《電子技術應用》
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RFID技術在農(nóng)產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)監(jiān)控中的應用
微計算機信息
摘要:  RFID技術具有使用簡便、識別工作無須人工干預、批量遠距離讀取、對環(huán)境要求低、使用壽命長、數(shù)據(jù)可加密、存儲信息可更改等優(yōu)點,結合有效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及網(wǎng)絡體系,可以幫助實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)源頭到最終消費者的監(jiān)控。因此,本文提出一種基于RFID技術的農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控系統(tǒng),圍繞“生產(chǎn)、監(jiān)控、檢測、監(jiān)管”四條主線,以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境、農(nóng)......
Abstract:
Key words :

      1引言
  RFID技術具有使用簡便、識別工作無須人工干預、批量遠距離讀取、對環(huán)境要求低、使用壽命長、數(shù)據(jù)可加密、存儲信息可更改等優(yōu)點,結合有效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及網(wǎng)絡體系,可以幫助實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)源頭到最終消費者的監(jiān)控。因此,本文提出一種基于RFID技術的農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控系統(tǒng),圍繞“生產(chǎn)、監(jiān)控、檢測、監(jiān)管”四條主線,以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)產(chǎn)品流通、市場進入等環(huán)節(jié)為立足點,對農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)、加工、流動、銷售實施實時監(jiān)控。下面我們在業(yè)務流程分析的基礎上,探討在農(nóng)產(chǎn)品流通的各個環(huán)節(jié)中如何使用RFID技術,重點研究系統(tǒng)架構,系統(tǒng)業(yè)務模型、系統(tǒng)功能及其實現(xiàn)。
  2系統(tǒng)設計
  基于RFID技術的農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控系統(tǒng)主要包括農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)監(jiān)控模塊、供應基地監(jiān)控模塊、農(nóng)產(chǎn)品物流企業(yè)監(jiān)控模塊、農(nóng)產(chǎn)品倉儲監(jiān)控模塊、農(nóng)產(chǎn)品消費點管理模塊、農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心模塊等。
 ?。?)農(nóng)產(chǎn)品安全管理部門(工商局或農(nóng)產(chǎn)品主管部門)設立農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心,建立中心數(shù)據(jù)庫,中心數(shù)據(jù)庫和各生產(chǎn)、加工廠家、農(nóng)產(chǎn)品倉庫、以及各中途監(jiān)控點進行實時通信。中心數(shù)據(jù)庫具備監(jiān)控、查詢、統(tǒng)計、報表和計劃等功能。農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心負責制定標簽編碼方案和號段分配,農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營主體備案管理,廠家身份鑒定資格審查、管理和取消,運輸車輛資格審查、管理和取消,物流公司資格審查、管理和取消等工作。
