農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與追溯系統(tǒng)研究綜述

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的現(xiàn)狀“從農(nóng)業(yè)到廚房”的農(nóng)產(chǎn)品和食品供應鏈包括不同的生產(chǎn)、加工、包裝、運輸、倉庫、銷售和其他環(huán)節(jié)。每個鏈接都可能存在不安全因素。追溯系統(tǒng)以其降低質(zhì)量安全風險、提高產(chǎn)品召回效率、保障公眾健康水平的優(yōu)勢,作為質(zhì)量管理的有效措施從20世紀80年代引入食品工業(yè),至今已有歐盟、美國、加拿大、澳大利亞等國相繼建立了農(nóng)產(chǎn)品及食品追溯系統(tǒng)。隨著我國經(jīng)濟快速發(fā)展和人民生活水平迅速提高,對農(nóng)產(chǎn)品及食品的需求和關注也正從數(shù)量向質(zhì)量轉(zhuǎn)變;而近年來我國農(nóng)產(chǎn)品及食品質(zhì)量安全事件時有發(fā)生,在給消費者帶來健康威脅的同時,也給行業(yè)帶來了沖擊。追溯系統(tǒng)在我國建立和實施的呼聲也越來越高。相關法規(guī)和文件均明確提出推進農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量可追溯體系建設。技術的發(fā)展為追溯系統(tǒng)的實現(xiàn)奠定了堅實的基礎。本文在辨析可追溯性與追溯系統(tǒng)的基礎上,從追溯編碼與產(chǎn)品標識技術、供應鏈各環(huán)節(jié)信息快速采集技術、質(zhì)量安全智能決策與預警技術和溯源數(shù)據(jù)交換與查詢技術四方面綜述國內(nèi)外研究進展,提出物流網(wǎng)技術支撐下的追溯系統(tǒng)集成框架,最后分析實施追溯系統(tǒng)急需解決的問題。1追溯系統(tǒng)與追溯粒度目前對于可追溯性、追溯系統(tǒng)的概念還沒有形成統(tǒng)一定義,相關組織和學者都從不同角度進行了闡述與解釋。食品標準委員會(Codex)將“可追溯性”定義為能夠追溯食品在生產(chǎn)、加工和流通過程中任何指定階段的能力,而將“食品可追溯系統(tǒng)”定義為食品供應鏈各階段信息流的連續(xù)保障能力。歐盟法規(guī)No.178/2002中,“可追溯性”被定義為:食品、飼料、畜產(chǎn)品和飼料原料,在生產(chǎn)、加工、流通的所有階段具有的跟蹤追尋其痕跡的能力;而歐盟委員會認為“農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)”是跟蹤農(nóng)產(chǎn)品(包括食品、飼料等)進入市場各個階段(從生產(chǎn)到流通的全過程)的系統(tǒng),有助于質(zhì)量控制和在必要時召回產(chǎn)品。雖然對于可追溯性和追溯系統(tǒng)的描述在外延范圍方面存在著一些差異,但其內(nèi)涵均可概括為供應鏈管理、產(chǎn)品及其成分的正向跟蹤和反向追溯等特征。對于可追溯性與追溯系統(tǒng)的區(qū)別,筆者認為可追溯性是產(chǎn)品保持供應鏈跟蹤與追溯的特性和能力,而追溯系統(tǒng)是通過一定技術手段實現(xiàn)可追溯性的方法、模型和體系。由于產(chǎn)品特點、供應鏈特征、技術手段等不同,不同追溯系統(tǒng)存在著較大差異。根據(jù)追溯系統(tǒng)自身差異的特性,Golan等設定了衡量可追溯系統(tǒng)的3個標準:寬度、深度和精確度,其中,寬度指系統(tǒng)所包含的信息范圍,深度指可以向前或向后追溯信息的距離,精確度指可以確定問題源頭或產(chǎn)品某種特性的能力。追溯粒度是由Bollen和Riden較先提出的,細粒度的優(yōu)勢是能附加更多信息到追溯單元。