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【摘要】 本文简要介绍了物联网的基本概念和食品溯源的意义，分析了食品溯源系统在国内外的发展现状，最后介绍了物联网在食品溯源系统应用中存在关键技术和需要解决的问题。
【关键词】 物联网 食品溯源 信息感知
0 引言
物联网是物体与物体相连接的互联网。物联网的硬件实现需要具备感应器、RFID射频识别装置、GPS和GIS定位系统、无线通信系统、信息處理平台等实现物体互联并与互联网融合。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后，世界信息产业的第三次革命性创新，它聚合了现代信息科技、融合了感知与传感技术、通信技术、定位技术、人工智能与自动化等，进而达到人类与物体之间的智慧状态的交流，形成一个智慧的世界。
1 食品溯源的意义
食品安全溯源对于人民的身体健康以及全社会的稳定发展起着不可替代的作用。它是食品安全风险管理的重要措施，是食品安全生产、销售供应链全程控制的有效技术手段，一旦某一环节出现问题，可追溯至源头，找到问题所在并进行有效治理。食品溯源是指在食物链的各个环节（包括生产、加工、分送以及销售等）中，食品及其相关信息能够被追踪和回溯，使食品的整个生产经营活动处于有效地监控之中。
动物食品从生产到消费，以及从追踪到回溯的互逆过程如图1所示。随着人们生活水平的提高，确保动物食品的安全性已经成为当前急需解决的问题，但是动物食品的生产加工链条逐渐增长，环节增多，消费者很难从食品链的最终环节了解食品的来源和生产过程。因此引入食品溯源系统，可以提高食品供应链的透明度。随着物联网技术的发展，食品溯源系统也逐渐发展起来。
2 食品溯源在国内外的发展现状
国外溯源系统的发展现状：欧盟的动物食品可追溯系统主要应用在牛的生产和流通领域。牛肉可追溯系统是指牛肉从农场的动物养殖到运输、屠宰、分割、贮藏、加工和包装直至进行市场销售的生产链中，坚持生产和监管的透明度，并保持产品完整详尽的个体信息，防止与其它来源的产品混合，并保留相关的数据资料、检测报告及相关证书，供下游生产者及消费者查询和检查。日本从2002年开始制定法律对牛肉生产业强制实行可追溯系统。牛饲养场必须为每头牛戴上耳标，耳标上有个体识别号，饲养者必须记录每头牛的基本信息，包括标识号、品种、性别和饲养历史信息（如出生日期、转到饲养场的日期等）。目前日本己将食品信息可追踪系统推广到全国的猪肉和肉鸡等肉食产业，消费者购买商品时，通过包装可获取品种、产地和生产加工流通过程的相关信息。
我国溯源系统的发展现状：食品溯源系统在国内的起步比较晚，目前还没有在全国范围内推广，仅在部分地区或企业进行了部署。具体实现案例有邓峡的“金卡猪”工程，从2005年起，邓峡市开始运用计算机对生猪饲养进行全过程监控，实施生猪可追溯养殖。他们采用先进RFID技术，为每头生猪安装电子标签，建立起了生猪产业链“信息库”，实现生猪供应链透视化管理。在大连，基于RFID技术，建立了“肉牛质量安全追溯系统”，该系统是利用电子耳标采集信息，建立黑牛电子档案，将黑牛从出生到屠宰的全过程信息记录到数据库中，管理者通过网络可方便地了解每头牛生长发育情况、疾病情况以及饲料与兽药的使用情况，实现全程可追溯。综上所述，我国食品安全溯源系统的研究与推广尚处于初级阶段，在全流程、精细化、多部门食品安全溯源和协同监管等方面都还有待进一步加强。
3 物联网在食品溯源应用中的关键技术与问题
目前，物联网技术大部分尚处于研究成果向产业化应用转化阶段，其在食品领域的应用还存在以下亟待解决的关键技术与问题。
