农产品质量安全溯源进展现状研究综述

    【摘 要】 随着我国人民生活水平的日益提高，人们越来越重视农产品质量安全问题，国家也将农产品质量安全问题列为关乎民生福祉的头等大事。本文从国内研究的角度出发，整理了近年来我国基于物联网的农产品质量安全溯源系统的进展现状，分析我国农产品质量安全溯源系统目前所存在的问题并提出相应的解决办法。

    【关键词】 农产品质量安全 溯源系统 物联网

    众所周知，“民以食为天，食以安为先”。然而近年来，农产品质量安全问题时有发生，如湖南镉大米、河南毒韭菜、江苏西瓜膨大剂等，这些事件不仅给农产品质量安全带来巨大的挑战，更给消费者带来难以弥补的身心伤害，导致大众消费信心降低，进而危机整个产业链条。

    农产品供应链涉及生产、加工、包装、运输、仓储、销售等多个环节，而其中的任一环节都可能存在不安全和不稳定的因素，因此，建立农产品质量安全溯源体系，对整个农产品供应链条进行全面监控，能够保证在发生质量问题时，可以快速找出出现问题的环节，即使进行补救。目前建立农产品质量安全溯源系统已经成为全球各个国家的一种趋势。

    本文通过对已有文献进行梳理，以期对我国农产品质量安全溯源系统的研究进展现状有更准确的把握，同时为农产品质量安全溯源系统的深入研究提供依据。

    1.农产品可追溯性和追溯系统内涵

    可追溯性是可追溯体系的重要特征，国内外农产品行业各类标准对可追溯性定义各不相同，但是都有共同点，即可追溯性涵盖范围是从起点至终点，并且包含与质量安全相关的各类信息。国际食品标准委员会（Codex）将可追溯性定义为“追踪加工、储运、流通等任何过程的能力，以保持食品供应链信息流的完整性和持续性”。中国《农产品追溯编码导则》（NY/T 1431-2007）中定义为“从供应链的终端（产品使用者）到始端（产品生产者或原料供应商）识别产品或产品成分来源的能力，即通过记录或标识追溯农产品的历史、位置等的能力”。

    追溯系统是由法国等部分欧盟国家提出的一种旨在加强食品安全信息传递，控制食源性疾病危害和保障消费者利益的信息记录体系，其主要内容包括记录管理、查询管理、标识管理、责任管理和信用管理五个部分。