Karlsen等結合海產(chǎn)品供應鏈研究了粒度及其在追溯中的重要性,并結合案例分析了粗細粒度的識別方法。錢建平等提出了追溯粒度的描述性定義,以追溯精度、追溯寬度和追溯深度為核心,構建了一個2層結構的追溯粒度評價指標體系,為評價追溯系統(tǒng)的差異提供量化依據(jù)。2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀追溯系統(tǒng)主要包含個體標識、中心數(shù)據(jù)庫和信息傳遞系統(tǒng)及個體流動登記3個基本要素。近年來自動識別技術、傳感器技術、移動通信技術、智能決策技術等的不斷發(fā)展,為追溯系統(tǒng)構建提供了有效的技術支撐,下面重點從追溯編碼與產(chǎn)品標識技術、供應鏈各環(huán)節(jié)信息快速采集技術、質(zhì)量安全智能決策與預警技術和溯源數(shù)據(jù)交換與查詢技術四方面綜述國內(nèi)外研究進展。2.1抗跟蹤編碼技術和產(chǎn)品標識技術2.1.1追溯編碼編碼通常情況下,商品的基本特征包括商品名稱、商標、種類、規(guī)格、數(shù)量和包裝類型等,國外多采用EAN.UCC系統(tǒng)對農(nóng)產(chǎn)品進行追溯編碼。EAN.UCC系統(tǒng)是由國際物品編碼協(xié)會和美國統(tǒng)一代碼委員會共同開發(fā)、管理和維護的全球統(tǒng)一標志系統(tǒng)和通用商業(yè)語言,已廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)、運輸業(yè)、物流等領域,其編碼由全球貿(mào)易項目代碼(GTIN)、屬性代碼(如批次、有效期、保質(zhì)期等)、全球位置碼(GLN)、物流單元標識代碼(SSCC-18)、儲運單元標識代碼(ITF-14)等構成;歐盟等國已采用EAN.UCC系統(tǒng)成功對牛肉、蔬菜等開展了食品跟蹤研究。中國物品編碼中心參考國際物品編碼協(xié)會,并結合中國的實際情況出版了《牛肉產(chǎn)品跟蹤與追溯指南》和《水果、蔬菜跟蹤與追溯指南》。與一般商品不同,農(nóng)產(chǎn)品及食品具有地域性、鮮活性等特點,因此農(nóng)產(chǎn)品及食品追溯碼編碼中應更多地考慮產(chǎn)地、種類、品種、等級、包裝、生產(chǎn)日期作為特征編碼。楊信廷等通過對果蔬物流情況的分析以及編碼標準的研究,采用全球貿(mào)易代碼+產(chǎn)品日期+產(chǎn)品產(chǎn)地相結合的條碼設計方案;Qu等在剖析蔬果物流可追溯地理空間特性的基礎上,采用位置編碼+地塊編碼+生產(chǎn)日期+生產(chǎn)批次+校驗碼的編碼方式設計追溯碼,其中位置編碼采用省級、縣級、基地代碼相結合;鄧勛飛等對種植區(qū)域進行產(chǎn)地劃分,采用以行政區(qū)劃碼和地塊編號為主體的方式進行統(tǒng)一編碼。已有的追溯碼編碼方案較多,但存在著長度較長、加密較弱、所有追溯信息的獲取必須依賴數(shù)據(jù)庫、遇到質(zhì)量安全問題不能迅速定位到產(chǎn)品來源地等問題。針對上述問題,楊信廷等采用位置碼、產(chǎn)品碼、生產(chǎn)日期碼、認證類型碼、多重校驗碼相結合的編碼方式設計農(nóng)產(chǎn)品追溯碼,該編碼由26位數(shù)字組成。將該編碼與GoogleEarth地圖結合,可很好實現(xiàn)圖形化追溯。2.1.2農(nóng)產(chǎn)品rfid技術產(chǎn)品標識為追溯碼提供了良好的載體,不同標識技術具有不同特點。與一維條碼相比,二維條碼具有存儲信息密度高、容量大、糾錯能力強、抗污損和畸變能力強、支持加密技術、編碼范圍廣、條形碼符號形狀可變等特點。由于條碼技術只能采用人工的方法進行近距離的讀取,無法實時快速的獲取大批量的信息,因此一種非接觸式自動識別技術———RFID技術在20世紀90年代興起。