淺析RFID技術在食品冷鏈中的應用

摘 要：隨著生活水平的提高，人們對食品安全問題愈加重視，對食品在生產(chǎn)-流通-銷售等各個環(huán)節(jié)的可視化追蹤提出了更高的要求。本文通過分析食品冷鏈系統(tǒng)的國內(nèi)外應用現(xiàn)狀，對RFID技術應用于食品冷鏈中的優(yōu)勢進行了分析，并對RFID技術在食品冷鏈各個環(huán)節(jié)的應用進行了論證。

關鍵詞：RFID；食品冷鏈；物流管理

中圖分類號：TP399

隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，當今社會也發(fā)生了翻天覆地的變化，人們對食品的需求已不僅限于溫飽，而是有了更高的追求，特別是在食品的新鮮度上面。食品冷鏈以保證易腐食品品質(zhì)為目的，以保持低溫環(huán)境為核心要求，逐漸成為物流界關注的焦點。

1 國外食品冷鏈應用現(xiàn)狀

現(xiàn)今國外一些發(fā)達國家，從生產(chǎn)到消費過程中，均用RFID（Radio Frequency Identification，射頻識別技術系統(tǒng)）和EDI（Electronic Data Interchange，電子數(shù)據(jù)交換）系統(tǒng)等先進的信息技術進行監(jiān)控和管理[1]。大多數(shù)要求召回的食品和農(nóng)產(chǎn)品都被公布在美國農(nóng)業(yè)部食品安全和檢驗服務的官方網(wǎng)站上，消費者可以根據(jù)食品包裝的標識信息來判定所購買的食品和農(nóng)產(chǎn)品是否安全。有些企業(yè)通過使用先進的RSS條碼系統(tǒng)和EAN/UCC全球統(tǒng)一標識系統(tǒng)，更為具體地揭示食品供應鏈的標識信息，如每種產(chǎn)品的種子、施肥、使用抗生素的情況、生產(chǎn)時間、生產(chǎn)線、生產(chǎn)地、生產(chǎn)所使用的技術和生產(chǎn)次序等。一旦某種產(chǎn)品出現(xiàn)問題，這些標識信息將能夠發(fā)揮很大的作用。據(jù)稱，美國的水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品在物流環(huán)節(jié)僅有百分之二到百分之五的損耗率，而日本的水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品在流通過程中有百分之九十八需要進過冷鏈。由此可見，發(fā)達國家在這方面已形成了一種成熟的模式。

2 國內(nèi)食品冷鏈應用現(xiàn)狀

我國食品溯源研究起步較晚，與發(fā)達國家相比仍存在較大差距。我國農(nóng)產(chǎn)品在采摘、運輸、儲存等環(huán)節(jié)的損失率在27%左右，換言之，大于四分之一的農(nóng)產(chǎn)品在物流環(huán)節(jié)中就被白白消耗了，損失是何等之大。而在這些環(huán)節(jié)中，技術是制約著我國食品冷鏈體系發(fā)展的關鍵。

2014年6月14日，我國“食品工業(yè)企業(yè)質(zhì)量安全追溯平臺”正式開通，一定程度上為食品安全提供了保障，然而該系統(tǒng)采用二維碼作為食品標識的核心技術，存在著安全性低、易損毀等缺點，而最嚴重的缺陷是一類商品采用一個二維碼，并不能準確標識同一類商品的每一個個體，這離消費者的需求還有一定的差距。而RFID技術正好可以彌補二維碼技術的不足。

3 RFID技術介紹

RFID（Radio Frequency Identification），即射頻識別技術，又稱無線射頻識別，是一種基于電磁波的通信技術[2]，常用的通信頻段有低頻（125KHz-134.2KHz）、高頻（13.56MHz）、超高頻，微波（2.4GHz）等。廣義上說RFID是一種射頻識別系統(tǒng)。典型的RFID系統(tǒng)主要由閱讀器（reader）、電子標簽（tag）、RFID中間件和應用系統(tǒng)軟件四部分構成，一般把中間件和應用軟件統(tǒng)稱為應用系統(tǒng)。從開發(fā)者的角度看，閱讀器（reader）與電子標簽（tag）部分為底層開發(fā)，應用系統(tǒng)為上層應用軟件開發(fā)。RFID技術的基本工作原理為：電子標簽進入讀寫器的讀寫范圍后，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，產(chǎn)生感應電流，并憑借電磁感應獲得的能量將存儲在電子標簽內(nèi)部的信息（Passive Tag，無源標簽或被動標簽）發(fā)送給讀寫器，或者由電子標簽主動發(fā)送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動標簽）給讀寫器。讀寫器讀取電子標簽的信息并解碼后，可用讀寫器內(nèi)部的控制芯片完成簡單得數(shù)據(jù)處理，并將信息通過RFID中間件送給上層的中央信息系統(tǒng)進行有關數(shù)據(jù)處理。

射頻識別系統(tǒng)具有非接觸識別、閱讀速度快、體積小型化、形狀多樣化等特點，電子標簽承載的信息，經(jīng)由加密認證機制提供數(shù)據(jù)安全保障，不易被偽造及變造。因此，RFID可廣泛應用于物流和供應管理、生產(chǎn)制造和裝配、文檔追蹤/圖書館管理、動物身份標識、運動計時、門禁控制/電子門票、道路自動收費、一卡通、防偽溯源等領域。

