“民以食為天，食以安為先”，我國既是蔬菜的生產大國，又是蔬菜的消費大國。蔬菜質量安全直接關系到國計民生。從“田間到餐桌”，蔬菜需經過生產、加工、貯藏、運輸、銷售等眾多環節，任何一個環節受到污染，都會造成蔬菜的不安全，從而有損于消費者的身心健康。因此，對蔬菜從生產到消費的全生命周期進行跟蹤追溯，就成為保障消費者權益的一種必要手段。
RFID(Radio Frequency Identification)是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻識別信號自動識別目標對象。RFID射頻識別技術具有識別工作無需人工干預、批量遠距離讀取、對環境要求低、使用壽命長、數據可加密、存儲信息可更改等優點，目前在食品和農業的跟蹤追溯領域，RFID自動識別技術也已經有較多的應用[1-7]。
本文以廣州市番禺區東升農場為依托，通過分析RFID射頻識別技術在蔬菜生產管理中的應用，制定了蔬菜跟蹤追溯編碼方案，構建了一個基于RFID自動識別技術的蔬菜質量全生命周期跟蹤追溯平臺，利用RFID自動識別能快速、自動且準確采集和存儲信息等特性，最終實現了對蔬菜種植―采收―加工―運輸―銷售全生命周期的跟蹤和溯源，從而實現對蔬菜有效管理和控制。
1 系統總體介紹
1.1 系統技術架構
系統的邏輯結構劃分為數據采集層、中間層、數據層、功能層、應用層五層體系結構，并以數據庫為基礎，在分布式網絡環境中實現各業務單元用戶對數據的采集與更新、數據的存儲與管理、信息的提取與分析。基于RFID的蔬菜跟蹤追溯系統技術架構如圖1所示。
1.2 系統功能設計
與系統的技術架構相對應，基于RFID自動識別技術的蔬菜跟蹤與追溯系統通過手持式讀取器MT5000和固定式RFID讀寫器UR6258等設備，采集播種信息、施藥施肥信息、采收信息、檢驗檢疫信息等，具體功能如圖2所示。
目前，系統已經實現的功能模塊包括田間運作模塊、采收模塊、檢驗檢疫、銷售加工模塊、庫房管理以及基礎數據維護等模塊。
田間運作模塊主要與農場種植方面的業務相關，包括農場管理、物料領用、種植管理、施肥管理、施藥管理、收割管理、其他運作及種植計劃。
采收管理模塊主要包括與采收有關的業務：采收申請、采收審核、采收打印、采收過磅。
檢驗檢疫模塊包括采前檢測和采后檢測，兩個部分都分別包括農殘檢測記錄和檢測查詢兩個子功能。
銷售加工模塊與加工廠以及加工銷售業務有關，包括加工廠管理、訂單管理、加工計劃。
庫房管理模塊包含與倉庫相關的所有業務功能，包括倉庫管理、入庫管理、出庫管理、物料調配和盤點管理。
基礎蔬菜維護包括系統配置管理、系統編碼管理、角色管理、模塊管理、日志管理以及數據字典。
2 蔬菜跟蹤追溯系統編碼設計
在農場業務流程中使用合理的編碼系統，是應用條形碼或RFID射頻識別技術進行信息關聯、實現信息跟蹤追溯的關鍵。《農產品追溯編碼導則NYT 1431-2007》文件對我國農產品追溯信息做出規定，應該包含包括生產環節和流通環節，而且生產環節和流通環節應包含的內容進行了說明。
本文設計的編碼系統包括物料批次號、種植批次號、采收批次號、基地出貨號、加工廠收貨號、訂單編號、加工廠出貨號以及追溯碼設計，這些編碼用于查找對應的物料批次、種植批次、采收批次、訂單、出貨批次，并且能讓用戶直觀地獲取相關的信息。編碼之間的關聯如圖3所示。
本文對追溯碼的設計主要考慮可行性和可讀性。考慮到企業應用的實際情況，保證實施的可行性，同時又提供一定程度的可讀性，讓用戶能夠直接獲取信息。本文設計的方案追溯碼包括三個部分：
(1)13位GTIN，內含加工廠編號、菜種編號、包裝規格信息;
(2)11位采收信息編碼，截取采收批次號內的字段，包括采收日期、農場號、地塊號，6+2+3=11位;
(3)2位流水號，包括加工批次的追溯碼和訂單號;
該方案關鍵是需要從GTIN中的菜種編號查出菜的種類，然后根據種類查出種植批次，對系統查找流程要求高，可能需要將種植批次號、采收批次號中的分田序號改回菜種編號。
該方案不但能夠實現從播種到超市的全供應鏈的全生命周期跟蹤追溯，而且還能兼容政府提供的公共食品追溯平臺，并且采用采收信息編碼，使追溯碼可讀性得到加強。