RFID基本原理是利用射頻信號和空間耦合(電磁耦合或電磁傳播)傳輸特性,實現(xiàn)對物體的自動識別。農(nóng)產(chǎn)品在包裝方式、產(chǎn)品價值等方面存在著較大差異,采用不同的標識方式對農(nóng)產(chǎn)品進行標識是追溯系統(tǒng)構建中信息流與實物流關聯(lián)的基礎。Frschle等采用一維和二維條碼對禽類產(chǎn)品進行了追溯標識;Ampatzidis等在果品手動采收過程中應用條碼和RFID提高了追溯效率;Qian等綜合采用條碼和RFID技術構建了面粉加工過程質(zhì)量安全追溯系統(tǒng),并進行了系統(tǒng)應用測試;周超等通過綜合應用RFID身份認證技術、二維碼加密技術、GPS防偽技術,設計了一種可以對農(nóng)產(chǎn)品封箱貼標一體化、動態(tài)防偽標識的農(nóng)產(chǎn)品原產(chǎn)地防偽標識包裝系統(tǒng),提高了農(nóng)產(chǎn)品包裝的生產(chǎn)效率和標識的真實性。傳統(tǒng)的身份識別方法存在著易丟失、易被偽造、易被破解等局限性,基于生物特征的身份識別技術由于具有穩(wěn)定、便捷、不易偽造等優(yōu)點,近幾年已成為熱點。一些生物特征識別技術被提出來用于家畜個體標識,如DNA、自體免疫性抗體標簽、鼻紋、視網(wǎng)膜和面部識別。2.2供應鏈連接信息的快速采集技術2.2.1基于無線傳感器網(wǎng)絡的農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測生產(chǎn)環(huán)節(jié)信息包括生產(chǎn)環(huán)境信息、生產(chǎn)操作信息和生產(chǎn)視頻信息等。生產(chǎn)環(huán)境信息采集的參數(shù)較多,Oki等設計了用于分析估測土地利用和生產(chǎn)管理對土壤質(zhì)量影響的土壤信息自動監(jiān)測系統(tǒng),該監(jiān)測系統(tǒng)的傳感器包括空氣溫度、空氣相對濕度、太陽輻射、土壤濕度、土壤溫度、土壤電導率、葉面水分、紅外傳感器和CMOS/CCD相機。無線傳感器網(wǎng)絡(Wirelesssensornetwork,WSN)技術具有易于布置、方便控制、低功耗、靈活通信、低成本等特點,為生產(chǎn)環(huán)境信息的快速采集與實時監(jiān)測提供了有效支撐。Wang等對無線傳感器網(wǎng)絡在農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測應用中面臨的問題以及發(fā)展前景等方面做了總結,并介紹了無線傳感器網(wǎng)絡對農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的環(huán)境監(jiān)控以及基于RFID的溯源系統(tǒng)。便攜式設備具有成本低、普及率高、易于攜帶和使用、不受時空限制等優(yōu)勢,基于無線通信技術開發(fā)的便攜式農(nóng)事信息采集系統(tǒng)可提高采集效率、規(guī)范采集流程、減少采集誤差。Steinberger等開發(fā)了一個移動農(nóng)事信息采集設備,并能夠?qū)⑺杉霓r(nóng)事信息通過網(wǎng)絡傳輸至服務器進行存儲和處理。Fang等開發(fā)了一個基于PocketPC的田間信息快速采集和實時信息處理系統(tǒng),并結合GPS和GIS技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的獲取和動態(tài)顯示功能。Li等針對黃瓜溯源需求開發(fā)了基于PDA的農(nóng)事信息采集與決策支持系統(tǒng)PRDS(PDA-basedrecord-keepinganddecision-supportsystem),該系統(tǒng)在北京的兩家農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)得到了應用,提高了生產(chǎn)效率。