物联网技术在食品安全追溯中的应用研究
杨博+刘琰+胡冶
物联网技术在食品安全追溯中的作用
提升追溯数据采集效率。食品安全追溯中应用物联网技术，可以有效提升数据信息采集效率。基于网络平台建立起食品安全门户网站后，食品生产从原料到各个生产环节，乃至于最终的产品销售，各项数据信息均采用物联网技术采集并自动存储在系统中，目前常用的物联网技术包括：一维码采集技术、二维码采集技术、RFID射频识别采集技术以及各种温湿度传感器和环境信息采集技术，消费者可以查询到食品的原料投入情况，以及生产过程中所应用的各项技术。应用物联网技术来构建食品安全信息平台，将食品加工生产过程透明化管理，群众力量也能发挥在监管层面，不但提升了食品安全监管效率，安全追溯也拥有更精准的数据信息基础，可避免出现最终信息结果方面的误差。
食品安全全环节监管。造成食品安全隐患的因素众多，包括原材料选择、生产工艺，以及运输储存过程中的缓解国内因素等，任何一个环节出现问题都很容易造成最终食品安全隐患。基于互联网技术基础上建立食品安全追溯系统，各个环节质量情况均详细的记录在其中，食品出现安全问题时可以更准确分析引发原因，对具体责任方进行追究。食品生产加工需要经过不同厂商，包括原料粗加工，各个环节之间更涉及到运输与保存，传统管理模式下出现安全问题很难解决，应用物联网技术后，各个环节数据信息均存储在系统中，方便监管部门管理，对于生产环节中存在的不规范现象也能及时调整控制，从根源上降低了食品安全隐患问题发生的几率。
基于物联网技术的食品安全追溯技术
系统结构分类。首先按照网络环境下对食品安全溯源系统结构进行分类，首先是网络资源系统，将与食品安全相关的信息录入到网络系统中，构建出食品安全追溯数据库，将网络环境下的各项请求与数据库相互连接，实现数据信息之间更高效传输。系统结构分析中网络资源环境属于基础部分，可以为其他结构层次功能实现提供数据资源，接下来的公共服务与应用服务在功能上才能提升。公共服务系统部分则是面对使用者构建设计的，包括各项查询功能入口，系统构建中要体现出服务功能稳定性，操作界面简单清晰，能够帮助使用者准确的判断所需要功能，并进入到相关系统中。最后是应用服务功能，属于综合处理模块，可以了解到不同食品的安全质量标准。
食品安全监测数据节点。通常食品安全追溯系统共有两级节点，分别为安全生产数据与产业链安全监管数据。不同类型数据产生后会存储到两个独立的数据库中，避免系统运行使用中出现数据库错乱的情况，并为接下来所开展的各项安全控制提供基础条件。物联网平台中的数据节点开发需要建立在强大存储功能基础上，分析数据存储是否可以满足使用需求，有针对性的进行数据开发应用。面对食品安全追溯中的海量信息控制，可以采取数据分层处理方法，避免处理使用中出现数据之间影响问题。除此之外消费节点以及其他层面数据采集均要区分进行，将关键节点详细区分，为食品安全计划进行建立适合的现场环境，通过科学分区来提升整体监管系统运行控制能力，促进食品安全监管效率得到全面提升。节点构建是区分功能以及实现各项管理任务的关键，数据库是接下来各项食品安全信息追溯进行的依据，结合物联网技术开发构建中也要重点加强。
食品安全物联网数据采集技术。GS1/EPCGlobal针对采用一维码、二维码和RFID技术实现产品追溯制定了完善的物联网数据采集技术架构，该物联网数据采集技术架构分为标识层（Identify）、捕获层（Capture）和共享层（Share）。标识层包括目前的各种物品编码规范，符合GS1架构的物品编码包括GTIN码（全球贸易项目代码）、GLN码（全球位置代码）、SSCC码（序列船运容器编码）、GRAI码（全球可回收资产标识符）、GIAI码（全球个人资产标识符）和GDTI码（全球文档类型标识符）。捕获层主要包括各种GS1的标识载体规范，如EAN/UPC条码规范，ITF-14外包装条码规范，GS1-128一维码技术规范以及RFID读写器和标签的相应技术规范。共享层主要定义了采集到的物品信息如何进行交换，物品信息又分为主数据（Master Data），贸易数据（Transactional Data）和事件数据（Event Data），主数据主要通过GDSN全球数据同步网络进行数据传输和同步，贸易数据则通过GS1 XML和EAN COM进行电子商务数据交换，事件数据则通过EPCIS进行事件数据交换。
