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基于物联网技术的 畜肉产品可追溯体系研究

发布时间:2020年01月13日 来源:中国自动识别网 作者:贾双文 顾海涛 宋鑫

产品全过程可追溯是现代农牧业的重要标志之一,使得消费者的利益能够得到保障,同时帮助企业建立品牌形象,提升社会效应和经济效益。
上世纪八十年代爆发于英国的牛海绵状脑病(疯牛病),为畜肉产品质量安全敲响警钟。随后接连爆发的口蹄疫、猪链球菌感染、瘦肉精等事件,从根本上动摇了消费者对畜肉产品质量安全的信心。畜肉产品因其生产周期长、生产链条长、生产环节多、污染源复杂等原因,一直难以建立有效的追溯体系,制约了畜牧业的良性发展。随着物联网技术的出现,利用射频识别(RFID)、产品电子代码(EPC)、传感器、物流跟踪定位等技术,为实现畜肉产品全程可追溯提供了解决之道。
基于物联网技术的畜肉产品可追溯系统架构
基于物联网技术的畜肉产品可追溯体系是通过射频识别和条码等技术对产品进行唯一标识,利用智能传感器、红外感应器、全球定位系统等信息传感装置自动采集、整理产品供应链环节中的数据和环境参数,通过现代网络技术进行数据传输,实现信息的传递与共享,最终实现企业内部和企业间的信息追溯。基于物联网技术的畜肉产品追溯流程,如图1所示。
 
图1   基于物联网技术的畜肉产品追溯系统
 
基于物联网技术的畜肉产品可追溯体系的优势:一是可以加强和完善对生产过程的监督、管理,一旦出现食品安全问题,可在第一时间追踪溯源,进而快速召回问题产品,保障食品安全;二是可以帮助消费者了解畜肉产品生产的过程,辨别产品真伪,提高消费保障;三是可以提高企业公信度,提升品牌价值,加强生产数字化管理。
射频识别在畜肉产品可追溯体系中的应用
RFID 技术是物联网技术的重要组成部分,是利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无线接触资讯传递并通过所传递的资讯达到识别目的的技术,与传统识别技术相比,RFID 技术具有信息存储量大、快速识读、通讯距离长、可重复使用、可同时识别多个目标和抗污染和耐久能力强等优势,目前已在牲畜管理和畜肉产品追溯方面有重要的应用。
饲养环节。通过RFID电子耳标对牲畜进行唯一编号,在棚舍入口处安装RFID电子耳标读写器,可以详细记录牲畜来源、品种、出生时间、饲料信息、用药信息、免疫信息、出栏时间;还能够详细记录养殖场主的信息,如姓名、证件号、联系电话、地址等信息,最终实现对牲畜的精准管理。
屠宰环节。牲畜入场时通过读取牲畜RFID耳标采集的信息,并将称重、检验检疫等信息存入屠宰加工管理系统。在屠宰过程中对胴体的分割需要从去头开始,有源RFID标签与胴体分离后,需将RFID电子耳标与挂钩电子标签进行数据对接,结合智能屠宰分割系统,详细记录每一头屠宰牲畜的屠宰信息、检验检疫信息。
在分割加工阶段按照肉类产品分割标准,分配GTIN,定量包装整箱商品可分配ITF-14商品条码或EAN-13商品条码,最终为每一个销售单品打印对应的条码或二维码追溯标签,后期消费者可通过扫描追溯码查询详细追溯信息。
仓储物流环节。主要利用RFID建立智能化的仓储物流管理系统,显著提升仓库及物流管理技术水平。肉类产品作为一种对保鲜要求较高的产品,对仓库的储存环境较高,应对仓储物流环境进行严格把控。因此在芯片方面建议除采用目前超高频标签芯片拥有的功能外,还应具备温度、湿度或压力等信息的采集能力。
产品电子代码在畜肉产品可追溯体系中应用
EPC利用全球统一的物品编码技术,赋予牲畜全球唯一的代码,并利用RFID电子标签进行标识。EPC是新一代与GS1编码兼容的编码标准,在物联网中得到广泛应用。牲畜EPC 代码是由一个标头加上另外三段数据(依次为域名管理者、牲畜品种分类、序列号)组成的一组数字,其中标头标识EPC的类型使得EPC随后的码段可以有不同的长度;域名管理者是描述此EPC所属的生产厂商信息;牲畜品种分类是描述牲畜所属相关的品种;序列号则描述的是牲畜个体的流水号。牲畜电子代码结构,如表1所示。
 
传感器在畜肉产品可追溯体系中应用
传感器是构成物联网的基础单元,是物联网的耳目,也是物联网获取相关信息的来源。具体来说,传感器是对目前状态进行识别的元器件,根据传感器的工作原理可分为物理传感器和化学传感器。
饲养环节。现代牲畜养殖对环境监控和牲畜体温监控都有严格要求,应在牲畜养殖舍的适当位置设置相应的无线传感器,每个传感器作为传感器网络中的一个节点,每个节点向平台自动传送采集到的数据。这些无线传感器是基于Zigbee技术构建的物联网智能传感器。随着Zigbee无线传输技术的进步,利用Zigbee组建的低成本、高可靠性大规模无线传感器网络已在畜肉产品可追溯体系中得到初步应用。
利用Zigbee无线传输采集单元主要可以自动采集温湿度信息、光照强度信息、有毒有害气体信息和牲畜体温信息,用户通过有线和无线网络访问设备,实时监测现场的传感器参数,从而控制现场的相关设备。
屠宰排酸环节。通过温湿度传感器自动监测整个过程的温度与湿度并记录。
物流跟踪定位在畜肉产品可追溯体系中应用
要确保畜肉产品质量,就要对货物的流通运输进行严格管控,并对追溯信息进行详细记录,所需记录的信息主要包括:货物数量、发货日期、车辆信息、温湿度和轨迹。在物联网中,对运输畜肉产品车辆贴上EPC标签,同时在运输的关键节点上安装RFID接收转发装置,同时结合全球定位系统就能够对货物运输信息和轨迹进行实时监控。当货物在运输途中,无论是供应商还是经销商都能很好地了解目前货物所处的位置和运输货物温度信息。
作为祖国北疆重要生态安全屏障,内蒙古正着力推进新时代生态文明建设,以生态优先、绿色发展为导向,着力探索高质量发展新方向。内蒙古自治区拥有丰富的草地、耕地资源,是全国重要的绿色畜产品生产输出基地。探求物联网技术在畜肉产品追溯领域的应用,通过物联网技术获取供应链环节的详细信息,追踪牲畜养殖、屠宰、加工、流通、销售的各个过程,能够极大丰富畜肉产品追溯信息,实现从牧场到餐桌的全程可追溯,进而提升优质畜肉产品价值。
贾双文 顾海涛 宋鑫
(作者单位:内蒙古自治区标准化院)
 
参考文献:
[1]张铎.物联网大趋势[M].北京.清华大学出版社,2010:122.
[2]DB15/T 533-2012牲畜射频识别产品电子代码结构
《中国自动识别技术》2019年第6期总第81期

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