农畜林产品溯源管理系统中物联网技术应用的可视化分析

摘 要：随着社会发展和人们对食品安全的关注，农畜林产品溯源管理愈发重要。而物联网技术为其提供了可视化手段，可实现从生产到销售全过程的实时监测和追溯。因此，探讨农畜林产品溯源管理系统中物联网技术的应用及发展方向尤为重要。本文检索2005—2024年中国知网数据库文献，采用CiteSpace和VOSviewer信息可视化软件进行发文量、合作作者、关键词突现、研究热点变化分析。结果表明，溯源管理系统与物联网技术的结合经历了萌芽期、高速发展期、动态稳定期和缓慢减少期。作者同机构团队合作较多，跨校际、专业合作研究有待加强，交叉学科、行业合作不够。物联网技术的应用促进了溯源平台的建设，数据安全、数据防伪是目前溯源管理系统发展研究的热点。2024年智慧农业、区块链、大数据以及传感器技术处于研究热点行列，农畜林产品溯源系统研究可将重点聚焦于传感器技术的深入探究，与区块链、大数据技术有机融合，以此推动农畜林产品溯源系统朝着更高效、精准与智能的方向发展，为保障农畜林产品质量安全、提升农业产业现代化水平提供坚实的技术支撑与创新动力。

关键词：农畜林产品；溯源；物联网；可视化分析

Visual Analysis of the Application of Internet of Things Technology in the Traceability Management System of Agricultural， Livestock and Forestry Products

LEI Xiaofei， ZHANG Li， LONG Haixia， DAI Rui

（Hulunbuir University， Hulunbuir 021008， China）

Abstract： With the development of society and people’s attention to food safety， traceability management of agricultural， livestock and forest products is becoming more and more important. The Internet of Things technology provides visual means to realize real-time monitoring and traceability of the whole process from production to sales. Therefore， it is particularly important to discuss the application and development direction of the Internet of Things technology in the traceability management system of agricultural， livestock and forest products. In this paper， the literature of CNKI database from 2005 to 2024 was searched， and CiteSpace and VOSviewer information visualization software were used to analyze the number of publications， co-authors， keyword emergence， and research hotspot changes. The results show that the combination of traceability management system and Internet of Things technology has experienced a budding period， a rapid development period， a dynamic stable period and a slow reduction period. The author has more cooperation with institutional teams， and cross-school and professional cooperation research needs to be strengthened， and cross-disciplinary and industry cooperation is not enough. The application of Internet of Things technology promotes the construction of traceability platform， and data security and data anti-counterfeiting are the hot spots in the development of traceability management system. In 2024， smart agriculture， blockchain， big data and sensor technology will be among the research hotspots. The research of agricultural， animal and forest product traceability system can focus on in-depth exploration of sensor technology and organic integration with blockchain and big data technology， so as to promote the development of agricultural， animal and forest product traceability system towards a more efficient， accurate and intelligent direction. It provides solid technical support and innovation impetus for ensuring the quality and safety of agricultural， livestock and forest products and enhancing the modernization level of agricultural industry.

Keywords： agricultural livestock and forest products; trace to the source; internet of things; visual analysis

食品安全关系到人们的身体健康、生命安全及社会经济，是人们最为关心的问题。农畜林产品追溯是食品追溯中最复杂和最艰难的部分，对整个食品生产链进行追溯，可以及时准确地发现问题、解决问题。目前还没有基于食品安全生产和全程供应链管理两方面完整对接的农产品可追溯系统[1]。溯源系统主要包括信息采集、信息传输、信息存储、信息查询和质量追溯等模块[2]。通过应用物联网技术中的射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）、传感器技术、嵌入式技术能够通过感知、传输和处理信息，可为农畜林产品溯源提供一种有效的技术手段，让传统孤立的溯源管理实现跨地区跨行业的共享互通；可以实现对农产品从生产、加工到销售的全过程监控，保障食品安全，提高消费者信任度。VOSviewer和CiteSpace软件作为一种文献可视化分析工具，能够帮助研究者快速了解溯源系统与物联网技术结合的研究现状和趋势。

1 材料与方法

1.1 材料选择

在中国知网数据库高级搜索中以“物联网RFID OR物联网OR传感器OR嵌入式AND溯源”为关键词搜索相关中文文献，文献类型不限，搜索年限为2005—2024年，经过人工筛选，与农畜林产品溯源管理中应用物联网技术相关的有效文献500篇。