物联网技术应用在食品安全追溯中的功能实现
中心数据库系统。构建中心数据库需要对食品信息进行数据库分类，区分出食品原料类型。例如禽类与乳业类，并将食品生产厂商信息记录到系统中。中心数据库需要对功能请求进行转换，满足用户对食品安全信息的查询需求，食品生产期间所产生的各类数据信息，均录入到系统中，作为中间枢纽部分来进行控制使用。中心数据库中还需要建立食品安全指标，将所传输的食品安全信息输入其中，对比规定的食品安全标准判断食品质量是否达标，中心数据库系统设计中要考虑运行环境中存在的隐患，建立安全保护屏障，数据库登录需要安全密匙，对用户身份进行自动审核，避免非法用户登錄系统中造成数据库使用安全隐患问题。
种植养殖场管理系统。种植养殖场信息管理是针对食品原料来进行的，种植养殖场中各项信息能够准确反映在系统中，在此基础上所开展的食品安全追溯也能从源头部分开展。其中包括养殖场信息档案建立，将禽类以及果树等产品粘贴电子标签，扫描电子标签后其中的各项信息便能够显示出来。养殖业应用物联网技术后，通过建立电子档案来反映出生长发育情况，方便对具体的销售时间进行计算。对种养殖场食品进行生产加工的管理，具体的来讲，畜、禽、渔等肉类的屠宰与生产加工，果蔬谷物大米等食品的挑选加工、奶类生产与奶制品加工、饮料的生产等等。在生产与加工环节中，将种植养殖环节中标签所标识的信息传递入生产加工环节信息链，按管理标准与规范采集生产加工不同节点上的信息，通过电子标签唯一标识，并将该信息传送到物流环节中电子信息还能够用于了解不同饲养方法，根据动物的生长发育情况来添加需要的营养元素，为动物提供需要的营养物质。种植养殖场管理系统中可以将疫病预防录入到其中，养殖场管理人员可以根据季节多发的流行性疾病来采取防御措施。种植场用过物联网管理平台来了解需要施加的农药，避免由于农药肥料使用不当造成最终的种植业污染问题。
安全生产与加工管理系统。生产加工过程中的食品安全管理，体现在原料筛选以及工艺流程方面，按照物联网系统中所提示的内容来避免出现原料添加冲突问题，确保食品加工原料安全。对于奶制品以及熟食制品，生产加工中对杀菌工艺有严格要求，将生产中所应用的杀菌技术输入到管理系统中，并建立电子标签档案，从而实现对产品的统一管理目标，如果出现劣质假冒产品通过电子识别码也能区分出来，电子标签是独立并且不能仿制，具有安全验证功能。将其作为物流运输环节中识别信息来使用，从而促进最终的电子加工生产任务安全进行。运用物联网技术来提升食品安全追溯中的严谨性，实现食品原料质量控制。具体食品安全追溯需要综合各数据库来进行，建立起综合控制体系，来促进最终的食品安全追溯任务高效开展。
供应链管理系统。供应链建立在RFID基础上进行，对生产厂商以及供应链进行安全追溯，供应链管理中通过物联网信息来对产品进行描述，了解出厂过程中的各项基础信息。物流供应链中所了解的基础信息关系到产品销售任务进行，以此可见其重要性。供应链管理可以建立在物联网网络平台来进行，对产品运输情况进行了解，查看物流运输信息的更新情况。货物运输需要登记详细的个人信息，以及货物的储存历史等，将其共享到专项物联网平台中，可更方便进行加工方向选择，将其作为指导来进行原料使用的旋转，从而全面促进监管控制任务开展。供应链管理系统构建需要体现出数据来源广泛性，各个商户均能重视产品运输过程中的供应链管理，这样中心数据库中的信息才更加完善，从而达到最佳管理效果，以数据库为中心来进行现场信息构建使用。