  (2)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、養(yǎng)殖基地模塊:生產(chǎn)、種植、養(yǎng)殖基地(簡稱:生產(chǎn)基地)是農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)地。當初級產(chǎn)品不需要加工時,由生產(chǎn)基地制作農(nóng)產(chǎn)品電子標簽、配送車輛電子標簽和電子封條,將產(chǎn)品直接發(fā)送到農(nóng)產(chǎn)品倉庫;當初級產(chǎn)品需要加工時,則由生產(chǎn)基地制作農(nóng)產(chǎn)品電子標簽、配送車輛電子標簽和電子封條,將初級產(chǎn)品直接發(fā)送到農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)。在初級產(chǎn)品發(fā)送前,生產(chǎn)基地將所有農(nóng)產(chǎn)品信息實時傳入到管理中心。
 ?。?)農(nóng)產(chǎn)品倉儲監(jiān)控模塊:各農(nóng)產(chǎn)品倉庫作為地區(qū)性倉儲中心,負責農(nóng)產(chǎn)品接收、入庫、存儲和配送,各農(nóng)產(chǎn)品倉庫設本地數(shù)據(jù)庫。在農(nóng)產(chǎn)品入口處由RFID終端設備完成入庫農(nóng)產(chǎn)品的自動鑒別和商品信息輸入功能。各商品在出庫時要通過RFID設備完成包括商品去向目的地信息在內(nèi)的配送信息。這些商品的入庫、存儲及出庫信息由本地后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)負責完成統(tǒng)計、分析、報表和管理工作,同時本地系統(tǒng)要及時和農(nóng)產(chǎn)品中心數(shù)據(jù)庫保持通信,進行數(shù)據(jù)和指令的交互。農(nóng)產(chǎn)品倉庫(簡稱倉庫)接受來自加工中心的農(nóng)產(chǎn)品,是本物流檢查系統(tǒng)的終點。為保證農(nóng)產(chǎn)品的安全,倉庫內(nèi)設置車輛貨物檢查點,對接受的農(nóng)產(chǎn)品進行四重核對:①核對車輛身份;② 核對車門上的電子封條是否完整;③ 核對車輛登記農(nóng)產(chǎn)品和卸載農(nóng)產(chǎn)品是否一致;④核對車輛登記農(nóng)產(chǎn)品與管理中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是否一致。同時,倉庫將卸貨信息和檢查結果上傳管理中心。
 ?。?)農(nóng)產(chǎn)品加工中心監(jiān)控模塊:各加工中心負責將農(nóng)產(chǎn)品進行包裝。各加工中心配備本地RFID系統(tǒng),利用本系統(tǒng)對各包裝單元進行編碼并寫入RFID標簽,然后將標簽貼到商品上,在裝車的同時,將數(shù)據(jù)上傳到農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心。車輛裝載完畢時,將車上所有RFID標簽標號一次性寫入車輛配備的
RFID車載電子標簽中。農(nóng)產(chǎn)品加工中心(簡稱加工中心)加工農(nóng)產(chǎn)品并將加工好的農(nóng)產(chǎn)品發(fā)送到各個農(nóng)產(chǎn)品倉庫。加工中心是物流運輸?shù)钠瘘c,負責制作要發(fā)送的農(nóng)產(chǎn)品的電子標簽、配送車輛電子標簽和電子封條,并在發(fā)送前將這些電子信息傳入到管理中心。
 ?。?)農(nóng)產(chǎn)品物流企業(yè)監(jiān)控模塊:物流公司將配送車輛相關注冊信息發(fā)送給管理中心,管理中心對其進行資格審查和管理,以便于運送過程中對車輛進行核對。每個車輛配備一個RFID車載電子標簽,這個標簽作為車輛的身份標志,記錄有本車身份信息和本車裝運商品的RFID標簽的信息,以便車輛和所載商品信息關聯(lián)起來。車載電子標簽要求采用有源標簽(例如5.8G),以便能夠存入大量的信息,并可以對車輛進行遠距離識別,同時有源5.8G RFID標簽可以與現(xiàn)有高速公路不停車收費系統(tǒng)統(tǒng)一起來。

    (6)農(nóng)產(chǎn)品銷售點管理模塊:消費點收到倉庫配送過來的農(nóng)產(chǎn)品時,讀取并核對產(chǎn)品上的電子標簽信息,實時將數(shù)據(jù)上傳到管理中心和倉庫數(shù)據(jù)庫。
 ?。?)農(nóng)產(chǎn)品運輸監(jiān)測點模塊:在車輛運輸過程中,可以通過監(jiān)測點的對車輛進行監(jiān)測。監(jiān)測點可以是執(zhí)法人員通過人工手段進行監(jiān)測,也可以通過安裝固定設備進行自動監(jiān)測,監(jiān)測手段可以是手持式終端,也可以是固定RFID設備,監(jiān)測點采集的信息可以通過GPRS無線方式,或者通過TCP/IP與農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心通信。管理部門可以設置固定的運輸監(jiān)測點和流動的人工運輸監(jiān)測點(簡稱監(jiān)測點),對配送車輛進行合法性檢查。
