摘 要 制定單一乳制品的RFID（射頻識別技術(shù)）質(zhì)量安全編碼，設(shè)計高溫殺菌乳追溯編碼方案。提出一套從原料乳初級產(chǎn)品生產(chǎn)到消費的追溯編碼模式，對高溫殺菌乳原料產(chǎn)地、加工、物流等主要環(huán)節(jié)進(jìn)行編碼研究。其編碼應(yīng)用有利于規(guī)范乳制品生產(chǎn)、加工、流通、銷售企業(yè)追溯管理，為實現(xiàn)乳制品質(zhì)量安全追溯提供技術(shù)保障。

關(guān)鍵詞 射頻識別技術(shù)（RFID）；產(chǎn)品電子代碼（EPC）；高溫殺菌乳；產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯

中圖分類號：F762.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-890X（2014）22-077-05

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.S.20140913.1022.022.html 網(wǎng)絡(luò)出版時間：2014/9/13 10：22：13

乳制品安全是我國近年來食品安全的焦點，產(chǎn)品追溯技術(shù)運用滯后是乳制品安全事件屢禁不絕的原因之一。不法分子為牟取高額利潤，向原料乳及乳成品中添加多種有害物質(zhì)（動物皮革毛發(fā)等下腳料水解物、三聚氰胺等），導(dǎo)致乳品安全事件屢次爆發(fā)，這些乳品安全事件暴露了監(jiān)管和產(chǎn)品安全體系建設(shè)的雙重缺失[1-2]。隨著人們生活水平的提高和乳品產(chǎn)品在流通過程中潛在安全問題的不斷發(fā)現(xiàn)，消費者對乳品的安全問題愈發(fā)重視，實施乳品產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的重要性日益凸現(xiàn)，基于RFID（Radio frequency identification，射頻識別技術(shù)）的質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。

本研究以重慶廣大（集團(tuán)）有限公司奶牛夢工廠基地為研究對象，采用產(chǎn)品電子代碼（Electronic product code，EPC）識別系統(tǒng)模式，制定出合理規(guī)范的追溯信息編碼，設(shè)計完成基于無線射頻識別技術(shù)的高溫殺菌乳安全追溯系統(tǒng)。

1RFID及其在乳品質(zhì)量安全可追溯 系統(tǒng)中的作用

可追溯系統(tǒng)（Traceability system，TS）是保證乳品質(zhì)量安全的重要手段，RFID應(yīng)用于乳品可追溯系統(tǒng)的個體標(biāo)識已經(jīng)成為一種趨勢。CAC和ISO（8042：1994）將可追溯性定義為 “通過登記的識別碼，對商品或行為的歷史和使用或位置予以追蹤的能力”。目前主要使用的追蹤技術(shù)有條形碼技術(shù)和射頻識別技術(shù)，與條形碼技術(shù)相比，RFID使用簡便，閱讀距離長，數(shù)據(jù)讀取準(zhǔn)確率高，具有不可替代的優(yōu)勢[3]。

射頻識別技術(shù)（RFID）定義：一種基于無線通訊自動識別的技術(shù)，通過射頻信號識別既定目標(biāo)并讀寫設(shè)定的數(shù)據(jù)，無需與既定目標(biāo)建立機(jī)械或光學(xué)接觸，因此它又稱無線射頻技術(shù)。1948年哈里斯托克曼發(fā)表的學(xué)術(shù)論文《Communication by Means of Reflected Power》成為了RFID的理論基礎(chǔ)[4]。隨著RFID的逐漸成熟，RFID在乳制品、畜產(chǎn)品、農(nóng)產(chǎn)品、茶葉、食用油、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品以及其他領(lǐng)域都有了廣泛的應(yīng)用[5-7]。最基本的RFID系統(tǒng)由電子標(biāo)簽（TAG，即射頻標(biāo)簽）、讀寫器（Reader）和天線（Antenna）三部分組成，其工作原理如圖1所示。

乳制品安全追溯就是對牛奶生產(chǎn)、乳制品加工過程和流通過程中各關(guān)鍵環(huán)節(jié)的信息加以有效記錄和管理，通過對牛奶生產(chǎn)、乳制品加工過程和流通過程中全程信息的監(jiān)控管理來實現(xiàn)追溯[8-9]。

