□何建崎
“民以食為天”。近年來，屢屢發生的食品安全事故，讓社會各界都強化了對食品供應安全的管理。如何利用物聯網新技術，推進食品的供應鏈監控，正在成為一門新課題。
    近十年以來，我國食品質量安全問題十分突出，食品安全監控問題成為人們關注的焦點。被稱為世界信息產業第三次浪潮的物聯網，技術用途廣泛，將其應用到食品安全領域，是人們關注的重要課題。物聯網概念及其技術體系框架“The　Internet　of　things”是物聯網的英文名稱，在中國把物聯網也稱之為“傳感網”。2005年11月27日，在突尼斯舉行的信息社會世界峰會（WSIS）上，國際電信聯盟（ITU）發布了《ITU互聯網報告2005：物聯網》的報告，正式提出了物聯網的概念：“物聯網是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網連接起來，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡”。
    目前,　物聯網還沒有一個廣泛認同的體系結構，最具代表性的物聯網架構是歐美支持的 EPCGlobal　“物聯網”體系架構和日本的Ubiquitous　ID(UID)物聯網系統。本文的物聯網技術體系以EPC體系架構為基礎。
    物聯網技術體系包括感知層技術、網絡層技術、應用層技術和公共技術，可劃分為應用層、網絡層、感知層3個層次。感知層為收集信息的感知元器件，由最底端的EPC編碼標簽、傳感器、攝像頭以及傳感器網絡、傳感器網關組成；網絡層包括傳感器網絡、通信網絡和互聯網；應用層在網絡層的基礎上，將收集來的信息進行處理，轉化成數字信號以視頻、語音等方式對物品進行監控和調度，包含應用支撐平臺子層和應用服務子層，實現物品的全程“可視化”運作；公共層技術不屬于物聯網技術的某個特定層面，而是與物聯網技術架構的三層都有關系，它包括編碼標識與解析、安全技術、網絡管理和服務質量管理。
    基于物聯網技術的食品安全監控系統框架
    食品安全監控系統的物聯網在應用上分為三個層次：
    一個是傳感網絡。以EPC編碼、RFID、傳感器為主，食品從開始生產起，植入統一EPC編碼標識，通過安裝在食品生產企業重要工序崗位、流通企業關鍵物流點的讀寫器，實現“物”的識別。
    二是傳輸網絡。物聯網讀寫器自動記錄食品在整個供應鏈從生產線到最終的消費者的流動記錄，通過3S技術網絡、互聯網、廣電網、移動通信網或者下一代互聯網，通過物聯網數據控制系統保留在互聯網上的食品供應鏈信息平臺。食品安全監控系統基于物聯網技術的數據管理，支持海量存儲和維護，提供一致、高效的數據查詢機制，實現對歷史監控數據的查詢和分析。
    三是應用網絡，即輸入輸出控制終端。通過基于物聯網的食品安全監控系統的軟件操作平臺，供應鏈上的各企業和監管部門之間可實現“可視”的信息交互，企業在食品供應鏈信息平臺上發布信息，監管部門則通過食品安全信息平臺發布企業食品安全監控信息。消費者、媒體、第三部門根據各自的權限，通過食品供應鏈信息平臺可對正處于生產、運輸、儲存、銷售等環節的食品可通過互聯網實現“可視化”觀察和掌握食品“生命流程”，通過食品安全信息平臺了解食品經營企業的食品質量安全狀況信息�；�于物聯網技術的食品安全監控系統架構下圖所示。
    基于物聯網技術的食品安全監控系統功能
    一、數據采集和分析。在生產、銷售等環節部署EPC編碼數據和圖像數據采集、傳輸、管理，通過物聯網快速的反饋到食品監控系統，支持企業對其業務環節的全程監控，可將采集到的數據編制報表，作為跟蹤、調度、決策依據。政府監管部門通過數據進行統計分析，建立食品安全檢測與經營企業備案信息庫，并進行業務實時監控，實現食品安全數據的效能監控和輔助決策。