物联网技术在消费环节的管理。消费环节中所应用的物联网技术能够帮助快速识别商品信息，包括产品名称、数量以及销售金额等方面的信息，消费环节管理属于食品安全追溯过程中的末端部分，与其他方面的数据安全管理共同构建形成物联网监管体系。管理主要针对食品类型来进行，销售企业将所采购的产品信息录入到物联网系统中，管理人员通过系统内所存储信息可以了解到是否存在过期或者临期产品，对其进行正确处理。通过这种管理方法来避免消费环节中出现影响安全性的因素，确保产品在销售环节中能够在规定时间内得到合理处理。
物联网技术在食品安全追溯中应用的优势
随着电子信息技术不断发展进步，基于物联网技术基础上所建立的食品安全追溯系统功能也更加强大，能够满足各类实用需求，利用手机便可以完成对电子标签的扫描。由此可见物联网技术应用在食品安全追溯中前景十分可观，随着市场需求的不断变化，在功能上也随着做出优化调整，可以针对不同的食品类产品类型来进行数据库构建，为用户提供更加精准详细的食品安全类相关信息。技术应用以及发展在市场中具有绝对优势，会逐渐发展成为食品安全监管中的主要运营平台，从而实现食品安全管理計划全面落实，促进食品加工生产市场不断发展进步。
综上所述，食品安全追溯将利用为物联网实现信息融合、查询、监控，为每一个生产阶段以及分销到最终消费领域的过程中提供针对每件货品安全性、食品成分来源及库存控制的合理决策，实现食品安全预警机制。物联网技术贯穿于食品安全始终，包括生产、加工、流通、消费各环节，全过程严格控制，建立了一个完整的产业链的食品安全控制体系，形成各类食品企业生产销售的闭环生产， 以保证向社会提供优质的放心食品，并可确保供应链的高质量数据交流，让食品行业彻底实施食品的源头追踪以及在食品供应链中提供完全透明度的能力。
物联网技术在食品安全追溯中的作用
提升追溯数据采集效率。食品安全追溯中应用物联网技术，可以有效提升数据信息采集效率。基于网络平台建立起食品安全门户网站后，食品生产从原料到各个生产环节，乃至于最终的产品销售，各项数据信息均采用物联网技术采集并自动存储在系统中，目前常用的物联网技术包括：一维码采集技术、二维码采集技术、RFID射频识别采集技术以及各种温湿度传感器和环境信息采集技术，消费者可以查询到食品的原料投入情况，以及生产过程中所应用的各项技术。应用物联网技术来构建食品安全信息平台，将食品加工生产过程透明化管理，群众力量也能发挥在监管层面，不但提升了食品安全监管效率，安全追溯也拥有更精准的数据信息基础，可避免出现最终信息结果方面的误差。
食品安全全环节监管。造成食品安全隐患的因素众多，包括原材料选择、生产工艺，以及运输储存过程中的缓解国内因素等，任何一个环节出现问题都很容易造成最终食品安全隐患。基于互联网技术基础上建立食品安全追溯系统，各个环节质量情况均详细的记录在其中，食品出现安全问题时可以更准确分析引发原因，对具体责任方进行追究。食品生产加工需要经过不同厂商，包括原料粗加工，各个环节之间更涉及到运输与保存，传统管理模式下出现安全问题很难解决，应用物联网技术后，各个环节数据信息均存储在系统中，方便监管部门管理，对于生产环节中存在的不规范现象也能及时调整控制，从根源上降低了食品安全隐患问题发生的几率。
基于物联网技术的食品安全追溯技术
系统结构分类。首先按照网络环境下对食品安全溯源系统结构进行分类，首先是网络资源系统，将与食品安全相关的信息录入到网络系统中，构建出食品安全追溯数据库，将网络环境下的各项请求与数据库相互连接，实现数据信息之间更高效传输。系统结构分析中网络资源环境属于基础部分，可以为其他结构层次功能实现提供数据资源，接下来的公共服务与应用服务在功能上才能提升。公共服务系统部分则是面对使用者构建设计的，包括各项查询功能入口，系统构建中要体现出服务功能稳定性，操作界面简单清晰，能够帮助使用者准确的判断所需要功能，并进入到相关系统中。最后是应用服务功能，属于综合处理模块，可以了解到不同食品的安全质量标准。