信息感知技术。影响食品品质的因素众多，为了保障食品安全，必须研究相应的感知技术； 同时，低成本单品标识技术是农产品和食品追溯与物联网的基础，为适应规模化、精准化、设施化的发展要求，具有良好环境适应性、体积灵巧便携、具备快速检测能力的低成本硬件系统亟待开发研究。从技术上讲，WSN用于监测的主要优点是传输距离比RFID大得多，且组网灵活、传感器种类多样、可探知的物理量众多。RFID虽然阅读距离短，但是被动式RFID的低成本、零能耗、易于与包装结合是其独有的优势。科学的规划设计、合理的布局，解决WSN与RFID的融合问题，将两者取长补短，将是下阶段研究的重点。
信息融合技术。在温度、湿度、光照度、振动频率、气体浓度等众多传感信息中，选择何种信息或组合来表达食品新鲜度、货架寿命期才最为合理？若需要多信息融合表达时，如何建立融合后能真正反映宏观指标的模型？在以上模型的建立中，如何引入诸如模糊理论、神经网络、人工智能等方法，才能使模型更具有实用性？以上基础性问题解决后，才有可能建立一套有实用价值的快速评估其安全性及预测其货架寿命的决策系统。
信息处理技术。从目前的研究进展来看，不少被证实具有应用价值的技术方案尚处于原型阶段或试运行状态，溯源过程的真实性、唯一性和一致性问题没有彻底解决，缺乏有效可实施的信息传递载体以及相应的硬件系统，因此目前的系统可推广程度不高。另一方面，食品的流通量与消耗量都是非常大的，如要真正实现食品安全的全面监控和管理，尚需解决诸如大量传感装置布设、海量信息传输、云计算、高效智能管理系统开发等实际问题，这要有非常好的物联网中间件、服务器及网络软硬件平台对其进行支撑。
物联网标准统一与信息安全。目前，世界各国都相继提出制订自己的物联网技术标准，为今后的子网间兼容性埋下了隐患。究其原因，就是担忧知识产权和信息安全问题，且后者占据的因素更大。事实上，对于食品、农产品等民用产品，可参照国际电信标准，建立一套国际统一的民用物联网技术标准，并且对相关敏感信息采用加密技术，即可有效保护信息安全和避免隐私泄露。
【关键词】 物联网 食品溯源 信息感知
0 引言
物联网是物体与物体相连接的互联网。物联网的硬件实现需要具备感应器、RFID射频识别装置、GPS和GIS定位系统、无线通信系统、信息處理平台等实现物体互联并与互联网融合。物联网是继计算机、互联网和移动通信之后，世界信息产业的第三次革命性创新，它聚合了现代信息科技、融合了感知与传感技术、通信技术、定位技术、人工智能与自动化等，进而达到人类与物体之间的智慧状态的交流，形成一个智慧的世界。
1 食品溯源的意义
食品安全溯源对于人民的身体健康以及全社会的稳定发展起着不可替代的作用。它是食品安全风险管理的重要措施，是食品安全生产、销售供应链全程控制的有效技术手段，一旦某一环节出现问题，可追溯至源头，找到问题所在并进行有效治理。食品溯源是指在食物链的各个环节（包括生产、加工、分送以及销售等）中，食品及其相关信息能够被追踪和回溯，使食品的整个生产经营活动处于有效地监控之中。
动物食品从生产到消费，以及从追踪到回溯的互逆过程如图1所示。随着人们生活水平的提高，确保动物食品的安全性已经成为当前急需解决的问题，但是动物食品的生产加工链条逐渐增长，环节增多，消费者很难从食品链的最终环节了解食品的来源和生产过程。因此引入食品溯源系统，可以提高食品供应链的透明度。随着物联网技术的发展，食品溯源系统也逐渐发展起来。
2 食品溯源在国内外的发展现状