食品冷鏈（Cold Chain）[3]是指易腐食品從產(chǎn)地捕撈或收購之后，在產(chǎn)品加工、貯藏、運輸、分銷和零售、直到消費者手中，其各個環(huán)節(jié)始終處于產(chǎn)品所必需的低溫環(huán)境，從而保證食品質(zhì)量安全，減少損耗，防止污染的特殊供應鏈系統(tǒng)。食品冷鏈系統(tǒng)中的關鍵點是溫度控制。通過RFID技術，在食品冷鏈環(huán)節(jié)引入溫度傳感器，隨時對食品溫度進行監(jiān)控，以保證食品的新鮮度。

4 RFID技術在食品冷鏈環(huán)節(jié)中的應用分析

完整的冷鏈體系分為冷凍加工環(huán)節(jié)、冷凍倉儲環(huán)節(jié)、冷凍運輸環(huán)節(jié)和冷凍銷售環(huán)節(jié)[4].每個環(huán)節(jié)都需要在低溫的環(huán)境下進行操作，溫度的控制是最為重要的。

4.1 冷凍加工環(huán)節(jié)

現(xiàn)代的生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)，基本上都采用流水線作業(yè)方式，可在這環(huán)節(jié)應用RFID技術，實現(xiàn)對產(chǎn)品生產(chǎn)過程的全程監(jiān)控，包括原材料信息記錄、合格產(chǎn)品的識別、跟蹤等，既降低了產(chǎn)品的成本，也提高了生產(chǎn)效率。同時，可在RFID讀寫器上集成一系列的傳感器用于采集的生產(chǎn)信息，建立一個大型的數(shù)據(jù)庫，將每個產(chǎn)品的具體信息保存在數(shù)據(jù)庫中，供后續(xù)環(huán)節(jié)參考，實現(xiàn)整個體系的數(shù)據(jù)共享，從而在很大程度上提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4.2 冷凍倉儲環(huán)節(jié)

冷鏈食品作為易腐食品，需要對產(chǎn)品的溫度進行嚴格控制，才能保證食品的安全性，尤其是在倉儲環(huán)節(jié)。在這個環(huán)節(jié)中，帶溫度傳感器的RFID標簽即可隨時記錄產(chǎn)品的溫度信息，并及時反饋給數(shù)據(jù)庫進行比較，如果溫度過高，系統(tǒng)將發(fā)出警報。通過這樣的RFID標簽設計，可以快速進行產(chǎn)品的盤查、核對，從而極大的節(jié)約人力成本，提高企業(yè)的效率和競爭力。

4.3 冷凍運輸環(huán)節(jié)

在運輸環(huán)節(jié)中，可將RFID技術結合GPS全球定位技術，實現(xiàn)對產(chǎn)品的實時跟蹤，確定最優(yōu)的運輸路線。同時，帶溫度傳感器的RFID標簽也會記錄產(chǎn)品在運輸過程中的溫度變化，從而避免產(chǎn)品在運輸過程中變質(zhì)等問題。

4.4 冷凍銷售環(huán)節(jié)

銷售環(huán)節(jié)作為食品冷鏈體系的最后一個環(huán)節(jié)，也是這個過程中最關鍵的環(huán)節(jié)，因為產(chǎn)品最終被消費者認可并消費才是企業(yè)的最終目標。在這個環(huán)節(jié)中，可以利用RFID標簽代替條形碼進行自動更新進貨量、庫存量等，從而極大的節(jié)約勞動成本。另外，商家在采購商品的時候，不用再親自進入倉庫檢驗，直接通過RFID數(shù)據(jù)庫就可以清晰明了的看出產(chǎn)品在各個環(huán)節(jié)的狀況，就可做出抉擇。而消費者在購買產(chǎn)品時，也通過冷鏈體系的數(shù)據(jù)庫，查詢商品各個環(huán)節(jié)的詳細信息。

在這些環(huán)節(jié)中，都用到RFID技術進行后臺的監(jiān)控，以保證食品的安全性，同時采集數(shù)據(jù)，并通過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)的實時記錄，建成大型數(shù)據(jù)庫，從真正意義上實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)。

5 結束語

利用RFID技術建立冷鏈物流體系，是適應時代的潮流，也是適應食品消費安全的需要。面對當前食品安全的大環(huán)境，從食品生產(chǎn)、倉存、運輸、消費等環(huán)節(jié)，都可以利用RFID體積小、容量大、壽命長、快速準確等特點，進行冷鏈物流的全程監(jiān)控。RFID技術在食品冷鏈中的應用，對延長食品儲藏期，防止食品變質(zhì)，確保食品從生產(chǎn)到消費這整個過程中的安全有著巨大的作用。而RFID技術作為二十一世紀的新寵，其發(fā)展前景不可估量。可以想象，RFID技術必將引起一場食品冷鏈物流領域的變革，打造未來食品物流領域新的增長點。

參考文獻：

[1]張妹楠，郭波莉，潘家榮.RFID技術在食品全程跟蹤與追溯中的應用[J].食品研究與開發(fā)，2007（09）：148-150.

[2]何智偉，吳青.RFID技術在食品物流中的應用[J].商品儲運與護養(yǎng).物流技術，2007（04）.

[3]錢思佳，史占中.射頻識別（RFID）技術在食品安全管理的應用及發(fā)展對策[J].中國科技論，2007（11）：127-131.

[4]王丹，陳嬈.RFID在蔬菜冷鏈中的應用[J/OL].經(jīng)濟師，2010（12）：181-183.

作者簡介：趙曉琳（1992-），女，重慶綦江人，本科在讀，主要從事RFID技術、無線傳感器網(wǎng)絡等物聯(lián)網(wǎng)相關專業(yè)課程的學習和研究。

作者單位：重慶文理學院 軟件工程學院，重慶永川 402160