物聯網傳感技術在蔬菜產品質量過程控制中的應用

顧春山　張順

摘 要 隨著社會的發展和時代的進步，人們的生活水平不斷提升，社會對于食品安全越來越重視。其中蔬菜的產品質量尤其重要。為了更好地控制蔬菜的產品質量，建立完善的食品追蹤體系應運而生。完善體系的建立需要數據融合技術、RFID技術和傳感網技術等，因此要想有效控制蔬菜產品的質量，就需要在生產的每一個環節運用好物聯網技術。

關鍵詞 物聯網傳感技術;蔬菜;產品質量;跟蹤追溯

中圖分類號：S126 文獻標志碼：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.079

在蔬菜生長過程中應用傳感器網絡的體系框架時，要做到準確地設置各類型傳感器的具體參數，同時還要考慮到蔬菜生長的特點和環境，從而建立更加有效的傳感系統來進行蔬菜質量的監督。雖然目前已經有在蔬菜生產過程中投入跟蹤追溯系統的案例，但仍存在一些問題，如沒有建立完善的數據庫系統、物聯網中較大的數據量不能準確應用等，這些問題的解決都需要不斷深入學習信息錄入和數據融合等技術，進而提升整個蔬菜跟蹤追溯系統的效率和精準性。

1 研究背景和意義

1.1 研究背景

在經濟快速發展的時代背景下，人們的生活水平不斷提升，對于食品的質量要求也越來越高。對于人類來說，食物是生存的基礎，如果不能保證食品的安全，那么將嚴重影響人類的進步和發展。食品是人們獲取營養的源頭，食品安全關系著人類的身體健康和可持續發展，甚至影響著整個社會的和諧發展。隨著社會的不斷發展，農業生產中用到的各種化學藥品對于人類的身體健康和環境都產生了很大的影響。近年來，在世界各地發生的食品安全事件也令人類恐慌，包括我國的瘦肉精問題、油條明礬問題等，以及國外的禽流感、瘋牛病等，都給人類的身體健康帶來很大的威脅。如果不能很好地控制食品安全問題，它將不僅僅影響人類的身體健康，還會阻礙各國經濟的發展以及環境安全[1]。因此，探究其中影響食品安全的主要因素具有十分重要的意義。

在食品安全越來越受到關注的今天，各國政府也相應地采取了一些措施，制定了一些相關的法律條規，來規范農業生產的過程和食品安全的標準。比如，歐盟委員會發布的白皮書條例，指導了食品安全質量的發展方向和具體控制標準。

針對國內的食品安全情況，我國政府也做出了相應的管制，制定了一系列相關的法律法規，包括《無公害農產品管理辦法》《中華人民共和國食品安全法》《中華人民共和國農產品質量安全法》等。除了出臺一系列的政策，我國也建立了一套食品生產過程追溯系統，從而有效監督食品的生產安全和質量。而很多發達國家建立了更為成熟的追溯系統，能夠準確記錄生產過程的所有信息和數據。

目前在食品安全管理方面，我國同發達國家還存在一些差距，沒有形成成熟的食品安全跟蹤追溯系統，在這方面也沒有深入的研究，但我國各地政府都對于食品安全管理問題投入了更高的關注度，在跟蹤追溯系統建立方面也在不斷地探索改進。

1.2 研究意義

食品的追溯跟蹤系統能夠通過記載的識別應用和場所的應用情況進行追蹤識別，其中主要功能包括試驗合格品、控制質量記錄、實體標識等，除此之外，還會用到加工包裝、運輸倉儲、糾正預防和采購檢驗實驗設備等。隨著追溯跟蹤技術的不斷發展成熟，人們對于該項技術的應用追求更高的效率，即從農田到餐桌這一過程的追溯系統的工作效率。

目前，很多技術不發達的國家還采用的是人工實地檢測的方法，這種傳統的農產品跟蹤追溯系統和環境監測系統具有很大的局限性和困難，通過人工實地檢測獲得的各項環境數據和食品數據是有限的，并且需要耗費大量的人力物力，測量出的數據不夠準確，而且工作效率也過低，影響整個工作的進程。

在食品追溯跟蹤系統中，物聯網技術的應用能夠很好地提升整個系統的工作效率，在數據采集方面也能采集到更加全面和準確的數據。通過物聯網傳感技術，工作人員能夠對光照強度、空氣濕度等各項數據進行及時的采集，從而進行及時的調整。