2.2.2溫濕度的監(jiān)測農(nóng)產(chǎn)品及食品具有鮮活性特點,冷鏈是保證食品質(zhì)量安全、減少損耗、防止污染的重要措施,溫度是冷鏈運輸和倉儲的關鍵?；跓o線傳感器技術的監(jiān)測系統(tǒng)為冷鏈運輸中環(huán)境信息的采集提供了很好的途徑。Shan等針對食品中毒事件數(shù)量逐漸上升問題,對Zigbee和藍牙技術和傳感器技術應用于冷藏車廂環(huán)境監(jiān)控中進行了理論性的探索;Ruiz-Garcia等將基于Zigbee的無線傳感器網(wǎng)絡應用于對水果溫濕度的實時監(jiān)測。郭斌根據(jù)乙烯氣體的釋放是大部分果品成熟的重要標志這一特點,設計了集溫濕度傳感器、乙烯傳感器于一體的無線傳感節(jié)點,開發(fā)了果蔬冷鏈配送環(huán)境信息采集系統(tǒng),并進行了不同溫度和濕度下的數(shù)據(jù)傳輸包收發(fā)率的測試,達到了較好的數(shù)據(jù)采集效果。齊林等提出了基于統(tǒng)計過程控制(SPC)的感知數(shù)據(jù)壓縮方法,用于解決農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中傳感器節(jié)點的感知數(shù)據(jù)傳輸頻率高、能耗高和監(jiān)測時間短的問題。冷鏈車廂、冷庫等載體在不同空間位置,其溫度存在著不均衡性,精確掌握冷鏈載體溫度變化情況,可為均衡控溫、維持品質(zhì)提供重要依據(jù)。近年來,計算流體力學CFD被廣泛應用于溫度場分布的研究中,Chourasia等利用CFD模擬貨物不同寬高比及貨物堆棧之間不同間隙時所需要的冷卻時間,由此來確定最佳貨物寬高比和垂直水平間隙。李杰等利用CFD技術模擬食品冷凍過程,預測冷凍時間,試驗驗證凍結過程溫度最大誤差為1.5℃,凍結時間相對誤差為3.8%。韓佳偉等基于CFD數(shù)值模擬進行了冷藏車節(jié)能組合方式比較研究,為實現(xiàn)根據(jù)不同產(chǎn)品的冷鏈溫度進行分區(qū)、分時合理控制奠定了基礎。翁衛(wèi)兵等以楊梅為試材,進行了冷藏運輸廂內(nèi)流場和溫度場協(xié)同控制,結果表明,根據(jù)等溫線梯度方向和流線切線夾角開啟隔熱氣簾風機協(xié)同調(diào)節(jié)風向,能夠有效改善溫度場均勻性分布程度。2.3智能質(zhì)量安全評價與報警技術2.3.1基于近紅外光譜的病害鑒別農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的源頭控制在于生產(chǎn)過程,種植類產(chǎn)品的病蟲害預測與養(yǎng)殖類產(chǎn)品的疾病預警是由“事后治理”轉(zhuǎn)向“事前預防”的重要措施。預警方法大致可分為:經(jīng)典預警方法、新預警方法和現(xiàn)代預警方法(表1)。隨著信息與通信技術的快速發(fā)展和成本的降低,使基于監(jiān)測進行預報預警與智能決策成為可能。Boissard等基于圖像處理技術對溫室中的害蟲進行早期探測與處理,較之人工識別方法,識別的準確率較高。Sankaran等提取了柑橘黃龍病可見近紅外光譜特征:光譜敏感波段和敏感植被指數(shù),并利用兩種預測模型進行了病害鑒別,取得良好的效果。李萍萍等建立溫室黃瓜栽培管理智能決策支持系統(tǒng),將溫室作物模型、環(huán)境模型和優(yōu)化調(diào)控模型結合,實現(xiàn)溫室的智能決策調(diào)控。隨著規(guī)?；?、集約化畜牧養(yǎng)殖場的飼養(yǎng)密度增加,飼養(yǎng)動物處于亞健康或不健康狀態(tài),導致疾病頻繁發(fā)生?；诼曇?、動物行為、養(yǎng)殖環(huán)境等監(jiān)測信息,挖掘信息所蘊藏的動物健康水平,構建動物疾病預警模型,可提高動物健康養(yǎng)殖水平。