    2.农产品质量安全溯源进展现状研究

    物联网是指相关物品（如农产品）通过信息传感设备，如射频识别装置、红外感应器、全球定位系统等装置与互聯网结合，实现智能化识别和管理。白红武等[1]通过采用QR二维码、溯源、物联网等技术，设计了一套多层次、多角色、多功能的农产品质量安全溯源系统，该系统主要包括网络管理、短信管理、智能手机管理、条码打印、查询机软件和查询网站，溯源对象主要涉及蔬菜、瓜果、猪肉、鸡肉4大类。该系统与其他溯源系统相比，其优点在于更注重应用企业的需求， 减少重复劳动， 注重溯源结果展示， 提高与消费者的交互性。戴克锋[2]提出了一个简易的蔬菜溯源信息模型。他以MyEclipse8.0作为开发平台，Java作为开发语言，SQL Server2005作为数据库。该系统包括了面向蔬菜种植生产者及营销的数据采集子系统和面向消费者蔬菜溯源查询子系统两大功能子系统。该系统还设计了三个功能模块：统一认证模块、程序接口模块及数据支撑模块，这样的设计既确保了系统的安全与系统开发的效率，也使系统具有了较高的可扩展性。颜波等[3]提出了基于RFID、传感器等进行数据采集的物联网技术，该技术有收集信息、反馈信息、储存信息等功能。在此体系中，农产品供应链的各个环节中都应该拥有属于自身的信息收集系统，并且能和整个大系统的信息终端相连。这样做不仅能及时的将该系统中的各种信息告知于政府及监管部门，方便对农产品进行溯源操作，同时信息库也对消费者开放，让消费者能够及时得到农产品相关信息并，并根据自身需求选择安全农产品。该系统强调若要做到农产品质量安全精确的溯源，就需要将在供应链的每个环节中收集到的必要信息转化为RFID标签信息，并将其保存至数据库中心。濮永仙[4]的研究主要针对蔬菜、水果种植分散，难以统一标准，溯源渠道不畅等问题，在此基础上提出了构建基于物联网的新鲜果蔬产品质量安全溯源系统。该系统结合新鲜果蔬产品供应链特点，采用RFID标签与一维码、二维码相结合的混合编码模式，同时结合应用物联网、数据库等技术，开发了具有网络管理、条码打印、产品查询和智能手机管理等多功能的产品质量安全溯源系统。该系统能够对果蔬从种植到销售进行全过程的监控与信息存储，方便消费者和监管部门对产品质量的追溯和生产过程的全程监督。黄全高[5]提出了农产品溯源可视化体系的基本架构。在整个农产品供应链中，通过对每一个农产品配置RFID电子标签以及传感网，及时收集相关信息，并将信息存储在数据中心。该供应链一般分为生产、加工和流通三个模块。生产环节信息主要涉及农产品种植基地、农户、化肥施用情况等;加工环节信息涉及农产品加工基地、设施以及加工流程和药品等;流通环节信息涉及运输、储藏等。最后到了销售环节，零售商将RFID标签复制到销售二维码或条码上，生成溯源码，消费者可以通过各种电子终端扫描二维码或条码获取农产品溯源信息。金炜等[6]通过分析物联网在设施农业上的关键作用，设计出了基于物联网技术的智能温室大棚监控方案，并简述了其系统结构以及功能。并且针对农产品质量安全追溯的需求，利用物联网技术（如RFID） 、二维码等信息感应技术实现了对农产品质量的安全监督。侯春生、夏宁[7]对农产品质量安全溯源体系中广泛应用到的RFID技术最新进展进行了研究，RFID技术（无线射频识别技术）作为一项易于操作、实用灵活的应用技术，目前已广泛应用于农产品原料、加工和销售方面。李彪等[8]以新疆哈密瓜为对象，将数据库技术、NET技术和ASP技术等技术相结合，设计了出了一套基于RFID技术和二维码技术的新疆特色农产品溯源系统，该系统详细记录了新疆哈密瓜在种植、采购、包装、流通和销售各个环节的信息数据，实现了溯源。王晓维[9]等通过对生鲜电商发展现状的分析，指出了传统农产品冷链物流安全监控存在的问题，并在此基础上提出了将RFID技术应用于生鲜电商冷链物流全过程管理的思想，设计出基于RFID技术的生鲜电商冷链物流系统图，阐述了RFID技术在农产品生产、仓储、运输、配送等供应链环节中的应用，进而为生鲜电商的安全监控提出若干策略和建议。陈益能[10]以有机RFID为基础，通过对比分析了ALOHA算法、时隙ALOHA算法、二进制搜索算法和跳跃式二进制树形算法的优缺点，提出在有机RFID中应用跳跃式二进制树形反碰撞算法，从而优化了有机RFID的性能，实现有机RFID在大米供应链中大范围应用。王卉[11]进行了RFID技术嵌入的实例研究。以东台蔬菜质量控制数字化标准，建立合作社蔬菜生长标准体系。实现蔬菜供应链的产、供、销在农业物联网中的安全质量追溯，达到为有效解决我国专业合作社模式下农产品质量控制问题提供解决方案和科技支撑的目的， 实现蔬菜产品从“产地到餐桌”全过程溯源查询。

    3.我国农产品质量安全溯源系统存在问题

    3.1 物联网技术运用不够成熟

    我国目前物联网技术在设施农业方面的发展与应用多数停滞在监测与初步分析的层次上，总体上仍处于初期阶段，该技术应用主要包括监测土壤温度和湿度、作物生长环境光强、CO2 浓度等数据，然后根据监测数据的分析作出决策，并指导农事操作。而目前普遍存在的不足便是固然采集到了数据，但没有联动相关农用设备，仅用于展示或统计分析，没有实现科学决策和智能控制的真正含义[12]。

