1引言
RFID射頻識(shí)別技術(shù)具有使用簡(jiǎn)便、識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)、批量遠(yuǎn)距離讀取、對(duì)環(huán)境要求低、使用壽命長(zhǎng)、數(shù)據(jù)可加密、存儲(chǔ)信息可更改等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合有效的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及網(wǎng)絡(luò)體系，可以幫助實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)源頭到最終消費(fèi)者的監(jiān)控。因此，本文提出一種基于RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控系統(tǒng)，圍繞“生產(chǎn)、監(jiān)控、檢測(cè)、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(chǎng)進(jìn)入等環(huán)節(jié)為立足點(diǎn)，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)、加工、流動(dòng)、銷售實(shí)施實(shí)時(shí)監(jiān)控。下面我們?cè)跇I(yè)務(wù)流程分析的基礎(chǔ)上，探討在農(nóng)產(chǎn)品流通的各個(gè)環(huán)節(jié)中如何使用RFID射頻識(shí)別技術(shù)，重點(diǎn)研究系統(tǒng)架構(gòu)，系統(tǒng)業(yè)務(wù)模型、系統(tǒng)功能及其實(shí)現(xiàn)。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)
基于RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)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(yīng)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(cāng)儲(chǔ)監(jiān)控模塊、農(nóng)產(chǎn)品消費(fèi)點(diǎn)管理模塊、農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心模塊等。
（1）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(shè)立農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心，建立中心數(shù)據(jù)庫(kù)，中心數(shù)據(jù)庫(kù)和各生產(chǎn)、加工廠家、農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)、以及各中途監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)通信。中心數(shù)據(jù)庫(kù)具備監(jiān)控、查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表和計(jì)劃等功能。農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心負(fù)責(zé)制定標(biāo)簽編碼方案和號(hào)段分配，農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)主體備案管理，廠家身份鑒定資格審查、管理和取消，運(yùn)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(jiǎn)稱：生產(chǎn)基地）是農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)地。當(dāng)初級(jí)產(chǎn)品不需要加工時(shí)，由生產(chǎn)基地制作農(nóng)產(chǎn)品電子標(biāo)簽、配送車輛電子標(biāo)簽和電子封條，將產(chǎn)品直接發(fā)送到農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)；當(dāng)初級(jí)產(chǎn)品需要加工時(shí)，則由生產(chǎn)基地制作農(nóng)產(chǎn)品電子標(biāo)簽、配送車輛電子標(biāo)簽和電子封條，將初級(jí)產(chǎn)品直接發(fā)送到農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)。在初級(jí)產(chǎn)品發(fā)送前，生產(chǎn)基地將所有農(nóng)產(chǎn)品信息實(shí)時(shí)傳入到管理中心。
（3）農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)監(jiān)控模塊：各農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)作為地區(qū)性倉(cāng)儲(chǔ)中心，負(fù)責(zé)農(nóng)產(chǎn)品接收、入庫(kù)、存儲(chǔ)和配送，各農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)設(shè)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)。在農(nóng)產(chǎn)品入口處由 RFID終端設(shè)備MT5000完成入庫(kù)農(nóng)產(chǎn)品的自動(dòng)鑒別和商品信息輸入功能。各商品在出庫(kù)時(shí)要通過(guò)RFID電子標(biāo)簽讀寫設(shè)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(kù)、存儲(chǔ)及出庫(kù)信息由本地后臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成統(tǒng)計(jì)、分析、報(bào)表和管理工作，同時(shí)本地系統(tǒng)要及時(shí)和農(nóng)產(chǎn)品中心數(shù)據(jù)庫(kù)保持通信，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的交互。農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)（簡(jiǎn)稱倉(cāng)庫(kù)）接受來(lái)自加工中心的農(nóng)產(chǎn)品，是本物流檢查系統(tǒng)的終點(diǎn)。為保證農(nóng)產(chǎn)品的安全，倉(cāng)庫(kù)內(nèi)設(shè)置車輛貨物檢查點(diǎn)，對(duì)接受的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行四重核對(duì)：① 核對(duì)車輛身份；② 核對(duì)車門上的電子封條是否完整；③ 核對(duì)車輛登記農(nóng)產(chǎn)品和卸載農(nóng)產(chǎn)品是否一致；④ 核對(duì)車輛登記農(nóng)產(chǎn)品與管理中心數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)是否一致。同時(shí)，倉(cāng)庫(kù)將卸貨信息和檢查結(jié)果上傳管理中心。
