物联网技术及其在食品安全中的应用

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摘 要：物联网是新一代信息技术的重要组成部分，被称为继计算机、互联网和移动通信网之后的又一次信息产业浪潮，现已被列入我国战略性新兴产业的核心领域。针对国内不断发生的食品安全问题，引入物联网技术对食品从“源头到餐桌”的各个环节进行追踪溯源，能有效加强食品安全。

关键词：物联网 RFID WSN 食品安全

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—081—02

1 引言

近年来，我国发生的食品安全事故层出不穷，从“苏丹红”到“三聚氰胺奶粉”、“瘦肉精”、“地沟油”，以及最近发生的“工业盐水酱油”事件，食品安全问题已经引起了全社会的关注，人们对食品安全的担忧与日俱增。如何解决食品安全问题，成为了当前亟待解决的重大民生问题。

虽然我国的监管机构加大了对食品安全的监管，但是仍无法杜绝从“源头到餐桌”的食品安全问题。物联网技术的发展为食品安全监管提供了技术手段，该技术应用于食品安全追溯体系中，已经得到了一些应用。比如在2008年北京奥运会期间，物联网技术就已经应用于奥运的食品安全中去了。

2 物联网概述

2.1 物联网的定义

物联网（The Internet of Things）是通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络概念。物联网的核心和基础仍然是互联网，它将其用户端延伸和扩展到任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。物联网技术被称为是计算机、互联网与移动通信网之后的第三次信息产业浪潮，是下一个万亿级的通信产业。

2.2 物联网的发展

物联网的概念早在1999年就提出来了，2005年在国际电信联盟（ITU）的《ITU互联网报告2005：物联网》年度报告里正式提出了物联网的概念，2009年IBM首席执行官提出了“智慧地球”的构想，其中物联网是“智慧地球”不可或缺的一部分。日本和韩国也相继提出了“u—Japan”和“u—Korea”战略，将物联网上升为国家信息化战略。我国自2009年8月同志在无锡考察期间提出“感知中国”以来，物联网被正式列为国家七大战略性新兴产业之一，写入“政府工作报告”，工业和信息化部也于2012年2月14日正式了《物联网“十二五”发展规划》。物联网产业将成为信息产业重要的新增长点，对于促进经济发展和社会进步具有重要的现实意义。

2.3 物联网的特征和体系架构

物联网应该具备三个特征：（1）全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；（2）可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；（3）智能处理，利用云计算、模糊识别等智能计算技术，对海量的数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。

物联网的结构非常复杂，其体系架构一般可分为应用层、网络层和感知层。其中感知层用于识别物体，采集信息，利用传感器、摄像头、RFID、二维码标签、实时定位技术等进行数据的采集和传输。网络层负责传递和处理感知层获取的信息，将来自于感知层的各类信息通过移动通信网、互联网、卫星网、广电网等传输到应用层。应用层是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口，它与行业需求结合，实现物联网的智能应用，包括物流监控、智能交通、环境监测、智能家居、智慧农业、城市管理等。

3 物联网的关键技术

物联网是跨学科的综合应用，其核心的技术主要有射频识别技术、无线传感网络技术、移动通信网络技术等。

3.1 射频识别技术（RFID）

RFID（Radio Frequency Identification），即射频识别技术，俗称电子标签，它是通过射频信号自动识别目标对象，并对其信息进行标识、登记、存储和管理，是一种非接触式的自动识别技术。

RFID的基本组成部分包括电子标签，阅读器和天线。电子标签由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在待识别的物品上；阅读器是用来读取或写入标签信息的设备；天线是在标签和阅读器之间传递射频信号，也可以内置在阅读器中。在实际工作中，阅读器通过天线发送一定频率的射频信号，当电子标签进入磁场时产生感应电流从而获得能量，向阅读器发送自身编码等信息，阅读器采集信息并解码，然后将信息、数据传送至计算机系统进行处理。

3.2 无线传感网络技术

无线传感网络（WSN）是由大量传感器节点构成的多个无线网络系统，它能够实时检测、感知和采集网络覆盖区域的感知对象的各种信息，并对这些信息进行处理后通过无线网络传送给计算机系统进行处理。物联网的基础是信息采集，信息采集的主要方式是通过传感器和电子标签来完成的。物联网正是通过各种各样的传感器以及由它们组成的无线传感网络来感知整个物质世界的。

物联网的关键技术还包括智能技术、纳米技术、M2M技术、云计算、中间件技术以及通信网络技术等，现在有些技术还不够成熟，还未形成统一的国际标准，需进一步的研究。

4 物联网技术在食品安全领域的应用

现在的物联网技术方兴未艾，正逐步广泛应用于智能交通、环境保护、精细农业、城市规划以及食品安全等领域。在食品安全领域，食品安全涉及很多环节，监管存在困难，我们利用物联网技术可以较好地实现食品种植、养殖、加工、包装、贮藏、运输、销售、消费等环节的数据采集和有效监管。

把物联网技术应用于食品安全，建立食品安全监管追溯系统，具体地说，就是在食品生产的源头为食品提供一个RFID标签，对食品供应链中的食品原料、加工、包装、储存、运输和销售等环节进行全程的质量控制和跟踪，食品安全监管部门可以进行有效的监管，消费者也可以根据电子标签了解到所购食品的生产到销售等所有环节的动态信息，一旦出现食品安全问题，根据生产和销售各个环节所记载的信息，追踪朔源，及时对产品进行召回，并找到生产、流通或加工过程中出现问题的环节，对责任单位和责任人进行处理。至2012年8月底前，无锡将利用物联网先建成运行肉类追溯管理系统，2013年12月之前，全面建成和运行肉类蔬菜流通追溯管理体系。

5 结语

物联网作为国家战略性新兴产业，将会得到快速的发展和广泛的应用。针对近年来频发的食品安全事件，将物联网技术引入食品安全领域，实现食品从农田到餐桌的全过程监控，可以有效地提高食品安全，最大限度的保障食品安全。目前，由于技术、成本等因素，物联网在食品安全中的应用还未得到广泛推广，还处在探索阶段，但随着物联网技术的不断发展和政府的大力支持，物联网技术将会广泛应用于食品安全监管等领域，我国的食品安全状况也将会得到根本的改善。

参考文献：

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