Jahns針對已知的牛饑餓和發(fā)情叫聲信號提取出先驗特征矩陣及其參考模式,利用模式匹配方法識別牛只日常叫聲中所蘊含的饑餓及發(fā)情信息。Watanabe等將三軸加速度傳感器固定在牛的下顎部以監(jiān)測其下顎運動特征,進而分析牛咬斷、咀嚼草料以及休息3種行為。Brehme等在已經(jīng)投入實際應用的電子計步器基礎上擴展環(huán)境溫度傳感器、位置信息傳感器,設計了一款綜合記錄動物生理、行為信息的傳感器節(jié)點,并將該節(jié)點應用于奶牛發(fā)情周期監(jiān)測。朱偉興等利用安裝于豬舍排泄區(qū)的嵌入式監(jiān)控設備對群養(yǎng)豬的排泄行為進行24h監(jiān)控,對于單日排泄次數(shù)超過系統(tǒng)閾值的豬只,認定其排泄行為出現(xiàn)異常。余禮根等針對棲架養(yǎng)殖模式下蛋雞的發(fā)聲,采用頻譜分析技術進行了蛋雞發(fā)生分類識別,取得了較好的識別效果,可運用于蛋雞發(fā)聲的實時監(jiān)測和不同情感的分類識別。溫長吉等構建視覺詞典實現(xiàn)對視頻中母?；拘袨榈淖R別,并最終通過統(tǒng)計產(chǎn)前特定基本行為發(fā)生頻次來揭示臨產(chǎn)期規(guī)律。2.3.2微生物在豬肉貯藏過程中的應用農(nóng)產(chǎn)品宰后/采后品質(zhì)變化較大,構建貨架期預測模型和系統(tǒng)對于品質(zhì)維持和質(zhì)量控制具有重要作用。目前,貨架期預測研究主要集中于以溫度為主要影響因素的化學品質(zhì)衰變分析、感官品質(zhì)的Weibull生存分析與微生物生長分析這3類。時間-溫度指示器(Time-temperatureindicator,TTI)通過產(chǎn)品的外包裝隨溫度升高而發(fā)生連續(xù)的不可逆的顏色變化,可以直觀快捷地呈現(xiàn)肉類食品所經(jīng)過的“時間-溫度-貨架期”履歷,從而能夠有效地指示肉類食品的剩余貨架期。TTI已經(jīng)廣泛應用于如海產(chǎn)品、奶制品、畜肉、禽肉、鮮蘑菇、冷凍蔬菜等要求冷鏈流通且貨架期短的食品外包裝。感官品質(zhì)屬于外在特征,在物流過程品質(zhì)評價時更為直觀和快速,劉壽春等采用敏感性和回歸分析獲得豬肉物流過程感官評價的關鍵指標,進而設計質(zhì)量控制圖展示感官特征的波動性。預測微生物學是描述特定環(huán)境下各種微生物的生長、殘存和死亡情況的數(shù)學模型,通過預測食品中關鍵微生物在不同生長環(huán)境條件下的動態(tài)生長曲線可以及時評估食品的貨架期和質(zhì)量。常用的微生物預測模型主要分3個級別(表2)。目前最為熟知的微生物預測軟件有美國農(nóng)業(yè)部病原建模方案(Pathogenmodelingprogram,PMP)、加拿大的微生物動力學專家系統(tǒng)(Microbialkineticsexpertsystem,MKES)以及英國農(nóng)糧漁部的食品微生物模型(Foodmicromodel,FM)。氣味是食品新鮮度評價的重要指標,貯藏與物流過程中氣味的變化預示著品質(zhì)改變。電子鼻能對食品中的氣味指紋進行區(qū)分和識別,它是一種模擬人的嗅覺系統(tǒng)的生物傳感器,具有客觀、靈敏的檢測功能。國內(nèi)外學者對電子鼻應用于牛奶、谷物、酒類、水產(chǎn)品等的品質(zhì)鑒別、新鮮度判定以及貨架期預測等進行了探討。Musatov等將基于金屬氧化物傳感器的電子鼻應用到豬肉新鮮度的研究,在LDA模型中,電子鼻的數(shù)據(jù)能很好地區(qū)分不同貯存天數(shù)的豬肉。佟懿等利用電子鼻對帶魚在不同貯藏溫度與貯藏時間下的揮發(fā)性氣味變化進行了分析,對所獲數(shù)據(jù)進行了主成分分析與貨架期分析,并與理化品質(zhì)指標值揮發(fā)性鹽基氮(Totalvolatilebasicnitrogen,TVBN)相聯(lián)系,建立了帶魚在273~283K下的貨架期預測模型。