（4）農(nóng)產(chǎn)品加工中心監(jiān)控模塊：各加工中心負(fù)責(zé)將農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行包裝。各加工中心配備本地RFID自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，利用本系統(tǒng)對(duì)各包裝單元進(jìn)行編碼并寫入 RFID標(biāo)簽，然后將標(biāo)簽貼到商品上，在裝車的同時(shí)，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(shí)，將車上所有RFID電子標(biāo)簽標(biāo)號(hào)一次性寫入車輛配備的 RFID車載電子標(biāo)簽中。農(nóng)產(chǎn)品加工中心（簡(jiǎn)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(gè)農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)庫(kù)。加工中心是物流運(yùn)輸?shù)钠瘘c(diǎn)，負(fù)責(zé)制作要發(fā)送的農(nóng)產(chǎn)品的電子標(biāo)簽、配送車輛電子標(biāo)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。
（5）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(guān)注冊(cè)信息發(fā)送給管理中心，管理中心對(duì)其進(jìn)行資格審查和管理，以便于運(yùn)送過(guò)程中對(duì)車輛進(jìn)行核對(duì)。每個(gè)車輛配備一個(gè)RFID車載電子標(biāo)簽，這個(gè)標(biāo)簽作為車輛的身份標(biāo)志，記錄有本車身份信息和本車裝運(yùn)商品的RFID標(biāo)簽的信息，以便車輛和所載商品信息關(guān)聯(lián)起來(lái)。車載電子標(biāo)簽要求采用有源標(biāo)簽（例如5.8G），以便能夠存入大量的信息，并可以對(duì)車輛進(jìn)行遠(yuǎn)距離識(shí)別，同時(shí)有源5.8G RFID電子標(biāo)簽可以與現(xiàn)有高速公路不停車收費(fèi)系統(tǒng)統(tǒng)一起來(lái)。
（6）農(nóng)產(chǎn)品銷售點(diǎn)管理模塊：消費(fèi)點(diǎn)收到倉(cāng)庫(kù)配送過(guò)來(lái)的農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，讀取并核對(duì)產(chǎn)品上的電子標(biāo)簽信息，實(shí)時(shí)將數(shù)據(jù)上傳到管理中心和倉(cāng)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)。
（7）農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸監(jiān)測(cè)點(diǎn)模塊：在車輛運(yùn)輸過(guò)程中，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的對(duì)車輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)可以是執(zhí)法人員通過(guò)人工手段進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也可以通過(guò)安裝固定設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)手段可以是手持式終端，也可以是固定RFID設(shè)備，監(jiān)測(cè)點(diǎn)采集的信息可以通過(guò)GPRS無(wú)線方式，或者通過(guò)TCP/IP與農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心通信。管理部門可以設(shè)置固定的運(yùn)輸監(jiān)測(cè)點(diǎn)和流動(dòng)的人工運(yùn)輸監(jiān)測(cè)點(diǎn)（簡(jiǎn)稱監(jiān)測(cè)點(diǎn)），對(duì)配送車輛進(jìn)行合法性檢查。
（8）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(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全進(jìn)行管理，首先需要對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)投入等相關(guān)因素進(jìn)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(fù)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(chǎng)；⑦ 重點(diǎn)農(nóng)產(chǎn)品劃定；⑧ 重點(diǎn)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)。
（9）農(nóng)產(chǎn)品安全公眾服務(wù)信息模塊。把農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控基本情況等通過(guò)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(guān)信息；把與農(nóng)產(chǎn)品安全預(yù)警信息及時(shí)在網(wǎng)上發(fā)布，用戶可通過(guò)系統(tǒng)了解有關(guān)的避防措施等。
3 RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)實(shí)施策略
將RFID射頻識(shí)別應(yīng)用到農(nóng)產(chǎn)品安全管理中，最主要的是應(yīng)用RFID電子標(biāo)簽的特性來(lái)保證實(shí)現(xiàn)“源頭”農(nóng)產(chǎn)品追蹤解決方案和在農(nóng)產(chǎn)品 供應(yīng)鏈 中提供完全透明度的能力。為了達(dá)到這一目的，在不同的階段，不同的物流過(guò)程中選擇不同的標(biāo)簽形式和標(biāo)簽閱讀形式。