    二、食品安全信息共享。系統以互聯網為依托，可向政府、食品企業、社會公眾、食品行業組織等第三方機構提供各類信息服務，實現各組織機構、消費者之間的信息互動。
    三、可視化遠程監控。食品生產企業可通過電腦終端或3G手機連接基于物聯網的食品安全監控系統的信息平臺，隨時隨地觀察和監控食品生產、加工現場由傳感器傳來的實際影像，并通過系統實現對現場各設備的遠程控制；供應鏈上的各企業和監管部門之間則通過物聯網實現“可視”的信息交互和監控。
    四、數據海量存儲維護，食品安全信息可追溯。安裝在食品工廠關鍵環節、配送中心倉庫、銷售商品貨架、交通控制點上的讀寫器，能夠自動記錄食品在整個供應鏈從生產線到最終的消費者的流動記錄，信息保留在支持海量存儲和維護的物聯網數據控制系統中，形成知識庫，提供一致、高效的數據查詢、追溯機制。
    五、建立錯誤預報警機制。在食品生產、加工環節，通過HACCP體系設置質量關鍵控制點，允許用戶制定自定義的數據范圍，生產加工現場溫度、濕度、光照度等數據通過無線通訊網絡傳遞給數據處理系統，如果傳感器上報的參數超標，系統出現閾值告警，并自動控制相關設備進行智能調節，達到預報警目的。
    六、建立統一認證系統。在整個系統中，可實現統一認證、集中管理控制，包括用戶管理、設備管理、認證管理、權限管理等功能。
    基于物聯網的食品安全監控信息流程
    基于物聯網的食品安全監控信息流程一般按以下步驟進行：
    第一，對食品的屬性進行標識。屬性包括靜態和動態的屬性，靜態屬性可以直接存儲在EPC標簽中，EPC標簽進入讀寫器的工作范圍時,能自動向讀寫器發送自身的編碼等EPC信息，動態屬性需要先由傳感器實時探測。
    第二，射頻讀寫器接收到來自食品EPC標簽或傳感器發送的載波信息。對接收信號進行解調和解碼后，將其信息送至中間件系統進行處理，將信息轉換為適合網絡傳輸的數據格式。
    第三，實時信息查詢。讀寫器獲取信息通過中間件系統轉換為適合網絡傳輸的數據，可通過網絡傳輸到信息管理系統，提供用戶完成實時查詢.
    第四，歷史信息跟蹤追溯。適合網絡傳輸的實時數據信息被傳送到ONS服務器，完成相互請求和通信的相關計算，ONS服務器在產品信息數據庫找到食品對應地址，將食品相關信息保存到產品信息數據庫中。用戶如需查詢食品歷史信息，可通過互聯網由中間件系統、ONS服務器到保存著產品信息的產品信息數據庫查找，獲取食品歷史數據，再通過互聯網傳送到用戶手中，完成食品跟蹤和可追溯性查詢監控。
    食品安全監控系統的物聯網運行機制
    食品安全的監控系統的物聯網運行機制包括以下幾個階段：
    第一，食品 “可視”識別階段。為滿足食品安全監控的快速感知、可視化的需要，建設專用的無線傳感網絡，通過中間件技術，實現傳感器網絡與互聯網、移動通信網互連互通。傳感器網絡系統集成，提供單一用戶的接入應用，網絡運營企業以運營傳感器網絡接入，提供遠程通信服務。
    第二，協同處理階段。物聯網的感知層、網絡層、應用層協同工作，以政府、企業、消費者滿意的食品監控為目標，建立傳感網、互聯網、移動通信網融合標準，鼓勵企業投資建設運營傳感器網絡，實現專用網絡向大眾服務網絡的過度，提供多用戶應用服務平臺。
    第三，系統融合階段。政府食品安全檢測監管信息系統、企業內外服務管理系統與物聯網運營服務網絡系統高度融合，無線傳感器網絡、綜合服務基站、超級計算中心等設施設備成為公共的網絡基礎設施，政府、企業、消費者通過互聯網接入傳感器網絡公共平臺，實現跨平臺操作和點對點的“食品可視物”監控。（作者單位：湖南現代物流職業技術學院）