 ?。?)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量日常監(jiān)管模塊:包括①產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)投入管理;對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全進行管理,首先需要對農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)投入等相關因素進行日常監(jiān)管。②農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量案件信息管理;③暫停農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售;④ 恢復農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售;⑤ 農(nóng)產(chǎn)品及養(yǎng)殖戶黑名單管理;⑥ 農(nóng)產(chǎn)品停止生產(chǎn)、退出市場;⑦ 重點農(nóng)產(chǎn)品劃定;⑧ 重點農(nóng)產(chǎn)品取消;⑨名優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品;⑩ 名優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品養(yǎng)殖企業(yè)。

 ?。?)農(nóng)產(chǎn)品安全公眾服務信息模塊。把農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控基本情況等通過Internet向公眾發(fā)布,并利用WebGIS發(fā)布生產(chǎn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境、污染情況和生產(chǎn)投入等空間信息及相關信息;把與農(nóng)產(chǎn)品安全預警信息及時在網(wǎng)上發(fā)布,用戶可通過系統(tǒng)了解有關的避防措施等。
  3 RFID技術實施策略
  將RFID應用到農(nóng)產(chǎn)品安全管理中,最主要的是應用RFID標簽的特性來保證實現(xiàn)“源頭”農(nóng)產(chǎn)品追蹤解決方案和在農(nóng)產(chǎn)品 供應鏈中提供完全透明度的能力。為了達到這一目的,在不同的階段,不同的物流過程中選擇不同的標簽形式和標簽閱讀形式。
 ?。?)生產(chǎn)環(huán)節(jié):在生產(chǎn)環(huán)節(jié)大體包括下面幾種生產(chǎn)方式,一種是生豬活禽等,是活體從養(yǎng)殖場運輸?shù)郊庸て髽I(yè)的農(nóng)產(chǎn)品。需要在活體身上加裝RFID 電子標簽。第二種生產(chǎn)方式是需要加工或不需要加工的蔬菜果品,一些需要加工的農(nóng)產(chǎn)品。這兩種農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)的過程中需要對生產(chǎn)的過程進行詳細記錄,儲存在本地數(shù)據(jù)庫中,在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)出以后,在運輸農(nóng)產(chǎn)品的托盤上加裝RFID電子標簽,記錄這批產(chǎn)品的信息,并且和本地數(shù)據(jù)庫中的信息相對應。在生產(chǎn)階段,采用13.36MHz或125KHz無源電子標簽,因為此種標簽成本比較低,所以較容易應用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中去,標簽上主要記錄生產(chǎn)養(yǎng)殖的相關信息,如養(yǎng)殖場編號、運出時間等,而且這些信息要和生產(chǎn)企業(yè)自身的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相聯(lián)系,以便查詢生產(chǎn)過程的細節(jié)信息。在各個生產(chǎn)企業(yè)都設置RFID讀寫卡機具,可以實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息的寫入。
  (2)加工環(huán)節(jié):加工環(huán)節(jié)分兩種情況,一種是從生產(chǎn)基地直接運送過來的農(nóng)產(chǎn)品到加工企業(yè)進行加工,一種是外國農(nóng)產(chǎn)品通過本地加工企業(yè)進口然后進入農(nóng)產(chǎn)品 供應鏈 。
  對于從生產(chǎn)基地直接運送來的農(nóng)產(chǎn)品,加工企業(yè)在讀取農(nóng)產(chǎn)品上的RFID信息后,將這些信息保留在標簽中,并且將農(nóng)產(chǎn)品的加工信息進一步添加到加工后的農(nóng)產(chǎn)品電子標簽中,農(nóng)產(chǎn)品電子標簽的使用和生產(chǎn)環(huán)節(jié)一樣,在價值較高,對環(huán)境要求比較嚴格的農(nóng)產(chǎn)品上應用單個的RFID電子標簽,而在價值較低的產(chǎn)品上,對運輸?shù)耐斜P和大包裝上應用標簽,而對單個農(nóng)產(chǎn)品應用條形碼技術。