（1）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(chǎng)運(yùn)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(biāo)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(guò)程中需要對(duì)生產(chǎn)的過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)記錄，儲(chǔ)存在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)出以后，在運(yùn)輸農(nóng)產(chǎn)品的托盤上加裝UT2867電子標(biāo)簽，記錄這批產(chǎn)品的信息，并且和本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的信息相對(duì)應(yīng)。在生產(chǎn)階段，采用13.36MHz或125KHz無(wú)源電子標(biāo)簽，因?yàn)榇朔N標(biāo)簽成本比較低，所以較容易應(yīng)用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中去，標(biāo)簽上主要記錄生產(chǎn)養(yǎng)殖的相關(guān)信息，如養(yǎng)殖場(chǎng)編號(hào)、運(yùn)出時(shí)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(kù)相聯(lián)系，以便查詢生產(chǎn)過(guò)程的細(xì)節(jié)信息。在各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)都設(shè)置RFID讀寫卡機(jī)具，可以實(shí)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(yùn)送過(guò)來(lái)的農(nóng)產(chǎn)品到加工企業(yè)進(jìn)行加工，一種是外國(guó)農(nóng)產(chǎn)品通過(guò)本地加工企業(yè)進(jìn)口然后進(jìn)入農(nóng)產(chǎn)品 供應(yīng)鏈 。
對(duì)于從生產(chǎn)基地直接運(yùn)送來(lái)的農(nóng)產(chǎn)品，加工企業(yè)在讀取農(nóng)產(chǎn)品上的RFID標(biāo)簽信息后，將這些信息保留在電子標(biāo)簽中，并且將農(nóng)產(chǎn)品的加工信息進(jìn)一步添加到加工后的農(nóng)產(chǎn)品電子標(biāo)簽中，農(nóng)產(chǎn)品電子標(biāo)簽的使用和生產(chǎn)環(huán)節(jié)一樣，在價(jià)值較高，對(duì)環(huán)境要求比較嚴(yán)格的農(nóng)產(chǎn)品上應(yīng)用單個(gè)的RFID電子標(biāo)簽，而在價(jià)值較低的產(chǎn)品上，對(duì)運(yùn)輸?shù)耐斜P和大包裝上應(yīng)用標(biāo)簽，而對(duì)單個(gè)農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)用條形碼技術(shù)。
（3）運(yùn)輸環(huán)節(jié)：物流公司將配送車輛相關(guān)注冊(cè)信息發(fā)送給管理中心，管理中心對(duì)其進(jìn)行資格審查和管理，以便運(yùn)送過(guò)程中對(duì)車輛進(jìn)行核對(duì)。
在農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸過(guò)程中，只有經(jīng)過(guò)農(nóng)產(chǎn)品管理中心認(rèn)證的物流企業(yè)才能從事農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)輸。因?yàn)榘踩男枰谶\(yùn)輸過(guò)程中采用集裝箱運(yùn)輸，所以在運(yùn)輸環(huán)節(jié)對(duì)RFID電子標(biāo)簽的安裝有嚴(yán)格的要求。
首先要求對(duì)每一次運(yùn)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(biāo)簽上詳細(xì)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(yùn)輸過(guò)程中農(nóng)產(chǎn)品發(fā)生意外。
對(duì)于集裝箱運(yùn)輸采用的RFID電子標(biāo)簽，我們將采用900MHz或者2.45GHz有源電子標(biāo)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(yùn)送車輛信息和運(yùn)送時(shí)間等。這些信息和物流企業(yè)本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)聯(lián)。
在運(yùn)輸檢測(cè)點(diǎn)和運(yùn)輸過(guò)程結(jié)束時(shí)，檢查人員要比對(duì)集裝箱上安裝的有源電子標(biāo)簽內(nèi)的信息和管理中心傳來(lái)的數(shù)據(jù)是否一致。
（4）倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)：在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)，需要對(duì)運(yùn)送來(lái)的裝有RFID電子標(biāo)簽的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行儲(chǔ)存，這樣就需要在倉(cāng)儲(chǔ)入口處設(shè)置自動(dòng)判斷進(jìn)出庫(kù)農(nóng)產(chǎn)品和記錄農(nóng)產(chǎn)品信息的 RFID讀寫設(shè)備，在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)安裝多個(gè)讀寫設(shè)備對(duì)不同區(qū)域的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行記錄。在清點(diǎn)貨物或者查詢貨物的時(shí)候，可以用手持讀卡機(jī)具直接查詢貨物信息。
在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)對(duì)RFID的應(yīng)用偏重于RFID信息的讀取和信息的管理。在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)部在叉車或者工作人員身上佩帶RFID電子標(biāo)簽，可以有效的利用資源，使得倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程更加高效快捷。
（5）消費(fèi)環(huán)節(jié)：在消費(fèi)環(huán)節(jié)，對(duì)于RFID自動(dòng)識(shí)別的應(yīng)用主要集中在消費(fèi)點(diǎn)配備的UR6258電子標(biāo)簽讀寫機(jī)具對(duì)于倉(cāng)庫(kù)運(yùn)送過(guò)來(lái)的食品進(jìn)行信息驗(yàn)證，對(duì)于驗(yàn)證合格的食品信息，消費(fèi)點(diǎn)可以進(jìn)行銷售，如果信息不吻合，就要向管理中心報(bào)告貨物異常，同時(shí)拒絕這些貨物進(jìn)入消費(fèi)點(diǎn)。在消費(fèi)點(diǎn)售賣農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，用RFID讀卡器對(duì)每一件售賣食品信息進(jìn)行記錄。所以在這個(gè)環(huán)節(jié)，RFID射頻識(shí)別的應(yīng)用主要就是信息的確認(rèn)。
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