2 物聯網傳感技術在蔬菜產品質量控制中存在的問題

在食品追蹤過程中應用物聯網傳感技術還存在較多的問題，比如采集的數據量多，且各項數據都冗長，很難進行準確的處理，甚至也會出現一些數據的錯誤。另外還有能耗問題，即運用物聯網的過程會消耗大量的能源，如何節省能源消耗也是需要解決的問題[2]。

3 蔬菜追溯系統和物聯網技術

3.1 蔬菜生長環節中傳感網技術體系結構

在蔬菜大棚的環境中，傳感網技術應用在環境監測系統中需要整個網絡各個層次的配合，其中主要包括3個層次。1）傳感層，就是將農田中的信息采集傳感器布置在蔬菜大棚的各個角落，然后通過特定的裝置將這些傳感器采集到的數據傳送到一起，將數據融合后再通過壓縮傳輸給信息節點中心。2）網絡層，這個層次主要包括移動數據網絡、互聯網、網關等，通過這些網絡技術將采集到的數據傳輸到信息節點。3）應用層，這一層主要用到了遠程數據中心，管理人員需要運用互聯網對采集到的數據進行及時的查詢，然后進行分析和實時跟蹤。在這個過程中，如果發現問題和不達標的情況，如農藥殘留不達標，要及時進行處理。

3.2 傳感器節點的選用

在選擇傳感器節點時，需要考慮到蔬菜大棚中的環境和蔬菜生長需要的各項指數，主要包括光照度、濕度、溫度、農藥殘留，以及土壤中的各種營養成分等。一般情況下，都是運用電池來給無線傳感網絡供電，所以還要考慮到能耗的問題。除此之外，在不同的數量環境中，也要采用適合的無線傳感配置[3]。

3.3 傳感網技術在蔬菜生長環節中實現

在蔬菜類農產品的生長過程中，傳感網技術主要測量的數據包括有害物數量、土壤溫度、土壤濕度等。具體的操作過程是在蔬菜大棚的各個角落都安置一些傳感器節點，來定時采集蔬菜所處的環境數據，包括農藥殘留、土壤環境等，發現問題將及時進行處理，進而保證蔬菜的順利生長。

在蔬菜農產品生長過程中應用傳感器網絡，需要考慮到傳感網的特點以及在搜集各類信息的過程中的需要，然后建立完善的應用體系架構。蔬菜生長的追溯系統需要采集蔬菜生長環境的各項數據信息，包括土壤溫度濕度、二氧化碳含量等。整個食品的技術支撐主要有信息采集的智能化、網絡化和自動化等。

4 傳感網技術在蔬菜生長環節的應用

要想建立完善的蔬菜類農產品的跟蹤追溯體系，就需要先進的物聯網技術作為支撐，來促進跟蹤追溯系統中傳感器網絡的應用和發展。傳感網技術的應用能夠采集到蔬菜生長的各種信息，比如當下很受消費者青睞的反季節蔬菜，這些信息就能夠幫助農家很好地監控管理這些反季節蔬菜。通過應用無線傳感器網絡技術，能夠幫助農業模式走向智能化、網絡化、自動化，將蔬菜生長的原始信息準確地提供給農業生產者，提升蔬菜食品安全質量。

5 結語

隨著社會的不斷進步發展，人們對于蔬菜食品安全的關注度越來越高。食品安全不僅影響著人類的身體健康和社會的和諧穩定，需要國家政府和社會公民投入精力，探索更有效的管理方式。其中，物聯網傳感技術的應用能夠很好地追蹤蔬菜生產的安全，提升數據采集的效率和準確性，進而有效增強對于蔬菜生產質量的控制。

參考文獻：

[1] 朱鵬.蔬菜跟蹤追溯物聯網關鍵技術研究[D].南京：南京郵電大學，2013.

[2] 梁龍.RFID與無線傳感網絡融合研究及應用實踐[D].成都：電子科技大學，2012.

[3] 范佳興，李兵，何怡剛，等.面向電氣設備狀態監測的傳感標簽防碰撞算法[J].傳感器與微系統，2016，35（1）：153-155.

（責任編輯：趙中正）