 ?。?)運輸環(huán)節(jié):物流公司將配送車輛相關注冊信息發(fā)送給管理中心,管理中心對其進行資格審查和管理,以便運送過程中對車輛進行核對。
  在農(nóng)產(chǎn)品運輸過程中,只有經(jīng)過農(nóng)產(chǎn)品管理中心認證的物流企業(yè)才能從事農(nóng)產(chǎn)品的運輸。因為安全的需要,在運輸過程中采用集裝箱運輸,所以在運輸環(huán)節(jié)對RFID電子標簽的安裝有嚴格的要求。
  首先要求對每一次運輸?shù)霓r(nóng)產(chǎn)品信息做讀取,然后在集裝箱上安裝的RFID電子標簽上詳細記錄,封條一般安裝在集裝箱門把手上,或者安裝在車廂壁上,這樣可以防止在運輸過程中農(nóng)產(chǎn)品發(fā)生意外。
  對于集裝箱運輸采用的RFID電子標簽,我們將采用900MHz或者2.45GHz有源電子標簽,這樣可以保證記錄數(shù)據(jù)的信息量大,數(shù)據(jù)內(nèi)容包括集裝箱內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品信息,運送車輛信息和運送時間等。這些信息和物流企業(yè)本地數(shù)據(jù)庫相關聯(lián)。
  在運輸檢測點和運輸過程結束時,檢查人員要比對集裝箱上安裝的有源電子標簽內(nèi)的信息和管理中心傳來的數(shù)據(jù)是否一致。
 ?。?)倉儲環(huán)節(jié):在倉儲環(huán)節(jié),需要對運送來的裝有RFID電子標簽的農(nóng)產(chǎn)品進行儲存,這樣就需要在倉儲入口處設置自動判斷進出庫農(nóng)產(chǎn)品和記錄農(nóng)產(chǎn)品信息的RFID讀寫設備,在倉庫內(nèi)安裝多個讀寫設備對不同區(qū)域的農(nóng)產(chǎn)品進行記錄。在清點貨物或者查詢貨物的時候,可以用手持讀卡機具直接查詢貨物信息。
  在倉儲環(huán)節(jié)對RFID的應用偏重于RFID信息的讀取和信息的管理。在倉庫內(nèi)部在叉車或者工作人員身上佩帶RFID電子標簽,可以有效的利用資源,使得倉儲過程更加高效快捷。
 ?。?)消費環(huán)節(jié):在消費環(huán)節(jié),對于RFID的應用主要集中在消費點配備的RFID讀寫機具對于倉庫運送過來的食品進行信息驗證,對于驗證合格的食品信息,消費點可以進行銷售,如果信息不吻合,就要向管理中心報告貨物異常,同時拒絕這些貨物進入消費點。在消費點售賣農(nóng)產(chǎn)品時,用RFID讀卡器對每一件售賣食品信息進行記錄。所以在這個環(huán)節(jié),RFID的應用主要就是信息的確認。
 
   4應用實例
  以珠海市斗門區(qū)水產(chǎn)品安全監(jiān)控為例,養(yǎng)殖環(huán)境查詢可按地區(qū),時間段、電子標簽編號對水產(chǎn)品養(yǎng)殖的生產(chǎn)投入、養(yǎng)殖環(huán)境進行追蹤。一旦發(fā)現(xiàn)水產(chǎn)品安全出現(xiàn)質(zhì)量問題,就可以通過此系統(tǒng)追溯產(chǎn)生問題的原因。通過選擇農(nóng)產(chǎn)品電子標簽編號、統(tǒng)計范圍、投入時間,對水產(chǎn)品養(yǎng)殖過程中的養(yǎng)殖環(huán)境、魚苗、飼料、藥物的使用情況進行查詢。
  5結論
  RFID技術的應用為實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的安全監(jiān)控提供了一種可行、高效的途徑。在本文所介紹的系統(tǒng)中,通過為農(nóng)產(chǎn)品及加工產(chǎn)品加貼RFID電子標簽,設立農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心數(shù)據(jù)庫和在各地農(nóng)產(chǎn)品倉庫設本地數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)了對農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、運輸、加工、儲存和銷售各環(huán)節(jié)的全方位跟蹤。通過本系統(tǒng)的建設,不僅可以追溯種養(yǎng)殖與加工業(yè)的疫病與污染問題,還可以追溯種養(yǎng)殖過程中濫用藥、加工過程中超范圍超限量使用添加劑,改變以往對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理只側重于生產(chǎn)后的控制,而忽視生產(chǎn)中預防控制現(xiàn)象。
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