2單一乳制品（高溫殺菌乳）追溯鏈分析

基于RFID，高溫殺菌乳的安全追溯體系建設(shè)要從生產(chǎn)環(huán)節(jié)和質(zhì)量安全等影響因素入手。高溫殺菌乳產(chǎn)品的追溯鏈包括原材料生產(chǎn)、加工過程和產(chǎn)品等3個核心環(huán)節(jié)。其中原材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)包括養(yǎng)殖環(huán)境、飼料采購信息、獸用藥品的采購記錄、奶牛產(chǎn)奶量信息等；生產(chǎn)加工過程環(huán)節(jié)包括原料乳（鮮奶）供應(yīng)、原料的領(lǐng)用、配制、記錄生產(chǎn)班次、生產(chǎn)信息、相關(guān)添加劑使用、生產(chǎn)線（1～5條生產(chǎn)線參數(shù)）和乳制品的UHT滅菌工藝參數(shù)（壓力和時間參數(shù)）等關(guān)鍵工序控制；產(chǎn)品環(huán)節(jié)主要包括高溫殺菌乳產(chǎn)品的檢驗、倉儲運輸和銷售。影響高溫殺菌乳產(chǎn)品質(zhì)量安全的絕大部分要素集中在原料和加工環(huán)節(jié)。

明確乳制品行業(yè)的質(zhì)量安全管控期望及RFID應(yīng)用模式，形成一套乳制品質(zhì)量安全管控和溯源的RFID解決方案。如圖2所示為單一乳制品（高溫殺菌乳）追溯鏈各環(huán)節(jié)及其數(shù)據(jù)采集方案。

3高溫殺菌乳產(chǎn)品追溯鏈核心編碼設(shè)計

統(tǒng)一的RFID編碼設(shè)計是進(jìn)行高溫殺菌乳制品追溯的基礎(chǔ)，是溯源建設(shè)過程中信息接收與處理的前提條件。在高溫殺菌乳制品產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯中，原材料產(chǎn)地（奶牛及其養(yǎng)殖環(huán)境）編碼、生產(chǎn)加工過程編碼、終產(chǎn)品編碼等技術(shù)關(guān)鍵點，是溯源鏈的關(guān)鍵數(shù)據(jù)元素，必須標(biāo)準(zhǔn)化。核心編碼能唯一標(biāo)識出各追溯環(huán)節(jié)的追溯信息。

3.1RFID標(biāo)簽和編碼設(shè)計

目前，RFID 系統(tǒng)還未形成統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，其主流的三大標(biāo)準(zhǔn)體系：EPC global標(biāo)準(zhǔn)、ISO標(biāo)準(zhǔn)和UID 標(biāo)準(zhǔn)。EPC global 是由美國統(tǒng)一代碼協(xié)會和國際物品編碼協(xié)會（UCC）于2003年9月共同成立的非營利性組織，是EPC產(chǎn)品電子代碼在全球的管理機(jī)構(gòu)。EPC編碼系統(tǒng)是新一代的全球貿(mào)易項目代碼（global trade item number，GTIN）編碼標(biāo)準(zhǔn)兼容，是EPC識別系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵，實現(xiàn)了單品識別和追蹤。根據(jù)電子標(biāo)簽TAG存儲信息的長度將EPC編碼分為3種：EPC-64、EPC-96和EPC-256；其中EPC-96是目前使用最為廣泛的一種編碼[10-12]。EPC-96編碼體系如表1所示。此外，本系統(tǒng)在 RFID數(shù)據(jù)傳遞給 Savant系統(tǒng)之前對標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾以減少系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)（此處省略）。EPC-96 可以為大約2.68億家公司分配全球唯一代碼，而每家公司可以唯一標(biāo)識大約1677萬個商品類別，每個商品類別下又可以唯一標(biāo)識超過 687 億個具體商品。

3.2產(chǎn)地、加工和物流等環(huán)節(jié)編碼

3.2.1 奶牛及其養(yǎng)殖環(huán)境（奶牛場）編碼

根據(jù)鮮奶操作流程，遵循EPC唯一性的編碼協(xié)議，在少占用資源的前下，以多加入信息為目標(biāo)，將鮮奶標(biāo)簽的EPC序列號編碼確定為：出生日期（如2008年6月7日）+奶牛類型（1～9）+原輔料（飼料和獸用藥品）采購信息（001～999）+養(yǎng)殖場（01～99）（080607+3+051+05）。

在鮮奶進(jìn)入節(jié)點的時候，RFID讀寫器會根據(jù)到貨檢驗、裝卸搬運、入庫等物流作業(yè)快速讀取原料乳RFID標(biāo)簽中的原始數(shù)據(jù)：（0）69435941 100168 0053 080607305105（預(yù)實驗研究內(nèi)容，其中69435941表示企業(yè)代碼，100168代表乳制品的商品代碼，0053代表乳制品的分類代碼，序列號080607305105代表原料乳的追溯碼；將原料乳進(jìn)行RFID編碼，方便產(chǎn)品的運輸和產(chǎn)地追溯），該數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)過濾程序之后傳遞給本地計算機(jī)系統(tǒng)（如圖3）。讀寫器從RFID標(biāo)簽上讀取原料乳EPC編碼（二進(jìn)制表示為1000110000111001100010100100100101101011000001011000000000000000000000000000000000000000000000000000），讀寫器將該EPC編碼發(fā)送給采收部門本地服務(wù)器，進(jìn)一步在本地服務(wù)器后臺設(shè)置為原料乳產(chǎn)地信息，最終通過產(chǎn)品RFID追溯碼查詢高溫殺菌乳的原料產(chǎn)地信息。

