基于RFID的食品供应链管理系统

1介绍

近年来，各类食品安全问题的爆发引起了社会的广泛关注。因为食品安全直接关系到人类的生命健康，每一个消费者都希望能够买到健康、安全、放心的食品，掌握食品安全的全部信息。为了保障消费者的健康以及社会稳定和经济发展的需求，通过可视化的食品供应链管理系统来监控食品安全的重要性变得越来越重要。随着信息技术的发展，人们通过建立EDI平台实现了电子数据的交换。射频识别(RFID)作为一种新的识别技术，使食品安全监测更加成熟。

2建立基于RFID的供应链管理系统

2.1基于RFID的跟踪溯源系统模型

基于RFID的跟踪溯源系统模型包括RFID数据采集系统、RFID信息服务系统和应用软件(如物流决策系统等)。

模型的工作原理如下:

(1)通过RFID的无线通信方式，将存储在电子标签上的数据传输给阅读器。

(2)读取器收集到的数据由中间件过滤掉，然后生成事件序列并传输给企业应用软件。

(3)企业应用软件可以通过Internet或局域网访问信息服务器，访问与产品相关的信息，这些信息由电子标签信息表示。这种模式的信息服务系统相对集中，由产品厂商或第三方机构维护，可以建立相对封闭的系统，对单个企业的产品进行跟踪和追溯。这符合现阶段国内溯源体系的发展。

3.2食品供应链管理系统

与上述模型相对应，RFID食品供应链管理系统一般由RFID标签/阅读器、RFID中间件和RFID应用系统组成。

(1) RFID标签/读写器。RFID标签贴在食材、半成品、成品外包装表面和货运托盘上，记录实体的属性信息和相关操作信息。RFID阅读器设置在供应链的关键节点，实时读取食品RFID标签中的信息，并将其与阅读器自身属性和读取时间一起传输给RFID中间件。

(2) RFID中间件。RFID中间件负责RFID硬件及配套设备的信息交互和管理，作为软硬件集成的桥梁，完成上下级复杂应用系统之间的信息交换。中间件连接到RFID阅读器，并从阅读器接收RFID数据。它具有数据采集、过滤、集成和传输功能，以便将正确的对象信息传输到后端应用系统，进而降低架构和维护的复杂性。

(3) RFID应用系统。RFID应用系统是食品供应链中集成RFID数据和业务逻辑的信息管理系统。它可以为来自RFID中间件的虚拟数据对象执行预先建立的业务逻辑。我们将该模型应用于食品行业，形成一个整合食品供应链的工具。

RFID系统主要有三个功能:信息采集、信息传输和信息管理。信息采集是实现信息流的前提，信息传递实现了信息流的连续性。信息的有效管理和应用实现了信息流的价值。这些职能贯穿于生产、仓储、运输、销售的各个环节，能够对食品供应链进行全面的监控和管理。在食品供应链系统中，为物料库、加工厂、食品仓库、销售网络等环节设置RFID阅读器。标签信息经过RFID中间件的过滤和集成，传输到信息控制中心。信息控制中心作为整个系统中的公共信息服务子系统，对系统中的所有信息进行控制，控制信息从中间件传递到各个环节，以完成相应的操作。

针对食品供应链系统中各个环节的功能和特点，我们应该选择不同的RFID标签:

(1)在生产加工过程中，从原料基地运输到加工厂的每一批原料都伴随着一个RFID标签，它主要记录了生产养殖的相关信息，如养殖场数量、交货时间、批次交货等，这些都与生产企业内部信息系统数据库有关。在生产加工结束后，还应将节点的加工信息写在标签上，然后装箱打包，放在带有RFID标签的托盘上，进行运输和仓储。

(2)在食品存放环节，对托盘上的入库和存放RFID标签进行扫描。系统可以清楚地知道集装箱甚至托盘上单件货物的标志、地点、历史、目的地、有效性等信息。通过自动扫描RFID标签，可以准确监控食品库存。当库存接近或低于安全库存时，系统会自动做出提示，并根据订单模型快速做出订单计划，在库存经理确认后发送到加工厂。

(3)在食品配送调度中，系统根据各销售网点的历史销售数据和实时反馈的销售信息进行食品配送。食品到达各个销售点后，扫描进入销售库，建立入库信息。当食品库存没有及时补充时，他们还可以将信息发送到其他销售点，分配多余的库存。

(4)在食品销售环节，销售人员将从库中扫描出的视频，并在实际销售过程中，建立单个食品与客户之间的数据链接，并将食品销售信息实时反馈到食品仓库，以便做出进货和补货的计划决策。

4基于RFID技术的系统优势及存在问题分析

4.1 RFID与其他跟踪技术的比较

目前，食品供应链的管理方法并不多。传统技术很难对整个系统进行实时监控。条形码技术在食品工业中得到了广泛的应用，近几十年来，条形码技术发展迅速，二维条形码是在原有一维条形码的基础上发展起来的。但是一维条码的尺寸比较大，不适合用在较小的物品上，也不具备容错能力。二维码属于电子识别范畴，提高了身份识别的自动采集能力，但其采集前端为光信号读取装置，容易受到光、雾、脏污染等物理环境的影响。同时，条形码技术只能采用人工方法近距离读取，无法实现对大批量食品海量信息的实时快速获取，也无法提供食品流通环节环境信息的实时记录。

