基于RFID的农产品冷链追溯系统设计与实现研究

引言

近些年来，已有许多学者致力于农产品配送可追溯方面的研究，提出和建立了很多具体而实际的追溯方法和模型。但在我们的日常生活中，各种食品安全事故却依然不断地在发生。如何确保农产品的安全，已成为摆在当前政府相关部门、各个农产品生产企业及相关研究人员面前必须待以解决的问题。目前，欧盟等国相继立法来强制性实行农产品安全追溯制度。对农产品实施冷链追溯就是对农产品生产、配送过程中的物理信息加以有效采集，通过对这类信息数据的处理，来实现对农产品质量问题的实时追踪。

本文以射频识别技术(RFID)为基础，提出了一种基于RFID框架下的鲜活农产品配送追溯系统，对农产品冷链追溯系统的功能和架构进行了分析，利用RFID电子标签来实现对生鲜农产品的跟踪与追溯，提高了农产品各种物理信息数据采集的准确度以及便利度。

一、基于RFID的冷链追溯系统构建

依据农产品冷链配送企业特殊的业务模式和物流配送流程，将农产品配送供应链上下游企业具体划分为农产品生产加工商、农产品冷链物流配送商、农产品批发商以及农产品销售商这四个部分。实现农产品追溯的物理信息分散的来源于生产加工企业、物流配送企业、超市门店等各个部分。农产品可追溯系统要实现追溯管理，首先就要求对产品的物理信息进行唯一的标示，再通过对物理信息在配送供应链上下游各个企业间的采集，实现无缝对接，使物流追溯系统具有信息可视化和数据的自动分析功能，一旦出现意外情况，可以及时召回冷链配送车辆和出现质量安全问题的产品，保障可追溯管理的效率。

(一)基于RFID的追溯系统功能设计。

农产品冷链配送可以定义为温度受到严格控制的供应链，是为消费者提供安全可靠，质量有保证的易腐品所需的设施、人员和过程的总和。与常见的物流配送系统相比较，冷链物流需要全程处于相对稳定的低温环境，从而保证农产品的质量安全，这就对配送的设备有较高的要求。冷链物流是跨越多个行业、部门之间相互结合的整体，它的良好运行需要各个部门的相互协调，密切配合，并对配送过程中的冷藏设备提出了很高的要求。与其他物流相比，具有一些显著的特点：

1.农产品冷链物流的建设成本昂贵。由于生鲜农产品的特殊性，就要求配送者在其加工、储藏、配送到零售超市的各个环节，都需要配备先进的冷链储藏设备和强大的技术后备支持，这就自然导致了它比一般的物流需要更多的投入。

2.农产品冷链物流的网络结构复杂。由于涉及冷链配送的各个企业以及企业之间在不同程度上都已经构建了自营物流网络，业务模式的多样性形成了相对复杂繁琐的供应链网络，其运输方式可能是自营、各企业间合作运营或者选择物流外包等形式。

3.冷链配送交接涉及到多个不同类型的企业。一般生鲜农产品在经过生产加工到包装，储存，配送，销售等各个环节，最终直到配送到消费者的手中才能完成，中间所经过的物流配送环节比较复杂。供应链交接点多主要表现在生鲜农产品运输过程中易发生冷链断链现象的地方很多。随着冷链市场的不断扩大，进行冷链专业配送的企业呈现快速增长的趋势，如何在激烈的市场竞争中体现出自身的优势，将显得尤为重要。

(二)基于RFID的追溯信息采集与处理。

冷链物流供应链并不是一个简单直接的从生产企业到销售企业的配送过程。从供应链配送流程来看，冷链物流呈现出一个多环节、非线性的结构，企业要实现对冷链配送的追溯管理，应该结合当前物流技术的发展现状和技术手段，通过深入分析现存冷链物流业务流程、现实需求以及各个配送环节的特殊性要求，明确要解决的问题后再对冷链物流追溯体系进行建模研究。

需要强调的是，冷链物流与传统物流最大的不同在于对温度的严格控制，这一因素是否达标是冷链效用是否满足的关键。为了能更好的实现冷链配送中的低温控制和追溯管理，同时又要兼顾降低成本等问题，力求在效果和效用上达到平衡，针对物流过程中易发生断链的现象来做配送优化，尽可能降低物流成本、缩短运输路径、减少生鲜农产品在运输过程中的损耗，从而最优化达到项目实施的目的。

二、RFID在农产品冷链追溯中的应用研究

本文以宁波市东钱湖养殖场的生猪生产配送为例，研究了农产品配送过程中利用RFID的框架设计，并用可扩展编程实现。在农产品冷链追溯功能中结合RFID技术，应用相关物联网技术对农产品冷链配送中的各种物流信息进行数据收集和追溯管理。

(一)信息查询。

在物联网查询系统中，当用户提交需要查询物品的EPC信息编码时，系统会在本地的EPC信息服务器上查询，如果查找到了相关记录，则传递会物品的相关信息。如果用户在本地的EPC 编码服务器中，未能查找到相关的操作记录，则系统就会自动提交到本地的ONS服务器上查询，如查找到相关记录，系统会自动反馈该物品的相关资源编码地址，系统再通过该资源编码地址能够查询到该物品的编码信息。

(二)系统实现。

本次基于生猪的追溯系统主要采用B/S架构，使用J2EE技术以Struts框架实现。数据库服务器为SQL SERVER，操作系统为Window 7。此系统环境可以搭建一个运行良好，可扩展性强，易于维护的企业级Web应用系统。

这次的实验是以宁波东钱湖养殖场的美国种公猪为例，从图中我们能看到，系统完整的记录生猪从东钱湖养殖场出场到宁波农贸批发市场最终销售的整个实时状态，并且通过射频设备扫描，也可以得到生猪的出生日期，健康状态等物理信息，让消费者得到一个更为直观的感受，从而达到放心食用。例如，当17个月的蛋鸡在销售时，销售商就无法造假为45天速成鸡，因为消费者可以通过蛋鸡身上的电子EPC标签获得蛋鸡的生产配送过程的全部物理信息。

三、结论

本文首先根据农产品冷链物流配送的需求，提出了基于RFID技术的冷链追溯系统框架，并对农产品冷链所涉及的相关上下游企业，在总体体系结构、追溯系统、数据获取等方面进行了设计。在农产品冷链追溯功能中结合了RFID技术，应用相关物联网技术对农产品冷链配送中的各种物流信息进行数据收集和追溯管理。最后以宁波市东钱湖养殖场生猪的生产配送为例，实现了农产品配送过程的可溯源。当农产品的品质出现不良等质量问题时，可追溯系统可以迅速的响应，向上进行追溯查询，快速而准确的查找到相关的责任人。运用RFID，WEB等相关技术实现了对农产品质量的有效跟踪管理，避免和降低了农产品在物流配送过程中的很多不必要的损耗。