3.2.2 加工過程和檢驗編碼

高溫殺菌乳的生產(chǎn)過程：原料乳驗收→凈乳→冷藏→標(biāo)準(zhǔn)化→均質(zhì)→高溫殺菌→冷卻→灌裝→冷藏；按照高溫殺菌乳操作流程，遵循EPC唯一性的編碼協(xié)議，在少占用資源的前下，以多加入信息為目標(biāo)，將高溫殺菌乳標(biāo)簽的EPC序列號編碼確定為：流水線號+產(chǎn)品編號；

具體代碼的含義表示如下：

流水線號：用1字節(jié)（十進(jìn)制）來表示該企業(yè)某類產(chǎn)品的流水線號，取值從1～9（高溫殺菌乳的流水線號為1），把具體索引的內(nèi)容對應(yīng)分接下來描述；

產(chǎn)品具體編號（0000001～9999999）：用8字節(jié)（十進(jìn)制）來表示，記錄該乳制品屬于何種品類、何種等級、工藝參數(shù)、操作要點和其生產(chǎn)編號等（某盒高溫殺菌乳定義為0090676）；因此，如2014年07月16日生產(chǎn)的第90676件產(chǎn)品可描述為0090676，其中乳制品產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、等級、工藝參數(shù)、操作要點、檢測結(jié)果以及生產(chǎn)日期等信息存儲于二級索引下，與產(chǎn)品的具體編號（某盒高溫殺菌乳定義為00090676）一一對應(yīng)。

3.2.3 物流運輸環(huán)節(jié)編碼

用2字節(jié)（十進(jìn)制）（01～99）來表示和記錄該乳制品的運輸渠道、運輸條件和銷售等信息，2字節(jié)（十進(jìn)制）下可以設(shè)定二級和三級索引，全面記錄需要追溯的信息。

3.3產(chǎn)品追溯碼

以圖4中完整的高溫殺菌乳追溯管理碼為例，最終某件高溫殺菌乳的質(zhì)量安全追溯碼為（0）69435941 100168 0053 0510090676026；其中AI（0）為全球貿(mào)易項目代碼（global trade item number，GTIN）的應(yīng)用標(biāo)識符；69435941表示企業(yè)代碼，100168代表乳制品的商品代碼，0053代表乳制品的分類代碼；序列號0510090676026代表含義：原料乳EPC編碼后2位+流水線號+產(chǎn)品編號+運輸環(huán)節(jié)編碼；

下一步，基于生產(chǎn)過程的高溫殺菌乳的RFID標(biāo)簽為：

“（0）69435941 100168 0053 0510090676026”，讀寫器將該EPC編碼發(fā)送給本地服務(wù)器，本地服務(wù)器將RFID標(biāo)簽信息上傳至Web終端，消費者對產(chǎn)品信息進(jìn)行查詢。

3.4平臺實現(xiàn)與應(yīng)用

該實驗設(shè)計的高溫殺菌乳產(chǎn)品安全可追溯平臺采用Microsoft SQL Server 2005作為平臺的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，運用BIND 9.6 0 for XP作為平臺ONS服務(wù)器，使用 Java語言實現(xiàn) ONS解析服務(wù)，采用 Web Service作為平臺 EPCIS服務(wù)器，并在 Microsoft Visual Studio 2005開發(fā)平臺下，應(yīng)用C#編程語言開發(fā)和實現(xiàn)（圖5）。通過本平臺的實施，達(dá)到了企業(yè)經(jīng)營管理與安全生產(chǎn)的有機(jī)統(tǒng)一，同時能夠明確界定高溫殺菌乳質(zhì)量安全問題的責(zé)任歸屬，保障消費者與企業(yè)的合法權(quán)益。

4結(jié)論與討論

本文通過對國內(nèi)乳品行業(yè)現(xiàn)狀的分析，以單一乳制品（高溫殺菌乳）產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系編碼為突破口，采用基于生產(chǎn)流程的RFID標(biāo)示編碼技術(shù)，建立了多層次的連接生產(chǎn)、檢驗和監(jiān)管的單一乳制品（高溫殺菌乳）產(chǎn)品質(zhì)量追溯體系（基于RFID的高溫殺菌乳產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息交互平臺），即初步建立了高溫殺菌乳產(chǎn)品質(zhì)量的追溯模式，并進(jìn)行了試驗和實施。該項研究工作對食品溯源技術(shù)在國內(nèi)的推廣具有示范帶動作用，因此具有很大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。同時RFID作為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)之一，將在食品追溯中得到越來越廣泛的應(yīng)用，為有效推動與提升現(xiàn)代乳業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)大的信息手段。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）