1.2 研究方法

检索得到文献以Rework格式保存，运用CiteSpace软件进行重复文献筛选，得到所研究文献的“题目、作者、发文机构、期刊名称、发表日期、摘要”等要素。运用VOSviewer软件、CiteSpace软件进行可视化网络分析。CiteSpace利用分时动态的可视化图谱展示科学知识的宏观结构及其发展脉络[3]。本文采用CiteSpace进行发文量分析、关键词共现分析，并进行关键词聚类和突变分析。VOSviewer软件使用VOS制图技术直观显示基于共引数据构建的作者关联图或者期刊关联图[4]。本文用VOSviewer软件进行文献作者分析。

2 结果与分析

2.1 研究文献发文时间分布

运用CiteSpace软件导出文献年发文数量，绘制年发文量统计图。由图1可知，2005—2009年是物联网技术应用于溯源系统的萌芽期，文献集中在探讨物联网技术RFID应用于溯源系统的探索；2009—2014年是研究的高速发展期，这可能是因为2009年我国将物联网列为国家五大新兴战略性产业之一[5]，要求着力突破传感网、物联网关键技术；2010年国务院发布《关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，物联网作为新一代信息技术里的重要一项，成为国家首批加快培育的七个战略性新兴产业之一；2014—2019年发文量在38篇/年上下浮动，进入动态稳定期；2019—2024年发文量开始缓慢减少。

2.2 研究文献作者分布分析

使用VOSviewer软件进行发文作者可视化分析，设置文献最少作者参数为2，VOSviewer软件进行作者共现时，为了突出发文作者关系密度，将最小共现阙值设置为2，采用关联强度对发文作者进行可视化分析。每个点代表1个作者群，颜色越深代表作者关联度越强，如张曦、陶琳丽、高士争等，颜色越浅代表作者关联度越弱，如李怀强、孙毅、汪强等都为独立作者[4]。由图2可知，关联度强的作者较少。分析关联度最强作者张曦等人文献发现，作者同属于云南农业大学，分属于不同学科，包括经济管理学院、基础与信息工程学院和动物技术学院云南省动物营养与饲料重点实验室。其主要研究如何在畜产品溯源管理系统中应用物联网技术。其他关联密切的发文作者如施明毅、刘崇玉等共属于成都中医药大学；柳平增、于群、赵丽等共属于山东农业大学，同一机构学校学者共同研究居多。溯源系统需要管理学方向、物联网方向、大数据方向、法律法规方向等配合完成，因此需要加强跨学校、跨学科合作研究。

2.3 研究文献关键词共现分析

2.3.1 研究重点和热点分析

CiteSpace软件参数设置如下。时区跨度采用2005—2024年，分割年限为2年；Term Source为“Title、Abstract、Author、Keywords”，阈值选择设置为前10个高频词；裁剪方法设为剪枝切片网络和修剪合并网络方法，聚类采用LLR计算方法。生成溯源系统与物联网技术研究关键词突现可视化图谱，见图3。由图3可知，CiteSpace软件生成的溯源系统与物联网技术研究关键词突现可视化图谱包含节点107个，连线144条，网络密度为0.025 4，聚类模块Q值为0.829 7，聚类平均轮廓S值为0.983 8。由于Q值＞0.3为聚类结构显著；S值＞0.5为聚类合理，S值＞0.7为聚类令人信服[6]，因此本文研究文献聚类结构显著且聚类令人信服。

由图3可知，研究热点主要集中在“物联网”“溯源系统”“食品安全”“区块链”“农产品”“射频识别”“智慧农业”“传感器”。其中，“物联网”关键词节点面积最大且颜色变化最多，面积越大则说明围绕其发文量最多，不同颜色代表不同研究年份。中心度是关键词在所有关键词中的重要程度[7]，表1列出中心度排前10位的关键词。中介中心性越高，表明关键词与研究主题联系越紧密，因此“农产品”“溯源”“物联网”“标识”与研究主题联系紧密。应用物联网技术设计农产品溯源系统的研究内容较多。

2.3.2 研究热点演进路径分析

使用CiteSpace软件进行关键词聚类时间线分析，可以观察到物联网技术在农畜林产品溯源管理系统中的应用经历了从初步探索到深入研究的过程。由CiteSpace软件生成的时间线聚类图见图4。