RFID技術在食品追溯中的應用

曲愛玲，劉紅梅，馬長路

（北京農業職業學院，北京 102442）

隨著生活水平的日益提高，人們更加重視健康與養生，綠色、有機、天然的食品越發吸引大眾的眼球。在全球大經濟背景下，物聯網技術發展迅猛，其在食品行業中的應用越發深入及普及。RFID（Radio Frequency Identification，無線射頻識別） 是物聯網底層關鍵技術之一，是一種非接觸式自動識別技術，能夠通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關信息，可以在靜態或動態條件下準確識別運動物體。RFID技術是食品安全溯源的核心技術，RFID電子標簽是食品安全溯源的有效載體，該技術在食品行業中發揮著重要作用，并具有更大的市場應用潛能。

1 RFID技術

RFID技術是通過射頻無線信號進行數據傳遞的自動識別技術。RFID技術無須與被識別物體直接接觸，即可完成信息的輸入和處理，能快速、實時、準確地采集和處理信息。完整的RFID系統主要由讀寫器、電子標簽、系統高層3個部分組成。

讀寫器是讀取和寫入電子標簽內存信息的設備，可以與計算機網絡進行連接，完成數據信息的存儲、管理和控制。讀寫器由射頻模塊、控制處理模塊和天線3個部分組成，讀寫器通過天線與電子標簽進行無線通信，讀寫器也是電子標簽與計算機網絡的連接通道。電子標簽又稱為射頻標簽、應答器或射頻卡，電子標簽附著在待識別的物品上，每個電子標簽具有唯一的電子編碼，是射頻識別系統真正的數據載體；電子標簽由標簽專用芯片和標簽天線組成，芯片用來存儲物品的數據，天線用來收發無線電波。系統高層由計算機網絡構成，系統高層完成RFID系統的數據處理、數據交換、數據傳輸和通信管理等功能。

RFID讀寫器按工作頻率一般分為低頻讀寫器（常用125 kHz）、高頻讀寫器（常用13.56 MHz）、超高頻讀寫器（常用900 MHz） 和微波讀寫器（常用2.45 GHz）；電子標簽按供電方式可分為無源電子標簽、有源電子標簽、半有源電子標簽。低頻系統主要用于距離短、數據量低的射頻識別系統中，高頻系統可以傳送較大的數據，是目前應用比較成熟、使用范圍較廣的系統。RFID技術能同時讀取多個標簽且對數據進行加密保護，具有實時追蹤、重復讀寫內容和高速讀取等優勢，其在食品行業的應用日益廣泛和深入。

2 RFID技術在食品追溯中的應用

RFID技術在食品追溯中的應用主要體現在食品原料生產、食品加工、食品流通、食品銷售4個環節，RFID技術在食品行業4個環節的有效應用，使食品的有效溯源成為可能。食品溯源可提供全程可視化的食品安全管理，并可通過計算機網絡實現信息、數據準確實時的報送，可快速高效評估食品中發生的安全隱患，為消費者提供食品溯源的完整信息[1]。

2.1 食品原料生產環節

食品原料的有效來源為養殖類和作物類。養殖類食品原料主要有肉、蛋、乳、水產等，作物類食品原料主要有谷類、蔬菜、水果及其他植物等。

2.1.1 養殖類

（1）肉原料。以肉原料產出為主的養殖場，對個體分配獨立的電子標簽。電子標簽需要記錄的信息有產出日期、質量記錄、父母信息、產地、飼養者、廠名、品種信息、飼料信息、檢疫與免疫信息、疾病信息、用藥記錄、繁殖信息、出欄日期，出欄質量等。

（2）蛋原料。以蛋原料產出為主的養殖場，首先需要為產蛋的主體分配獨立的電子標簽，電子標簽需要記錄的信息有產出日期、質量記錄、產地、飼養者、廠名、品種信息、飼料信息、檢疫與免疫信息、疾病信息、用藥記錄、初產蛋日期，產蛋周期等；其次為每個蛋分配獨立的電子標簽，電子標簽需要記錄的信息有產出日期、產出者、產出地、品種信息、產出質量、存放條件等。

（3）乳原料。以乳原料產出為主的養殖場，首先需要為產乳的主體分配獨立的電子標簽，電子標簽需要記錄的信息有產出日期、質量記錄、父母信息、產地、飼養者、廠名、品種信息、飼料信息、檢疫與免疫信息、疾病信息、用藥記錄、繁殖信息、產乳信息等；其次為產乳個體產出乳（盛放容器）分配獨立的電子標簽，電子標簽需要記錄的信息有產出日期、產出者、產出地、品種信息、存放條件等。

（4）水產原料。以水產原料產出為主的養殖基地，按同一品種同批次進行電子標簽分配，電子標簽需要記錄的信息有養殖基地的水域區域、水域環境、品種、產地、飼養者、養殖時間、飼料信息、捕撈時間等[2-4]。RFID電子標簽在養殖場中的應用，可以監控飼養個體的健康狀況，實現選育、繁殖、喂養的科學化管理，為食品溯源提供真實可靠的數據載體。