国外溯源系统的发展现状：欧盟的动物食品可追溯系统主要应用在牛的生产和流通领域。牛肉可追溯系统是指牛肉从农场的动物养殖到运输、屠宰、分割、贮藏、加工和包装直至进行市场销售的生产链中，坚持生产和监管的透明度，并保持产品完整详尽的个体信息，防止与其它来源的产品混合，并保留相关的数据资料、检测报告及相关证书，供下游生产者及消费者查询和检查。日本从2002年开始制定法律对牛肉生产业强制实行可追溯系统。牛饲养场必须为每头牛戴上耳标，耳标上有个体识别号，饲养者必须记录每头牛的基本信息，包括标识号、品种、性别和饲养历史信息（如出生日期、转到饲养场的日期等）。目前日本己将食品信息可追踪系统推广到全国的猪肉和肉鸡等肉食产业，消费者购买商品时，通过包装可获取品种、产地和生产加工流通过程的相关信息。
我国溯源系统的发展现状：食品溯源系统在国内的起步比较晚，目前还没有在全国范围内推广，仅在部分地区或企业进行了部署。具体实现案例有邓峡的“金卡猪”工程，从2005年起，邓峡市开始运用计算机对生猪饲养进行全过程监控，实施生猪可追溯养殖。他们采用先进RFID技术，为每头生猪安装电子标签，建立起了生猪产业链“信息库”，实现生猪供应链透视化管理。在大连，基于RFID技术，建立了“肉牛质量安全追溯系统”，该系统是利用电子耳标采集信息，建立黑牛电子档案，将黑牛从出生到屠宰的全过程信息记录到数据库中，管理者通过网络可方便地了解每头牛生长发育情况、疾病情况以及饲料与兽药的使用情况，实现全程可追溯。综上所述，我国食品安全溯源系统的研究与推广尚处于初级阶段，在全流程、精细化、多部门食品安全溯源和协同监管等方面都还有待进一步加强。
3 物联网在食品溯源应用中的关键技术与问题
目前，物联网技术大部分尚处于研究成果向产业化应用转化阶段，其在食品领域的应用还存在以下亟待解决的关键技术与问题。
信息感知技术。影响食品品质的因素众多，为了保障食品安全，必须研究相应的感知技术； 同时，低成本单品标识技术是农产品和食品追溯与物联网的基础，为适应规模化、精准化、设施化的发展要求，具有良好环境适应性、体积灵巧便携、具备快速检测能力的低成本硬件系统亟待开发研究。从技术上讲，WSN用于监测的主要优点是传输距离比RFID大得多，且组网灵活、传感器种类多样、可探知的物理量众多。RFID虽然阅读距离短，但是被动式RFID的低成本、零能耗、易于与包装结合是其独有的优势。科学的规划设计、合理的布局，解决WSN与RFID的融合问题，将两者取长补短，将是下阶段研究的重点。
信息融合技术。在温度、湿度、光照度、振动频率、气体浓度等众多传感信息中，选择何种信息或组合来表达食品新鲜度、货架寿命期才最为合理？若需要多信息融合表达时，如何建立融合后能真正反映宏观指标的模型？在以上模型的建立中，如何引入诸如模糊理论、神经网络、人工智能等方法，才能使模型更具有实用性？以上基础性问题解决后，才有可能建立一套有实用价值的快速评估其安全性及预测其货架寿命的决策系统。
信息处理技术。从目前的研究进展来看，不少被证实具有应用价值的技术方案尚处于原型阶段或试运行状态，溯源过程的真实性、唯一性和一致性问题没有彻底解决，缺乏有效可实施的信息传递载体以及相应的硬件系统，因此目前的系统可推广程度不高。另一方面，食品的流通量与消耗量都是非常大的，如要真正实现食品安全的全面监控和管理，尚需解决诸如大量传感装置布设、海量信息传输、云计算、高效智能管理系统开发等实际问题，这要有非常好的物联网中间件、服务器及网络软硬件平台对其进行支撑。
物联网标准统一与信息安全。目前，世界各国都相继提出制订自己的物联网技术标准，为今后的子网间兼容性埋下了隐患。究其原因，就是担忧知识产权和信息安全问题，且后者占据的因素更大。事实上，对于食品、农产品等民用产品，可参照国际电信标准，建立一套国际统一的民用物联网技术标准，并且对相关敏感信息采用加密技术，即可有效保护信息安全和避免隐私泄露。