就其本身而言，RFID在许多方面都有明显的优势。读取数字，条形码只读取一次，RFID可同时读取多个RFID标签数据;远距离读取，条形码读取需要灯光，RFID标签无需灯光即可读取或更新;数据容量，RFID存储容量超过条形码;读写能力强，条码数据不可更新，RFID芯片存储器中的电子数据可重复读写;读取方便，条形码读取需要能够清楚地看到，RFID芯片可以很薄，隐藏在包装中仍然可以读取数据;数据正确性方面，条形码需要手动读取，很容易造成人为错误，RFID标签内的标签所有数据都是通过电磁波传输的，这样可以大大降低出现这种错误的可能性。

结合RFID在食品供应链中应用的特殊要求，RFID标签具有更广泛的适用性。例如，在养殖阶段使用RFID标志可以保证在恶劣环境下数据采集的实时性、自动性和准确性，RFID可以使屠宰过程在屠宰过程中透明化。管理、销售和消费者可以实时、准确、直观地了解屠宰过程的信息。此外，对于肉类、水果蔬菜等生产、加工、仓储运输、零售等环节对温度要求比较严格的食品，RFID标签可以具有温度、湿度传感技术，使其能够识别物体并能记录体温变化。同样，食品物流过程冷链技术中的“带温度传感器的RFID标签”可以自动记录配送和配送过程中的温度变化，以明确相关职责。

4.2系统优势分析

基于RFID的食品供应链管理系统具有以下优点:利用RFID的特点，系统可以达到食品安全溯源管理的目的。与档案追溯的记录相比，它更高效、实时、方便，可以在食品供应链中提供完整、透明的管理，确保食品安全。过程可视化控制、监控和跟踪。相关工作人员不仅了解食品“从农场到餐桌”的全过程，而且通过网络，消费者还可以查询到所购食品的完整跟踪信息。

该系统可以对种植、养殖源头的污染进行监测，也可以及时、真实、准确地反映生产过程中的添加剂。一旦食品中混入有害物质或流通中存在隐患，可以第一时间传递给控制中心，及时得到反应，并采取相应措施。扑灭安全隐患。

使用RFID跟踪溯源系统，采集整合后的数据可以通过网络实时、准确地实现，便于进行更深入、高效的分析研究。在此基础上，系统不仅可以对事故做出快速反应，还可以利用历史数据对食品安全的潜在危害进行有效评估，为科学预警提供依据，从而预防和控制食品组合，保证食品安全。

总的来说，基于RFID的食品供应链管理系统可以使食品“从农田到餐桌”的过程更加透明、可控，还可以快速响应食品需求的变化，提高食品供应链信息的集成效率。

4.3 RFID在食品供应链管理系统中的问题

RFID技术在食品供应链管理系统中的应用可以带来很多优势，但由于一些内部原因，还存在一些问题:

(1)成本问题。价格是影响RFID大规模应用的关键因素。真正做单品的，无论是蔬菜还是鸡蛋都贴有RFID标签，必然需要一个非常低的价格标签，就像今天的条形码一样。但是目前RFID标签的价格还是比较高的，特别是对于一些小的产品，比如家禽、蔬菜等。

(2)信息链问题。RFID技术可以有效识别食品供应链中的产品及相关信息、参与者信息等。对于食品的跟踪和追溯，需要食品供应链中的每一个加工点，不仅要识别已加工的产品，还要收集加工食品材料的信息，并识别加工产品的所有信息，以供下一个加工者或消费者使用。这就像一个链式的环节，任何一个环节断了，整个链条就断开了，供应链之间的环节就比较脆弱，这是实施跟踪和追溯的最大问题。一个结构良好的食品供应链信息平台对信息链的完整性和实施起着重要的作用。

(3)电子标签的信息录入问题。由于食品生产周期不长，消费时限短，品种复杂，生产单位众多，食品供应链必然会产生大量的信息，但一般来说，存储容量越大，价格越高。这涉及到信息筛选。以兽药为例，兽药是动物育种过程中需要考虑的安全指标。引起这种变化的因素有兽药品种、疾病预防、用途、使用时间和破药期。这就要求在实际研究中确定关键信息指标，并对电子标签进行记录，以应对安全事故。

(4)经济效益问题。在RFID发展的早期，RFID一直被广泛认为是一种没有任何标准错误的专有技术。这是因为RFID行业对市场价值的认识存在偏差。RFID供应商总是简单地强调RFID标签的成本。业内有一种流行的说法。当每个RFID标签的成本价格下降到5美分时，RFID的应用将达到“井喷”的临界点。现在RFID标签的成本已经下降到这个水平。然而，RFID技术大规模应用和推广的前景还没有到来。事实上，由于RFID系统由标签、读写器和软件等三个组件组成，通常是一个作业系统(如整个物流链)，有许多站点需要使用，因此他们整体设备的成本不会特别低，而RFID供应商并没有在经济效益上增加权重，在企业的心目中。对RFID的评价总是性价比高于经济平衡。 Therefore, only by making the market clear and clear about the economic benefits that RFID can bring, can the industry's soaring bottleneck be solved.

5的结论

显然，RFID技术的广泛应用还需要突破安全、成本、技术等诸多瓶颈，需要进一步的研究和开发。该系统也存在不足之处，如标签记录信息虚假、信息链中断或信息丢失等，据文献报道可通过同位素、矿物元素、虹膜等检测技术进行监测和支持。但总的来说，RFID是最适合应用于食品安全监控全过程的技术，基于RFID的食品供应链管理系统具有进一步优化的价值。