基于物聯(lián)網(wǎng)的健康食品質量雙向追溯系統(tǒng)的創(chuàng)新研究

岳秀明　張文華

[摘要]為了保證健康食品的質量，追溯健康食品的歷史、應用情況和所處場所的能力，我國在基于信息技術下，利用物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)了對健康食品質量的雙向追溯系統(tǒng)的應用。近距離無線通訊技術和射頻識別技術的應用有利于實現(xiàn)健康食品的可追溯性。NFC技術能在短距離內與兼容設備進行識別和數(shù)據(jù)的交換，傳輸?shù)木嚯x短，傳播速度快，功耗低。消費者可以通過手機對健康食品質量進行檢測，也可以有效地防止健康食品的偽造。RPID技術可以通過無線電訊號讀寫有關的數(shù)據(jù)信息，在對健康食品質量的追溯中，RFID技術可以有效地實現(xiàn)對健康食品的控制、檢測和跟蹤。

[關鍵詞]物聯(lián)網(wǎng) 健康食品質量 雙向追溯系統(tǒng)NFC技術 RPID技術

我國經(jīng)濟迅速發(fā)展的同時，也引起了人們對健康食品質量的擔憂。食品質量直接影響人們的生命健康，重視健康食品質量成為了人們關注的焦點。健康食品是人類日常生活食品中的一個種類，具有一般食品的共同特性，其安全情況直接關系到人類消費的安全和生命的安全。經(jīng)報道，2002年我國的健康食品中在肉食類健康榜上只有6種肉類，而在2008年，上榜的肉類只剩下3種?！叭鼓谭凼录保暗販嫌褪录冉】凳称焚|量問題的出現(xiàn)引起了人們極大的恐慌，并引發(fā)了人們對健康食品質量問題的高度關注。據(jù)網(wǎng)絡統(tǒng)計，健康食品質量問題成文食品安全的熱點問題之一，位居第三。2010年，我國關于食品安全問題的政策相繼出臺，健康食品安全問題的解決已勢在必行。

一、RFID和NFC技術簡介

RFID技術是一種無線通訊技術，又稱為無線射頻識別技術，它通過無線電的信號識別目標讀寫數(shù)據(jù)信息，但并不需要識別系統(tǒng)與目標之間建立光學接觸。射頻標簽的使用可以有效的追蹤目標，可以全球流通并對目標進行識別和讀寫，具有加密的功能，只用于專用的設備。射頻表親不需要在識別器的視線中就可嵌入到目標之中。本文的雙向追蹤系統(tǒng)就是利用RFID技術射頻標簽進行對健康食品產(chǎn)業(yè)鏈中的追蹤。

NFC技術又稱近距離無線通訊技術，是非接觸式射頻識別演變而成，能在短距離內實現(xiàn)與兼容設備的數(shù)據(jù)交換。NFC芯片具有互通、計算的功能，還可進行對目標的追密。NFC具有與RFID通過電磁感應耦合方式傳遞信息的功能，但兩者仍有很大的區(qū)別，具體如下：

（1）NFC具有提供簡單安全、快速輕松的通信功能，RFID的傳輸范圍較大。

（2）NFC可與非接觸智能卡技術相互兼容。

（3）NFC是一種近距離的傳輸技術，是一種近距離的私密通信方式。

在信息技術的背景下，RFID技術運用范圍更加寬泛，應用于追蹤、生產(chǎn)、管理控制等方面，目前我國在門禁系統(tǒng)，食品安全追蹤系統(tǒng)中都廣泛地實現(xiàn)了對RFID技術的運用。NFC技術的發(fā)展是以RFID技術為基礎的，具有簡單安全、快速傳輸?shù)奶攸c，運用于人們的日常生活中，如付款和購票、藍牙等設備中。本文的防止偽造技術系統(tǒng)采用了NFC技術，實現(xiàn)對健康食品質量的檢測。

