溯可提高產(chǎn)品的自身價(jià)值。人們對(duì)優(yōu)質(zhì)商品購(gòu)買力的提高在帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也將促使傳統(tǒng)養(yǎng)殖方式向現(xiàn)代化養(yǎng)殖方式改進(jìn),形成食品溯源的良性循環(huán)。其次,降低勞動(dòng)和生產(chǎn)成本也將間接帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益?；赗FID技術(shù)的溯源系統(tǒng)的應(yīng)用可以減少人力;通過(guò)對(duì)動(dòng)物個(gè)體的監(jiān)測(cè)和科學(xué)飼養(yǎng)可以降低養(yǎng)殖成本;合理利用和共享信息資源,提高產(chǎn)業(yè)集約化程度,從而可提高投資回報(bào)率。4.2建立動(dòng)物群落,提高消費(fèi)者的信息素養(yǎng)很多大型養(yǎng)殖場(chǎng)都開始使用RFID技術(shù)進(jìn)行動(dòng)物信息的采集與管理。以信息化來(lái)帶動(dòng)傳統(tǒng)養(yǎng)殖企業(yè)的改造,可以帶來(lái)如下的社會(huì)效益:(1)提高科技人員的技術(shù)水平和文化素養(yǎng)。雖然養(yǎng)殖企業(yè)使用了RFID技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)對(duì)牲畜信息進(jìn)行采集與管理,但深入理解和學(xué)會(huì)使用這些技術(shù)則需要更高的信息素養(yǎng)和統(tǒng)籌的管理理念。若數(shù)據(jù)監(jiān)控中心的動(dòng)物信息需要人工錄入,則要求信息錄入者具有工作態(tài)度認(rèn)真,講究誠(chéng)信等良好品質(zhì)。(2)增強(qiáng)消費(fèi)者的消費(fèi)信心。民以食為天,食品安全已成了普天下百姓關(guān)注的焦點(diǎn)。然而,在動(dòng)物性食品生產(chǎn)中存在的各種問題以及近幾年動(dòng)物疫情的爆發(fā)極大地挫傷了消費(fèi)者的消費(fèi)信心。為此必須實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)物飼養(yǎng)的全程示蹤和問題畜肉的可追溯。(3)動(dòng)物性食品溯源系統(tǒng)平臺(tái)具有示范作用。目前我國(guó)食品溯源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展剛剛起步,技術(shù)水平與管理方式還不成熟,這就需要良好的示范。隨著現(xiàn)代化養(yǎng)殖技術(shù)的日益成熟,示范將帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。它可使一些采用企業(yè)化管理的大型養(yǎng)殖場(chǎng)比較容易地進(jìn)行信息化改造,其生產(chǎn)和管理水平將逐步與國(guó)際接軌。5動(dòng)物食品的起源的關(guān)鍵和存5.1食品安全性低RFID技術(shù)的應(yīng)用缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),將使市場(chǎng)上食品質(zhì)量參差不齊,人們無(wú)法辨認(rèn)食品安全性,供應(yīng)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)的溯源也出現(xiàn)障礙。由于編碼、頻段不統(tǒng)一,RFID技術(shù)的引入也無(wú)法給讀寫、查詢、及回溯帶來(lái)很大的方便,甚至產(chǎn)生更大的問題與不便。5.2id安裝設(shè)備的整合價(jià)格是影響RFID的大規(guī)模應(yīng)用的一個(gè)重要因素。其一,RFID配套設(shè)備的價(jià)格昂貴,其先進(jìn)性和復(fù)雜性決定了安裝配置必須由專業(yè)人員進(jìn)行,這成為其普及的一個(gè)障礙。其二,標(biāo)簽價(jià)格較高,很難做到單件產(chǎn)品都貼有RFID標(biāo)簽,無(wú)法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。5.3產(chǎn)品信息的采集:“前后的記錄”或者“放進(jìn)行動(dòng)物性食品示蹤與追溯,要對(duì)動(dòng)物生長(zhǎng)過(guò)程及供應(yīng)鏈中的每個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄,包括采集原有的表示信息,并將全部信息表示在加工成的產(chǎn)品上,以備下一個(gè)加工者或者消費(fèi)者使用。任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,整個(gè)供應(yīng)鏈將無(wú)法正常運(yùn)行,這是實(shí)施示蹤與追溯的最大問題。5.4研制先進(jìn)儀器優(yōu)良的儀器可提高食品安全檢測(cè)的效率與可靠度。創(chuàng)新開發(fā)思想、研制先進(jìn)儀器如單指標(biāo)快速檢測(cè)儀和在線檢測(cè)儀等才可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化高效檢測(cè)。同時(shí),檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室、儀器設(shè)備、人員的閑置等現(xiàn)象頻繁出現(xiàn),資源沒有得到有效利用。6食品溯源產(chǎn)業(yè)將更加受到重視RFID技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用在我國(guó)正處于起步階段,但全球RFID市場(chǎng)的迅速崛起,將為我國(guó)的RFID產(chǎn)業(yè)起到巨大的示范作用。我國(guó)的一些省市在動(dòng)物食品溯源管理項(xiàng)目的研發(fā)上仍比較滯后,但隨著我國(guó)動(dòng)物食品全程質(zhì)量和安全追溯管理項(xiàng)目的逐步推廣,最終將形