◎ 杨溢凡，宁学星，曾程龙，董香丽

（山东协和学院，山东 济南 250109）

近年来，食品安全溯源系统的研发引起政府的高度重视。食物中毒、疯牛病、口蹄疫、禽流感等多种畜禽传染疾病以及农药残留等各类食品安全危害事件频繁多地发生等都促进了我国食品安全检测溯源系统的研发和应用推广。食品溯源系统不仅可以在农业种植食品养殖、生产加工过程中自动进行食品检验消毒检疫，还可以在各食品中转站之间进行自动部署，记录食品检验检疫消杀相关工作以及确定物流运输路线，并将食品溯源系统监控安全链条直接延伸至各个食品销售服务终端，实现从生产到销售监控流程的全覆盖。本文对信息时代下肉制品食品进行溯源所应用到的技术进行探究，分析各现代技术在食品溯源方面的优劣，为溯源系统的建立和完善提供参考。

1 相关技术

1.1 物联网技术

1.1.1 传感器技术

传感器是信息化溯源的数据来源，相当于人的眼睛，用来获取食品各环节的技术信息。溯源系统应具备RFID电子标签，存储生产、加工、物流和防疫信息。

1.1.2 传感器网络

传感器采集网络技术是手机传感器网络技术、计算网络技术、现代通信网络、无线通信网络技术以及分布式实时信息处理等多种技术的有机融合体[1]，用于将手机传感器网络采集到的数据通过汇聚网络上网后传至手机传感器计算机信息系统中心并进行实时数据处理，再通过现代无线通信网络技术将相关信息实时传送连接到手机客户端。

1.1.3 嵌入式系统技术

利用嵌入式系统技术，可同时实现对多个任务处理单元的调度，关闭不工作的设备，从而降低与控制能耗。部署在各物流中转枢纽以及生产环节，用于对RFID电子标签内的信息进行读写，在降低能耗、实现单一的简单重复操作上有极大的优势。不仅可以降低能源成本，还可以解放大量劳动力，可降低溯源系统运营和维护成本，对溯源系统的推广应用上有极大贡献。

1.2 大数据

大数据技术在追溯技术上有举足轻重的地位[2]，对溯源终端上采集到的大量数据组进行分类和处理，可以有效地防控食品安全出现的潜在风险。我国目前大数据在商业上的应用已经有较大发展，例如电信公司利用大数据分析用户手机号码使用情况，针对性地限制可能用于电信诈骗的手机号码，对电信安全有极大的帮助。大数据的另一个优势在于综合利用多元数据进行分析，在对溯源信息分析的同时，还可以对生产、加工产业链条公司相应信用数据等进行综合分析，实现食品安全监控的分级管理或提前预警。

1.3 云计算

溯源系统的实现需要庞大的算力，单独设立大型计算中心成本过高。随着云计算技术的发展，算力问题逐渐得到解决。云计算的背后需要多部服务器作为支撑，通过这些服务器组成的系统将需要运算的巨大数据进行分解，将分解后的数据通过小程序运算得到最终的结果，再将结果反馈给客户的过程就是云计算。通过分布式计算的方式，可以实现对微型终端空闲算力的整合应用，在解决大型计算算力不足问题的同时，也让终端冗余算力得到充分应用[3]。

1.4 通信技术

物联网系统应用过程中有多种无线通信方式，而在实际应用中，WIFI、Zigbee、BLE、RFID等短距离无线通信在物联网系统应用中较为普遍，必须要有特定的组网、通信策略才能实现与上位机的通信。接下来将对几种主要的通信方式进行对比探讨，分析其优劣。

1.4.1 WiFi

WiFi作为无线局域网技术中应用最广泛的技术之一，是无线通讯领域的主导者。WiFi设备通常是在2.4 GHz和5.8 GHz两个频段，以下为WiFi技术的基本特征。

（1）由于短距离通信传输速度非常快，其他新型无线通信传输技术很难与其相比，WiFi的无线传输速度可以达300 Mbps。

（2）WiFi技术具有极强的穿透力并且信号覆盖面积大，现代建筑对其信号的干扰小。

1.4.2 Zigbee

由于短距离通信传输速度非常快，其他新型无线通信传输技术很难与其相比，同时支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全[4]。以下为Zigbee技术的基本特征。

（1）Zigbee技术能够传输信息容量较大的数据，其自身具有高效的碰撞避免机制，使数据能够安全高效的传输，同时可有效避免数据在传输过程中发生信号碰撞。Zigbee技术还具有与网络相融合的特点，在进行数据传输操作时，可直接连接家庭中的控制网络，并且不会发生碰撞。

（2）综合使用Zigbee关键技术可在进行视频数据无线传输时，每个传输节点都能很好地节约电源耗电，这也是此项关键技术的最大优点之一，两节5号式蓄电池组所提供的电源工作持续时间一般能够长达一年，大大节约了使用成本。

1.4.3 NB-IOT

（1）NB-IOT技术是一项新兴通讯技术，隶属于于IOT技术领域。其主要特点是能够支持低频高功耗网络设备、待机时间长、能广泛使用各种蜂窝式的数据网络连接，被人们称为低频高功耗蜂窝广域网[5]。而采用NB-IOT等技术设备的燃料电池使用寿命高达10年之久，覆盖面广。在同样的频段下NB-IOT技术网络可覆盖整个室内。

（2）连接能力强。NB-IOT技术可支持大量设备同时连接，其功耗低，同时具备优化的网络架构。

（3）低成本。企业使用的单个NB-IOT技术接连模块的成本大概在30元左右。

1.5 定位技术GIS

GIS技术利用定位信息技术和电子地图技术相结合的方式，将地图和移动目标显示在APP的屏幕上或计算机屏幕上[6]，给客户更直观的使用感受。

2 系统实现

通过对食品质量追踪溯源系统的分析，对起重要的组成进行分解，分别是RFID系统、云端数据库、微信小程序。系统工作流程主要包括：信息采集、数据包上传、用户查询。

2.1 RFID系统

RFID系统由货品电子标签、二级节点以及信息系统3部分组成。货品电子标签存储信息覆盖生产、加工、物流中转、检疫防疫等溯源信息；二级节点由食品供应链、食品安全部门和生产加工关键节点组成；信息系统负责二级节点读写信息并经信息系统综合处理后上传至数据库。

2.2 云端数据库

数据库采用RDS For MySQL关系型数据库，可以满足溯源系统大量二级节点高并发的问题。云端数据库用以存储节点上报数据，并且提供API接口用于小程序调用访问数据，三者结合起来可以满足食品追踪溯源系统的功能。

2.3 微信小程序

微信小程序是用户与溯源系统交互的直接主体，小程序将提供QR码查询或支持NFC功能的手机进行感应识别。同时小程序还提供食品安全监督机构相应的抽检结果。

3 结语

肉制品食品安全溯源是一个复杂的系统工程，在系统设计过程中要确保每一步都紧密相连，环环相扣。随着技术日新月异的发展，其概念也在不断地向前延伸，将来对其的研究也将不断深入。物联网应用使得溯源技术面临新的变革，随着将来应用范围的不断扩大，对不同食品检测也会有新的要求，这就需要研究人员不停探索新的需求，发展新的技术。