随着我国经济的快速发展和人民的生活水平的提高，对食品的需求和关注也逐步从数量的保障转向了对质量的要求，食品安全问题被提到了前所未有的高度。为了进一步加强食品安全监管工作，政府部门不断完善食品安全监管体系，牵头制定了《国家食品安全监管体系“十二五”规划》，规划中明确指出食品安全需要强化科技支撑，注重电子追溯、信息网络安全等先进科学技术的运用。

由于目前缺乏有效的食品全程信息的追溯体系，企业、市场管理者及消费者很难有效掌握相关的信息数据，因此，建立食品可追溯系统进行管理显得很有必要。近年来，物联网技术逐步应用到食品供应链生产、物流、销售的各个环节，为食品追溯系统的建设发展提供了有效途径。

通过利用物联网技术，可以实现对物体的唯一标识和数据记录，有效地标识和记录整个食品供应链中食品名称及其属性信息、参与方信息等，并基于这一覆盖全供应链、全流程的信息记录建立与物体之间的可靠联系，从而确保“农场到餐桌”的食品来源清晰，并可追溯到具体的动物个体、农场、生产企业、操作人员，或者流通加工的任意中间环节，实现智能供应链管理，保障食品安全，同时促进数据共享、货物和资金的周转率、提高工作效率。

物联网技术体系框架

目前，物联网技术体系框架还未形成完善，还没有一个标准的、统一的、规范的体系框架。主流的物联网技术体系架构以互联网的ISO/OSI模型为参考，通过层次划分的方式构建物联网技术体系框架，典型的层次型技术体系框架有：ITU-T在Y.2002中提出的基于泛在传感网的五层体系框架；CASAGRAS工作组在欧盟发展框架7中提出的基于感知器件和射频标签(RFID)的四层体系框架；欧洲电信标准化协会机器对机器技术委员会（ETSI M2M TC）提出的基于M2M体系的三层体系框架。国内的物联网组织和相关学者在物联网技术体系框架方面也开展了积极的探索，图1是国家传感网标准化工作组秘书长张晖博士提出的典型的三层结构物联网技术体系框架，该框架分为感知层、网络层和应用层。

图1 物联网技术体系框架图（来源 国家传感网标准化工作组）

物联网技术在供应链中的应用框架

基于物联网技术体系框架图的基础，结合食品供应链可追溯的需求，建立了基于物联网技术的食品供应链应用框架（如图2）。该应用框架分为四层：

图2 物联网技术在食品供应链应用框架示意图

感知层：在供应链的可追溯环境中，可能应用到各类感知控制技术，包括传感器网络系统，RFID、二维码等标识系统，GPS、北斗、移动通信系统等定位系统等等，以及相应的信息化支撑设备（如计算机硬件、服务器、网络设备、终端设备等）。此外，感知层设备可以对采集的信息进行预处理，包括多通道信息去重、信息过滤、分类等。

传输层（网络层）：基于感知层采集信息，通过网络层相关设备，接入到基础传输网络，如移动通信网、固网、互联网、卫星网、广电网等传输网络。

应用支撑层：构建了向应用层提供基础支撑服务系统。例如数据处理、数据共享、数据存储、标识解析、地理信息等服务系统，向应用层提供一些共性的能力和支撑。

应用层：根据食品行业内部特定应用需求建设可追溯应用系统。从消费者、企业、政府等用户的权限和角色方面的考虑，按照产品供应链流程，细分生产信息管理、加工信息管理、物流信息管理、销售信息管理和监管信息管理等。实现各行为主体的信息共享机制和信息数据库，实现从原料到最终产品的追踪及其过程的反向追踪。

淄博市物联网研究与服务中心

为了更好地推动和引导山东淄博市企业采用物联网技术，提升不同供应链环节食品企业在产品信息的无缝对接和实时共享，促进淄博市企业供应链智能化水平，提升管理效率和市场竞争能力。山东淄博情报所建设完成了淄博市物联网研究与服务中心，建成了基于物联网技术的可追溯系统，集中展示了物联网技术在供应链的应用。

供应链流程

基于物联网技术的可追溯系统建设食品供应链的典型流程，是从食品生产企业使用原材料开始，到制成中间产品以及最终产品，通过物流把产品送到全国其他地方，经过销售，最后送到消费者手中，将制造商、分销商、零售商，直到最终用户连成一个整体的物联网结构（如图3）。

图3 食品可追溯供应链流程图

系统架构设计

基于物联网技术的可追溯系统采用面向服务的架构（如图4）包括物理层、中间层、应用层和接入层，贯穿平台各层的是系统的建设标准体系和安全保障体系。

感知层以电子标签、传感器等感知设备为基础，涵盖基础的网络支撑设备和应用支撑设备。感知层主要通过RFID、二维码技术对食品原料的生产、加工、运输、仓储及零售等供应链环节的管理对象进行标识，采集，是整个平台的运行基础。

应用支撑层主要的功能是对数据进行整合，建立消费者、企业、政府等不同行为主体的信息共享机制和食品安全信息数据库，实现从原料到最终产品的追踪及其过程的反向追溯，以及消费者、企业、政府之间的信息共享。应用支撑层的数据管理层的信息不仅包括食品供应链各环节的数据，同时还有来自政府监管部门、市场消费者等的反馈数据。该层的数据主要包括：（1）食品生产加工企业数据库：企业产品代码、加工原料的来源信息、生产加工包装过程中的信息、物流过程中的信息、企业信息等；（2）各级政府监管数据（质监、农业、卫生、工商等部门，包含第三方检测的信息）：企业质量安全档案、食品检验报告、卫生注册证明等；（3）消费者反馈数据：消费者举报、投诉信息等。

应用层从不同行为主体的系统的应用角度出发，按照食品供应链流程，细分为生产（加工）管理系统、物流管理系统、销售管理系统、监管服务系统。实现多维数据接入、全过程追溯管理，丰富的外围接口和应用运行环境是其主要特点。

接入层是对接企业、广大消费者的窗口。用户可以通过包括互联网网站查询、超市终端机器查询、手机短信查询以及其他智能终端查询等方式进行信息查询。同时，根据不同的用户权限，可以查询到产品、企业名录、安全标准、认证信息、安全事件等各种信息。

网络层技术为物联网提供通信支撑。在图4的系统建设总体架构中，网络层图形表示为整个大背景，涵盖上面的各层应用。说明网络层不仅在感知层和应用层之间起到通信支撑作用，而且在感知层和应用层内部同样起到不可或缺的通信支撑作用。

图4 系统建设总体架构

系统实现

基于物联网技术的食品追溯系统建设的主要内容包括原材料管理、生产管控、仓储物流追踪、销售查询（如图5）。

图5 系统实现效果图

基于物联网的食品追溯系统，针对食品行业原料可追溯性差，质量安全信息成本高，国内食品可追溯体系配套技术不成熟，有关管理体系没有建立等现有问题，采用物联网RFID技术对食品进行标识，并实现对食品供应链的全过程追溯。淄博物联网研究与服务中心建设的基于物联网的食品追溯系统实现了食品供应链各个环节的信息管理和全程追溯示范。目前，我国食品安全形势依然严峻，随着物联网的进一步发展，基于物联网的食品追溯系统将为保障食品安全发挥更充分的作用。

（作者单位：山东淄博情报所）

《中国自动识别技术》 2015第4期（总第55期）