食品安全监测数据节点。通常食品安全追溯系统共有两级节点，分别为安全生产数据与产业链安全监管数据。不同类型数据产生后会存储到两个独立的数据库中，避免系统运行使用中出现数据库错乱的情况，并为接下来所开展的各项安全控制提供基础条件。物联网平台中的数据节点开发需要建立在强大存储功能基础上，分析数据存储是否可以满足使用需求，有针对性的进行数据开发应用。面对食品安全追溯中的海量信息控制，可以采取数据分层处理方法，避免处理使用中出现数据之间影响问题。除此之外消费节点以及其他层面数据采集均要区分进行，将关键节点详细区分，为食品安全计划进行建立适合的现场环境，通过科学分区来提升整体监管系统运行控制能力，促进食品安全监管效率得到全面提升。节点构建是区分功能以及实现各项管理任务的关键，数据库是接下来各项食品安全信息追溯进行的依据，结合物联网技术开发构建中也要重点加强。
食品安全物联网数据采集技术。GS1/EPCGlobal针对采用一维码、二维码和RFID技术实现产品追溯制定了完善的物联网数据采集技术架构，该物联网数据采集技术架构分为标识层（Identify）、捕获层（Capture）和共享层（Share）。标识层包括目前的各种物品编码规范，符合GS1架构的物品编码包括GTIN码（全球贸易项目代码）、GLN码（全球位置代码）、SSCC码（序列船运容器编码）、GRAI码（全球可回收资产标识符）、GIAI码（全球个人资产标识符）和GDTI码（全球文档类型标识符）。捕获层主要包括各种GS1的标识载体规范，如EAN/UPC条码规范，ITF-14外包装条码规范，GS1-128一维码技术规范以及RFID读写器和标签的相应技术规范。共享层主要定义了采集到的物品信息如何进行交换，物品信息又分为主数据（Master Data），贸易数据（Transactional Data）和事件数据（Event Data），主数据主要通过GDSN全球数据同步网络进行数据传输和同步，贸易数据则通过GS1 XML和EAN COM进行电子商务数据交换，事件数据则通过EPCIS进行事件数据交换。
物联网技术应用在食品安全追溯中的功能实现
中心数据库系统。构建中心数据库需要对食品信息进行数据库分类，区分出食品原料类型。例如禽类与乳业类，并将食品生产厂商信息记录到系统中。中心数据库需要对功能请求进行转换，满足用户对食品安全信息的查询需求，食品生产期间所产生的各类数据信息，均录入到系统中，作为中间枢纽部分来进行控制使用。中心数据库中还需要建立食品安全指标，将所传输的食品安全信息输入其中，对比规定的食品安全标准判断食品质量是否达标，中心数据库系统设计中要考虑运行环境中存在的隐患，建立安全保护屏障，数据库登录需要安全密匙，对用户身份进行自动审核，避免非法用户登錄系统中造成数据库使用安全隐患问题。
种植养殖场管理系统。种植养殖场信息管理是针对食品原料来进行的，种植养殖场中各项信息能够准确反映在系统中，在此基础上所开展的食品安全追溯也能从源头部分开展。其中包括养殖场信息档案建立，将禽类以及果树等产品粘贴电子标签，扫描电子标签后其中的各项信息便能够显示出来。养殖业应用物联网技术后，通过建立电子档案来反映出生长发育情况，方便对具体的销售时间进行计算。对种养殖场食品进行生产加工的管理，具体的来讲，畜、禽、渔等肉类的屠宰与生产加工，果蔬谷物大米等食品的挑选加工、奶类生产与奶制品加工、饮料的生产等等。在生产与加工环节中，将种植养殖环节中标签所标识的信息传递入生产加工环节信息链，按管理标准与规范采集生产加工不同节点上的信息，通过电子标签唯一标识，并将该信息传送到物流环节中电子信息还能够用于了解不同饲养方法，根据动物的生长发育情况来添加需要的营养元素，为动物提供需要的营养物质。种植养殖场管理系统中可以将疫病预防录入到其中，养殖场管理人员可以根据季节多发的流行性疾病来采取防御措施。种植场用过物联网管理平台来了解需要施加的农药，避免由于农药肥料使用不当造成最终的种植业污染问题。