2.1.2 作物類

對于作物類原料，按指定區域同品種作物分配電子標簽，電子標簽中需要記錄的生長期信息包括品種信息、種植時間、施肥信息、用藥信息、土壤酸堿度信息、環境溫濕度信息、光照度信息、降雨量等；電子標簽中需要記錄的收獲期信息包括品名、品種、生產者、產地、等級、收獲期、農田代碼、包裝日期等。作物類原料品種繁多，電子標簽的內容和形式可以根據產品的具體情況確定。RFID電子標簽在作物類生產中的應用，為人們吃上放心糧、放心菜提供了保障。

2.2 食品加工環節

食品加工需要食品原料作為支撐，食品加工廠可以讀取食品原料RFID電子標簽的內容，根據不同食品原料的特性制作不同加工食品，加工后的同批次食品按包裝分配獨立的電子標簽，電子標簽的內容由食品原料電子標簽信息和食品加工后的電子標簽信息組成，食品加工后電子標簽信息有配料、制作方法、環境條件、食品添加劑成分、生產負責人、化驗項目、化驗結果、化驗員、儲存條件、生產日期、保質期限、包裝方式等。食品加工出廠后，可以溯源到食品原料和食品加工環節的信息，為食品安全提供全面信息支撐。

2.3 食品流通環節

食品流通環節RFID電子標簽主要記錄產品的庫存數量、存儲條件、出庫情況、裝貨時間、運輸公司、運輸方式（水運、陸運或空運）、運輸設備（駕駛員及車輛相關信息）、運輸條件（運輸載體環境溫濕度、氣體成分等情況）、運輸時段、卸貨時間等信息，實現了運輸過程對產品品質安全的可追溯[2-4]。

2.4 食品銷售環節

銷售廠家可讀取食品電子標簽的信息，以獲取食品在原料生產環節、食品加工環節、流通環節的所有信息，在食品銷售環節前在電子標簽中寫入經銷商名稱、有效期、存儲環境條件、銷售方式等信息，以完成食品溯源系統最后環節的相關信息[2-4]。RFID技術在食品行業中的應用，可以進一步保證食品質量、提高銷售效率、降低損耗。食品全程的可追溯性，進一步保障了消費者的權益。

3 RFID技術在食品追溯中推廣存在的問題

RFID技術日趨成熟和完善，但RFID技術在食品行業大范圍推廣還存在諸多問題。主要體現在以下4個方面。

（1） RFID讀寫器方面。RFID讀寫器成本過高，具有追溯功能的RFID讀寫器要求數據傳輸的距離遠，數據傳輸過程中必須進行高度加密，不可被惡意讀取或破壞，且應具有高級穩定的防碰撞算法，可同時準確獲取多個RFID電子標簽信息。以上諸多要求決定了RFID讀寫器應該選用超高頻或微波讀寫器，性能穩定的超高頻或微波RFID讀寫器裸板價格在幾千元到幾萬元不等。

（2） RFID電子標簽方面。第一，RFID電子標簽成本過高，其在食品領域需求的數量過多，若為每個可單獨零售的食品粘貼RFID電子標簽，將是一筆很大的開銷，電子標簽成本過高將引發食品生產者和食品消費者之間利益矛盾；第二，RFID電子標簽反向反射性的特點決定了其在金屬包裝的食品或液體食品中應用的弊端或不可行性；第三，RFID電子標簽內部存儲空間有限，且對RFID讀寫無法進行身份驗證，這就意味著RFID電子標簽內存儲的信息內容有限，且可被惡意獲取。

（3） RFID標準方面。RFID標準不統一，目前RFID標準分類很多，各國之間的RFID標準也不同，必然給食品追溯系統的編碼和頻段選擇帶來不便，在食品追溯信息讀寫、查詢、跟蹤、追溯等環節帶來技術難題[5]。

（4）信息鏈方面。解決好食品原料生產、食品加工、食品流通、食品銷售各環節之間信息鏈的銜接問題，是實施食品安全追蹤的前提[2]；信息鏈由哪個環節負責銜接和完善，還有待商榷。

4 RFID技術在食品追溯應用中的發展趨勢

RFID技術在食品追溯應用中存在的問題，加速了RFID技術的快速發展。RFID讀寫器主要向多兼容性、接口多樣化、模塊化和標準化等方向發展，并不斷使用或開發新技術應用。RFID電子標簽主要向小體積、低成本、遠距離高速移動讀寫、高級加密特性，以及具有殺死功能、集成傳感器功能等方向發展。RFID標準主要向統一化、國際化方向發展。

5 結語

RFID技術是食品追溯應用的核心技術，為食品質量安全的科學化、透明化管理提供保障。RFID技術的快速發展會進一步為食品追溯體系的完善、穩定、普及提供有力的技術支撐。食品追溯可以完善食品質量安全管理體系，實現食品供應鏈的全程監控，促進我國食品質量安全的提高，進一步增強我國食品的國際競爭力[6]。