3 RFID射頻識別技術在蔬菜跟蹤追溯各環的應用
結合實際情況，本文提出了RFID自動識別技術在蔬菜跟蹤與追溯系統中的應用環節，即通過應用RFID技術使生產流程各個環節關聯，實現蔬菜從農田到餐桌的跟蹤與追溯。考慮到成本問題，對農場的RFID電子標簽進行重復利用。此處，將RFID電子標簽粘貼到收菜框上，每個標簽標識唯一的收菜框。在使用標簽之前，寫入收菜框編號，完成初始化操作，具體如圖4。
RFID自動識別的應用環節主要包括采收過磅、收貨過磅、追溯管理和發貨管理。
(1)采收過磅
由于每個蔬菜框上都貼有RFID電子標簽，可以在采收過磅時候，讀取收菜框RFID電子標簽信息和采收批次小紙片，并將收菜框中的采收批次與RFID電子標簽信息進行綁定。另外，利用MT5000手持式RFID電子讀寫器對過磅的蔬菜進行遠距離批量讀取，手持式讀寫器讀取到的記錄條數就代表了該采收批次下的蔬菜框數，這樣就免去了再輸入框數的問題，直接更新采收重量信息即可。采收過磅流程具體如圖5。
(2)收貨過磅
收貨過磅即指為加工廠的收貨過磅，即從加工廠倉庫收到來自農場的蔬菜時的收貨過磅。農場倉庫的蔬菜發貨到加工廠倉庫時，加工廠過磅員通過手持式讀寫器讀取框上粘貼的RFID電子標簽信息，該步驟目的是讀取標簽中的采收批次號;再對收發貨單上的收發貨批次號進行讀取，并將收發貨批次號和采收批次寫入相應的RFID電子標簽中。
通過該環節可以將采收批次與收發貨批次聯系起來，進一步完善了蔬菜生產管理和追溯管理。
(3)蔬菜追溯管理
本環節主要是生成追溯碼并打印。使用固定式RFID電子標簽讀寫器讀取收菜框上粘貼的RFID電子標簽，通過與系統中的采收批次號與收發貨批次號進行關聯生成追溯碼并打印。追溯碼仍然以條碼的方式表現，具體流程如圖7。
(4)發貨管理
本處的發貨管理是指將蔬菜產成品從加工廠成品庫搬運至運輸車輛上的過程管理。在出庫門口安裝固定式RFID電子標簽讀寫器，當產成品裝卸搬運出庫時，讀寫器對拖出的貨物RFID電子標簽進行讀取，系統自動完成出庫確認操作，具體流程如圖8。
基于RFID蔬菜質量跟蹤與追溯系統的具體應用過程如下：
首先通過追溯系統制定播種計劃，農場根據播種計劃單安排田間播種。系統中的播種計劃單上有相應的RFID電子標簽編碼，對應到實物的播種計劃單上貼有RFID電子標簽，該標簽包含了田間播種地塊、播種日期、播種人員、數量等信息。根據播種信息，結合不同蔬菜的生長周期，追溯系統可以自動提示需要采收的蔬菜所在的田塊以及需要采收的數量。
采收時，系統根據編碼規則自動生成采收批次號。在田間進行采收時，每個收菜框上都貼有唯一一個標識該收菜框的RFID電子標簽，該標簽記錄了相應采收批次下需要采收的蔬菜數量。
在采收過磅時，將采收來的收菜框放在電子磅秤上，通過電子磅秤得出重量信息后自動傳輸至系統中，與此同時，RFID電子標簽讀寫器讀取收菜框上的電子標簽，通過讀取收菜框上的電子標簽并結合重量信息，系統可以實現采收過磅的自動化操作。在出入庫管理環節中，由于每個收菜框上都有唯一的RFID標簽，因此每次進行出入庫操作時，RFID讀寫器進行讀取操作，記錄下相應的蔬菜信息。如果有未經檢測合格的蔬菜就進行出庫，系統會自動報警提示，出入庫記錄可以進行實時的更新。通過在出入庫環節使用RFID射頻識別技術可以實現農場倉庫的自動化管理。
系統根據客戶訂單自動生成配送信息，每個配送箱上都貼有對應響應配送信息的RFID電子標簽。在揀貨時，通過讀取該RFID電子標簽即可知道該批貨物的配送詳細信息，這樣在出貨時就可以根據標簽中記錄的信息安排蔬菜的配送，與此同時，通過配送箱上的RFID標簽信息，系統會自動實現庫存以及訂單等信息的更新。
4 總 結
本文提出的基于RFID射頻識別技術的蔬菜跟蹤追溯系統，通過RFID自動識別技術對蔬菜的生產、加工、運輸和銷售各環節進行全過程的追蹤和溯源，不僅可提高蔬菜自身價值，提高產品認可度，而且有利于增強消費者的消費信心，同時也會促使RFID射頻識別技術在蔬菜跟蹤和追溯方面更廣泛的應用和研究，從而形成一個良性循環。
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