劉壽春等應用電子鼻采集貯藏過程冷鮮羅非魚片頂空揮發(fā)性氣味,同步進行感官評價、微生物和理化分析,結果表明傳感器響應信號隨著魚片氣味濃度增大而增大,且對不同新鮮度氣味有良好響應。2.4農(nóng)產(chǎn)品溯源的研究為了實現(xiàn)全供應鏈的追溯,在系統(tǒng)建設中需要建立溯源中心數(shù)據(jù)庫,其數(shù)據(jù)來源于生產(chǎn)、加工、流通、銷售等各環(huán)節(jié),各環(huán)節(jié)采集的信息需能與中心數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換。XML的自描述性、可擴展性及開放性等優(yōu)點已使之逐漸成為信息表示和信息交換的標準,可很好實現(xiàn)不同平臺和系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交換。Frederiksen等開發(fā)了一個面向新鮮魚類供應鏈的基于網(wǎng)絡的開發(fā)式全程追溯系統(tǒng),系統(tǒng)基于條碼進行追溯單元識別和基于XML進行數(shù)據(jù)交換。楊信廷等在分析供應鏈數(shù)據(jù)流基礎上,總結了蔬菜溯源數(shù)據(jù)模型,基于XML構建了蔬菜溯源信息描述語言(VTML),設計了VTMLSchema,并將VTML應用于蔬菜溯源系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換。隨著追溯信息的不斷豐富,追溯手段的不斷完善,通過多平臺快速查詢和獲取多源追溯信息是提高追溯系統(tǒng)應用的重要手段。錢建平等以GoogleEarth地圖為展示工具,構建了基于B/S架構的農(nóng)產(chǎn)品快速圖形化溯源系統(tǒng),可快速定位到產(chǎn)地并以地圖的形式展示。邢斌等設計開發(fā)農(nóng)產(chǎn)品多源追溯系統(tǒng),通過追溯編碼與追溯信息的映射,可實現(xiàn)產(chǎn)地環(huán)境信息、生產(chǎn)視頻信息和生產(chǎn)農(nóng)事信息的一體化追溯。趙麗等設計了基于手機二維條碼識別的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng),可方便用戶快速識別產(chǎn)品的二維條碼標簽,為消費者提供了一種新的追溯手段。3農(nóng)產(chǎn)品物聯(lián)網(wǎng)構成在突破關鍵技術的基礎上,國內(nèi)相關學者針對不同農(nóng)產(chǎn)品及食品的特點開展了追溯系統(tǒng)的構建和應用。陸昌華等綜合應用動物個體標識、二維條碼、RFID射頻電子標識和一維條碼標簽技術,將網(wǎng)絡技術和數(shù)據(jù)庫技術與傳統(tǒng)的養(yǎng)豬業(yè)和屠宰加工業(yè)結合,構建了一種適合中國國情的肉用豬和豬肉安全質(zhì)量監(jiān)控的可追溯系統(tǒng);楊信廷等以蔬菜初級產(chǎn)品、水產(chǎn)品為研究對象,從信息技術的角度構建了一個以實現(xiàn)質(zhì)量追溯為目的的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全生產(chǎn)管理及質(zhì)量追溯系統(tǒng);熊本海等提出了基于豬肉安全生產(chǎn)的物質(zhì)流與信息流的跟蹤與溯源流程;任晰等用B/S模式結構體系建立了基于Web的羅非魚養(yǎng)殖質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng);鄭火國等以糧油產(chǎn)品為研究對象,采用信息編碼、多平臺溯源、硬件研發(fā)等技術,建立了多層次、多角色的糧油產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng);王東亭等提出了以果品加工配送中心為核心的臍橙追溯方案。