    3.2 RFID技术存在滞后性

    存在于农产品供应各个环节的RFID技术，可以为农产品质量安全提供全面的监督信息。然而，RFID标签在农产品质量安全预警方面却存在着一定的安全隐患，因为RFID标签只能提供阶段性的信息，因此有可能会造成发现问题时间上严重滞后的情况。同时，由于农产品质量溯源系统中需要收集和处理大量的农产品信息数据，信息泄露将会造成农产品相关主体的利益受损，通过加密RFID技术标签可以很大程度上解决信息安全的问题，但是由于资金限制和整个信息监控过程参与者众多，导致只能加密小部分的射频识别芯片，绝对大部分的射频识别芯片仍然无法有效加密。

    3.3 技术尚未普及，农产品质量安全溯源意识淡薄

    虽然国内很多学者都设计了自己的追溯系统，但大部分还是在实验阶段，缺少统一的数据编码格式或通用的开发架构等， 因此缺乏在市场上通用的可能性， 若要为每个企业单独开发一套追溯系统，不仅成本高，而且也无法做到政府的统一监管。并且，由于我国农产品生产较为分散，大部分还是以小农生产为主，生产集约化水平低，因此大部分农户没有溯源意识也没有使用溯源系统的能力，因此要真正做到农产品的溯源还有相当长的一段路要走。

    4.展望

    农产品质量安全问题是当今全球共同面临的难题，农产品质量安全溯源系统从20世纪八十年代引入，至今已有欧盟、美国、加拿大、澳大利亚等国家相继建立了农产品质量安全溯源系统，与发达国家相比，我国相关研究和起步均较晚，在今后相当长的一段时间，我国都会将农产品质量安全溯源体系的建立放在一个重要的位置。

    我国首先需要完善的是这方面的法律法规，发达国家追溯成功的一个重要保障就是健全的法律法规，我国应该尽快对追溯主体、追溯环节、追溯对象等内容进行明确的法律规定，将农产品质量安全提高到法律层面，做到违法必究。

    其次，我国虽然有多位学者都提出了自己设计的追溯系统，然而却还没有一套通用的系统，因此应该在这方面投入更多的技术支持，尽快做到溯源系统的统一，这样不仅可以有利于监管，同时也有利于各方面信息的整合与收集。

    最后，应该开展广泛宣传，利用各种渠道使公众了解农产品质量安全追溯系统，只有人们在这方面有意识了，才会共同努力参与其中。

    【参考文献】

    [1] 白红武，孙爱东，陈军，孙立荣，卢海燕，梁颖，刘贤进.基于物联网的农产品质量安全溯源系统[J].江苏农业学报，2013，29（02）：415-420.

    [2] 戴克锋.基于物联网的蔬菜质量安全溯源系统研究[D].中南林业科技大学，2013.

    [3] 颜波，王欣妮，冯子祺.物联网环境下的农产品安全可追溯监管体系研究[J].科技管理研究，2016，36（14）：152-159.

    [4] 濮永仙.基于物联网的新鲜果蔬产品质量安全溯源系统的构建[J].贵州农业科学，2016，44（06）：139-143.

    [5] 黄全高.物联网技术下我国农产品质量溯源可视化体系构建[J].农业经济，2016（07）：41-43.

    [6] 金炜，顾玉琦，陈浩.基于物联网的农产品种植监控与质量安全溯源[J].安徽农业科学，2014，42（30）：10788-10790.

    [7] 侯春生，夏宁.RFID技术在中国农产品质量安全溯源体系中的应用研究[J].中国农学通报，2010，26（03）：296-298.

    [8] 李彪，蒋平安，宁松瑞，刘汉坤，田华，王婧，孟亚宾.基于RFID和二维码技术的新疆哈密瓜溯源系统[J].农机化研究，2014，36（08）：196-201.

    [9] 王晓思，崔肖敏，刘佳.RFID技术在生鲜电商冷链物流安全监控中的应用研究[J].安徽农业科学，2014，42（17）：5691-5692+5694.

    [10] 陈益能.基于有机RFID的大米供应链溯源系统关键技术研究[D].湖南农业大学，2014.

    [11] 王卉.基于RFID的蔬菜质量追溯系统的设计与实现[D].南京农业大学，2013.

    [12] 阎晓军，王维瑞，梁建平.北京市设施农业物联网应用模式构建[J].农业工程学报，2012，28（04）：149-154.

    作者简介：尹嘉晞（1994.10.20），女，四川，研究生，广西大学，农业技术经济与管理

    通訊作者：何丽珊