基于RFID的食品供应链管理系统

1介绍

近年来，各种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和健康，每个消费者都希望能够买到健康、安全、放心的食品，并掌握食品安全的全部信息。为了保障消费者的身体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，使食品安全监控更加成熟。

2 .建立基于RFID的供应链管理系统

2.1基于RFID的跟踪与追溯系统模型

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)阅读器采集到的数据经中间件过滤后，生成事件序列，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，这些信息以电子标签信息表示。这种模式的信息服务系统相对集中，由产品制造商或第三方组织维护，可以建立一个相对封闭的系统，对单个企业的产品进行跟踪和追溯。这与现阶段国内溯源系统的发展是一致的。

3.2食品供应链管理体系

与上述模式相对应，RFID食品供应链管理系统一般由RFID标签/读写器、RFID中间件和RFID应用系统三部分组成。

(1) RFID标签/读写器。RFID标签贴在食品原料、半成品、成品外包装表面和货运托盘上，记录了实体的属性信息和相关操作信息。RFID读写器设置在供应链的关键节点上，实时读取食品RFID标签中的信息，并连同读写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硬件和配套设备的信息交互和管理，作为硬件和软件集成的桥梁，完成上层和上层复杂应用系统之间的信息交换。中间件与RFID读写器连接，接收来自读写器的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，从而降低架构和维护的复杂性。

(3) RFID应用系统。RFID应用系统是在食品供应链中集成RFID数据和业务逻辑的信息管理系统。它可以对来自RFID中间件的虚拟数据对象执行预先建立的业务逻辑。我们将这个模型应用到食品行业，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。对信息的有效管理和应用，实现了信息流的价值。这些功能贯穿于生产、仓储、运输和销售的各个环节，可以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，为物料基地、加工厂、食品仓库、销售网络等环节设置RFID读写器。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，并将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，从原料基地运送到加工厂的每一批原料都附有RFID标签，RFID标签主要记录生产养殖的相关信息，如养殖场数量、交货时间、交货批次等，这些信息与生产企业内部信息系统数据库相关。生产加工结束后，还应将节点的加工信息写在标签上，然后装箱装箱，放在贴有RFID标签的托盘上，便于运输入库。

(2)在食品储存环节，通过扫描对托盘上RFID标签的储存和储存进行扫描。系统可以清楚地知道集装箱乃至托盘上的单件货物的标记、地点、历史、目的地、有效期等信息。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制定订单计划，经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进行食品配送，并实时反馈销售信息。食品到达各个销售网点后，扫描进入销售仓库，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给其他销售网点，以分配多余的库存。

(4)在食品销售环节，销售人员将从库中扫描出视频，在实际销售过程中，建立个体食品与客户之间的数据链接，并将食品销售信息实时反馈给食品仓库，以便做出出货、补货的计划决策。

4基于RFID技术的系统优势与问题分析

4.1 RFID与其他跟踪技术的比较

目前，管理食品供应链的方法并不多。传统技术难以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，条形码技术在过去的几十年里得到了迅速的发展，在原有的一维条形码的基础上发展出了二维条形码。但是一维条码的尺寸比较大，不适合在较小的物品上使用，而且不具备容错能力。二维条码属于电子识别范畴，提高了身份识别的自动采集能力，但其采集前端是光信号读取装置，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，不能实现对大量食品的海量信息的实时、快速获取，也不能提供流通环节上食品环境信息的实时记录。

就其本身而言，RFID在许多方面都具有明显的优势。读号时，条形码只读一次，RFID可以同时读取多个RFID标签数据;远距离读取，条形码读取需要光，RFID标签无需光即可读取或更新;数据容量大，RFID存储容量大于条形码;读写能力强，条形码数据不更新，RFID芯片存储的电子数据可重复读写;读取方便，条形码读取需要能够清晰地看到，RFID芯片可以很薄，隐藏在包装中仍然可以读取数据;数据的正确性，条形码需要人工读取，很容易造成人为错误，RFID标签里面的所有数据都是通过电磁波传输的，这样可以大大减少这种错误发生的可能性。

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标识可以保证恶劣环境下数据的实时、自动采集和准确性，RFID可以使屠宰过程透明化。管理层、销售人员和消费者可以实时、准确、直观地了解屠宰过程的信息。此外，对于肉类、水果和蔬菜等生产、加工、储存、运输、零售等环节对温度要求较严格的食品，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”，可以自动记录出运和出运过程中的温度变化，以便明确相关职责。

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和可追溯性管理的目的。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。不仅相关工作人员了解食品“从农场到餐桌”的全过程，消费者还可以通过网络查询所购食品的完整跟踪信息。

该系统既能对种植养殖源头的污染进行监测，又能及时、真实、准确地反映生产过程中的添加剂情况。一旦食品混入有害物质或在流通中存在隐患，可在第一时间转交控制中心，及时得到反应，采取相应措施。消除安全隐患。

使用RFID跟踪追踪系统，采集和整合后的数据可以通过网络实现实时、准确，便于进行更深入、高效的分析和研究。在此基础上，系统不仅可以快速响应事故，还可以利用历史数据有效评估食品安全的潜在危害，为科学预警提供依据，从而预防和控制食品组合，确保食品安全。

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、更加可控，还可以快速响应食品需求的变化，提高食品供应链信息的整合效率。

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诸多优势，但由于一些内部原因，仍然存在一些问题:

(1)成本问题。价格是影响RFID大规模应用的关键因素。真正做到单一产品，无论是蔬菜还是鸡蛋都贴上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。但目前，RFID标签的价格相对较高，特别是对于一些小产品，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。对于食品跟踪和追溯，要求食品供应链中的每一个加工点，不仅要识别其加工的产品，还要收集加工食品材料的信息，识别加工产品上的所有信息，以供下一个加工者或消费者使用。这就像一个链条，任何一个环节断了，整个链条就断了，供应链之间的环节比较脆弱，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将对信息链的完整性和实施起到重要作用。

(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。这涉及到信息的筛选。以兽药为例，兽药是动物养殖过程中需要考虑的一项安全指标。引起这种变化的因素是兽药品种、疾病预防、使用、使用时间和停药期。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误差的专有技术。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。业内有一个流行说法。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。现在射频识别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尚未到来。事实上，由于RFID系统由标签、读写器和软件等三部分组成，通常是一个作业系统(如整个物流链)，需要使用的站点很多，因此其整体设备的成本不会特别低，在企业心目中，RFID供应商并没有为经济效益增加权重。对RFID的评价总是以成本效益大于经济平衡为主。 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、成本和技术等诸多瓶颈，需要进一步的研究和发展。该系统也存在不足之处，如标签记录的信息虚假、信息链中断或信息丢失等，根据文献报道可以通过同位素、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全过程监控的技术，基于RFID的食品供应链管理系统具有进一步优化的价值。