二、防偽追溯系統(tǒng)架構設計

（一）防偽溯源系統(tǒng)中的信息模型

基于物聯(lián)網(wǎng)的健康食品質量雙向追溯系統(tǒng)的創(chuàng)新研究是將健康食品的信息進行整合分類，通過對信息的采集、整合、傳送、處理、存儲，達到對健康食品質量檢測的目的。采集信息是指采集健康食品種植地的相關信息（養(yǎng)殖情況）、檢驗注射農藥的信息，健康食品種植的信息，農藥的使用信息，輸送信息（運輸?shù)能囕v、時間、地點、編號等）。

（二）防偽溯源系統(tǒng)架構

NFC與RFID技術相互區(qū)別，又相互影響。我國采用兩種技術相互融合的方法進行對基于物聯(lián)網(wǎng)的健康食品質量雙向追溯系統(tǒng)。射頻標簽的使用使單位的健康食品獲得ID，由種植農場種植，在生產(chǎn)包裝傳送之后貼上編號保存在NFC標簽中，其它的種植信息，如配送物流等信息存儲到RFID標簽中，NFC和RFID的整合統(tǒng)一最后上傳到數(shù)據(jù)庫。消費者可以通過智能設備可以讀取信息，查詢并檢測健康食品的質量。

（三）防偽溯源系統(tǒng)的雙向追溯模式

有文件表示基于物聯(lián)網(wǎng)的追溯系統(tǒng)是單向模式的，但是健康食品在生產(chǎn)或者運送過程出現(xiàn)差錯，消費者和銷售點難以確定導致問題的原因。本文的雙向追溯系統(tǒng)可以分為向上向下兩個方向的追溯，向上消費者可以進行防偽的追溯，跟蹤健康食品的傳送信息和養(yǎng)殖信息等，這種向上的追溯有利于方便市場和企業(yè)的管理和控制，出現(xiàn)差錯時，可以及時地反饋給有關部門，使有關部門進行處理。向下可以進行決策統(tǒng)計，追溯健康食品的信息，有利于消費者的健康安全。

三、防偽溯源系統(tǒng)的關鍵技術

（一）電子標簽的選擇

NFC標簽在日常生活中得到了廣泛地運用，大致可分為四種。第一種是以IS014443A為基礎，內存較小，具有廣泛性和價值低的特點。第二種標簽的內存是48B內存，由技術公司獨家供應。第三種是以Felica為基礎的，由索尼供應，具有內存較大，傳輸速度較高的特點，應用更加的廣泛，適應于復雜的環(huán)境當中。第四種并不是獨家生產(chǎn)，而是大多技術公司都在生產(chǎn)，具有內存更大，速率更高的特點。

RFID標簽工作效率有所不同，可分為低頻率、中高頻、超高頻和微波段的標簽。這些不同效率的標簽有不同的工作頻率，微波標簽是由超高頻和微波段標簽組合的名稱，有源和無源標簽都是屬于微波標簽，但工作頻率有所不同。本文中的基于物聯(lián)網(wǎng)的健康食品質量追溯系統(tǒng)中通過RFID標簽中選用高頻標簽，采用RFID來存儲和查詢健康食品質量的信息。

（二）EPC編碼設計

編碼技術是利用互聯(lián)網(wǎng)和信息技術，提供關于對信息共享的平臺，從而達到對目標物體的追蹤的目的。EPC編碼的序列號、產(chǎn)品域名管理等都是由四個字符構成的。

（三）電子標簽的防偽實現(xiàn)

基于物聯(lián)網(wǎng)的健康食品質量雙向追溯系統(tǒng)為防治偽造產(chǎn)品的出現(xiàn)，采用數(shù)字簽名的技術進行追蹤。消費者通過健康食品供應鏈中的各個程序進行驗證和檢測，驗證成功，有關健康食品質量的信息就會被返回。

四、結語

健康食品質量問題逐步受到人們的重視，而對問題的解決也備受關注。我國政策文件不斷出臺，保障健康食品的安全，并開展物聯(lián)網(wǎng)的健康食品質量雙向追溯系統(tǒng)的試點工作。到2015年為止，已經(jīng)有六批市級地方參與了試點工作。本文對健康食品質量問題采用RFID技術和NFC技術相結合的方式，對健康食品供應鏈的額環(huán)節(jié)進行管理和控制，實現(xiàn)防偽、決策的雙向追溯系統(tǒng)。