安全生产与加工管理系统。生产加工过程中的食品安全管理，体现在原料筛选以及工艺流程方面，按照物联网系统中所提示的内容来避免出现原料添加冲突问题，确保食品加工原料安全。对于奶制品以及熟食制品，生产加工中对杀菌工艺有严格要求，将生产中所应用的杀菌技术输入到管理系统中，并建立电子标签档案，从而实现对产品的统一管理目标，如果出现劣质假冒产品通过电子识别码也能区分出来，电子标签是独立并且不能仿制，具有安全验证功能。将其作为物流运输环节中识别信息来使用，从而促进最终的电子加工生产任务安全进行。运用物联网技术来提升食品安全追溯中的严谨性，实现食品原料质量控制。具体食品安全追溯需要综合各数据库来进行，建立起综合控制体系，来促进最终的食品安全追溯任务高效开展。
供应链管理系统。供应链建立在RFID基础上进行，对生产厂商以及供应链进行安全追溯，供应链管理中通过物联网信息来对产品进行描述，了解出厂过程中的各项基础信息。物流供应链中所了解的基础信息关系到产品销售任务进行，以此可见其重要性。供应链管理可以建立在物联网网络平台来进行，对产品运输情况进行了解，查看物流运输信息的更新情况。货物运输需要登记详细的个人信息，以及货物的储存历史等，将其共享到专项物联网平台中，可更方便进行加工方向选择，将其作为指导来进行原料使用的旋转，从而全面促进监管控制任务开展。供应链管理系统构建需要体现出数据来源广泛性，各个商户均能重视产品运输过程中的供应链管理，这样中心数据库中的信息才更加完善，从而达到最佳管理效果，以数据库为中心来进行现场信息构建使用。
物联网技术在消费环节的管理。消费环节中所应用的物联网技术能够帮助快速识别商品信息，包括产品名称、数量以及销售金额等方面的信息，消费环节管理属于食品安全追溯过程中的末端部分，与其他方面的数据安全管理共同构建形成物联网监管体系。管理主要针对食品类型来进行，销售企业将所采购的产品信息录入到物联网系统中，管理人员通过系统内所存储信息可以了解到是否存在过期或者临期产品，对其进行正确处理。通过这种管理方法来避免消费环节中出现影响安全性的因素，确保产品在销售环节中能够在规定时间内得到合理处理。
物联网技术在食品安全追溯中应用的优势
随着电子信息技术不断发展进步，基于物联网技术基础上所建立的食品安全追溯系统功能也更加强大，能够满足各类实用需求，利用手机便可以完成对电子标签的扫描。由此可见物联网技术应用在食品安全追溯中前景十分可观，随着市场需求的不断变化，在功能上也随着做出优化调整，可以针对不同的食品类产品类型来进行数据库构建，为用户提供更加精准详细的食品安全类相关信息。技术应用以及发展在市场中具有绝对优势，会逐渐发展成为食品安全监管中的主要运营平台，从而实现食品安全管理計划全面落实，促进食品加工生产市场不断发展进步。
综上所述，食品安全追溯将利用为物联网实现信息融合、查询、监控，为每一个生产阶段以及分销到最终消费领域的过程中提供针对每件货品安全性、食品成分来源及库存控制的合理决策，实现食品安全预警机制。物联网技术贯穿于食品安全始终，包括生产、加工、流通、消费各环节，全过程严格控制，建立了一个完整的产业链的食品安全控制体系，形成各类食品企业生产销售的闭环生产， 以保证向社会提供优质的放心食品，并可确保供应链的高质量数据交流，让食品行业彻底实施食品的源头追踪以及在食品供应链中提供完全透明度的能力。