已有的相關研究或側(cè)重于從供應鏈的某一環(huán)節(jié)進行技術探討和系統(tǒng)建設,或側(cè)重于單一技術解決追溯中的某一問題。物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展為構建集全面感知、實時傳輸、智能決策為一體的農(nóng)產(chǎn)品及食品全供應鏈追溯系統(tǒng)奠定了基礎。根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品及食品供應鏈的組成及物聯(lián)網(wǎng)技術的層次,本研究團隊構建了“一核、雙軸、三鏈”的技術體系框架,如圖1所示?！耙缓恕奔词菍崿F(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源的核心目標,“雙軸”即是以農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)到監(jiān)管溯源的供應鏈為橫軸,以物聯(lián)網(wǎng)技術從信息感知、信息傳輸?shù)叫畔⑻幚砼c決策為縱軸,“三鏈”即面向供應生命周期的產(chǎn)品鏈、面向供應鏈主體的服務鏈和面向物聯(lián)網(wǎng)的技術鏈。在信息感知方面,根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品供應鏈的不同環(huán)節(jié)采用不同技術進行環(huán)境、過程等信息的采集。對于生產(chǎn)環(huán)節(jié)的環(huán)境信息,通過集成溫度、濕度、土壤pH值等各種傳感器研制具有無線通信功能的環(huán)境信息采集設備實現(xiàn)采集;對于如施肥、用藥、灌溉等生產(chǎn)操作信息,利用手機越來越普及的現(xiàn)狀,開發(fā)基于手機的生產(chǎn)履歷采集系統(tǒng)實現(xiàn)實時采集。對于加工環(huán)節(jié)的檢測信息,通過生物芯片或快速檢測設備實現(xiàn)速測;對于加工環(huán)節(jié)中不同包裝產(chǎn)品的信息映射,通過在不同階段進行標識轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)。對于物流配送環(huán)節(jié)的配送環(huán)境和車輛位置信息,通過集成環(huán)境傳感器及GPS模塊研制車載配送終端實現(xiàn)實時在線監(jiān)測,通過研制帶傳感器的RFID標簽置于運輸載體中實現(xiàn)定時離線采集;對于倉儲環(huán)節(jié)的環(huán)境信息,通過部署傳感器網(wǎng)絡實現(xiàn)實時監(jiān)測。對于交易過程的信息感知,采用RFID技術和嵌入式開發(fā)技術研制銷售控制終端,實現(xiàn)主體識別、過程記錄。對于消費者溯源,利用手機、網(wǎng)站、觸摸屏及電話等方式為消費者提供多種溯源方式;對于政府監(jiān)管,利用移植了解密程序的便攜式監(jiān)管設備實現(xiàn)現(xiàn)場監(jiān)管。在信息傳輸方面,根據(jù)不同傳輸網(wǎng)絡的特點和不同應用場景的實際需求,分別采用無線傳感器網(wǎng)絡、電信網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)及廣電網(wǎng)等。生產(chǎn)環(huán)節(jié)中生產(chǎn)基地中不同傳感器的組網(wǎng)、采集節(jié)點與匯聚節(jié)點之間的數(shù)據(jù)交換,物流配送環(huán)節(jié)中車廂環(huán)境信息與駕駛室信息