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基于RFID射频识别的食品供应链管理系统

1引言近年来，各种食品安全问题的爆发引起了社会的广泛关注。由于食品安全直接关系到人类的生命健康，每一位消费者都希望能够购买到健康的、安全的放心食品，并且掌握充分的食品安全信息。出于对消费者健康的保障和对社会稳定、经济发展的需求，通过一个可视化的食品供应链管理系统来进行食品安全监控的重要性日益突出。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，无线射频识别技术(RFID)作为一项新的识别技术，使食品安全监控更趋成熟。2RFID技术及其在食品行业的应用现状RFID是一种非接触式自动识别技术，主要通过射频信号自动识别目标对象并获取相关信息，无须人工干预，能够在各种状态(静止、移动甚至恶劣环境)下准确识别运动物体。RFID技术具有体积小、容量大、寿命长、穿透力强、可重复使用、支持快速读写、可定位和长期跟踪管理等特点，在食品安全质量管理方面有着极大的应用潜力。疯牛病、口蹄疫的爆发使西方发达国家对于食品的安全追踪提出了相当高的要求，他们对于RFID在这方面的应用也有了超前的发展。美国食品药品监督管理局(FDA)建议制药企业从2006年起，全部利用RFID技术追溯跟踪可疑药品。英国MarksSpence超市应用RFID电子标签对新鲜食品实行供应链的管理，使用该技术的成本是应用条形码成本的1／10，大大节约了资源，提高了供应链的管理效率。北美最大的食品服务营销和分配组织SYSCO公司已经完成低温储运系统的RFID和传感系统测试，证明了RFID在食品运输过程中监控温度和环境条件的能力很强，可以有效保证食品品质和质量安全。在国内的食品安全领域，RFID产品也已经正式应用。基于RFID技术的“安全猪肉监控追溯系统”2005年在上海正式投入使用，该系统将RFID标签打在猪耳朵上，实时获取生猪的饲料、病历、喂药、转群、检疫等信息，目前该系统已经在上海市及华东地区57家大型猪场运行使用。3建立基于RFID的供应链管理系统3．1基于RFID的跟踪与追溯系统模型基于RFID的跟踪与追溯系统模型包括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)。图1是集中式管理的跟踪与追溯系统模型的简图。该模型的工作原理如下：(1)通过RFID的无线通信方式，存储在电子标签上的数据被传送给读写器；(2)读写器采集的数据经过中间件过滤掉重复的数据后，生成事件序列，传送给企业应用软件；(3)企业应用软件通过互联网或者局域网访问由电子标签信息指示的信息服务器，获取产品的相关信息。这一模型的信息服务系统相对集中，由产品制造商或者一个第i方机构来负责维护，可以建立一个相对封闭的系统，主要针对单个企业产品的跟踪与追溯。这与国内追溯系统现阶段的发展情况相适应。
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总体上由RFID标签／阅读器、RFID中间件和RFID应用系统构成。(1)RFID标签／阅读器。RFID标签依附于食品的原料、半成品、成品外包装表面以及货运托盘上，其中记录着该实体的属性信息和相关操作信息。RFID阅读器被设置在供应链的关键节点中，实时读取食品RFID标签中的信息，并连同阅读器自身的属性及读取时间等信息一同传送至RFID中间件。(2)RFID中间件。RFID中间件负责实现与RFID硬件以及配套设备的信息交互和管理，同时作为一个软硬件集成的桥梁，完成与上层复杂应用系统的信息交换。中间件与RFID阅读器相连接，并接受来自阅读器的RFID数据。它具有数据的搜集、过滤、整合与传递等功能，以便将正确的对象信息传到后端的应用系统，进而减轻架构与维护的复杂性。(3)RFID应用系统。RFID应用系统是RFID数据与食品供应链中业务逻辑相集成的信息管理系统。它能对RFID中间件传来的虚拟数据对象执行预先建立的业务逻辑。我们将这一模型应用于食品行业中形成整合食品供应链的工具，其基本结构如图2。
RFID系统主要有i个功能：信息采集、信息传递和信息管理。信息采集是实现信息流的前提条件，信息传递实现了信息流的连贯性，对信息的有效管理和应用实现了信息流的价值所在。这些功能贯穿于生产、仓储、运输及销售各个环节，可以全面实现对食品供应链的监控管理。在这个食品供应链系统中，原料基地、加工厂、食品仓库、销售网点等各个环节之间都设有RFID读写器，进行信息采集。经过RFID中间件的过滤和整合，标签信息被传递至信息控制中心。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，这些控制信息再由中间件传递至各个环节以完成适当的操作。针对食品供应链系统中各个环节的功能和特征，我们应当选择不同的RFID标签形式：(1)在生产加工环节，从原料基地中运送至加工工厂的每批次原料都夹带一个