基于射频识别技术的猪肉质量安全溯源系统设计
作者: 练宇婷 伍雯静 陈乐如 廖威龙 肖欣红 赵晨煊
摘 要:猪肉作为我国肉类食品的主要消费品种,其质量好坏关乎国计民生。近年来我国对畜禽养殖的管理要求也越来越严格,明确要求相关企业应建立完善的产品信息溯源体系。传统的猪肉溯源体系信息采集不完整,技术落后,各环节缺乏有效的管理,因此利用现代信息技术实现对生猪整个产业链的有效跟踪和监管,建立完善溯源体系是目前需要解决的问题。本文围绕射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术,根据消费者、监管者、生产者等主体的不同需求,进行生猪产业链包括采购、屠宰、加工和流通等环节的信息采集,建立溯源信息链与数据库,从而设计相对完善的猪肉质量安全溯源系统,实现猪肉产品的安全溯源查询。
关键词:猪肉;追溯系统;RFID技术
Design of Pork Quality Safety Traceability System Based on Radio Frequency Identification Technology
LIAN Yuting, WU Wenjing, CHEN Leru, LIAO Weilong, XIAO Xinhong, ZHAO Chenxuan*
(Guangzhou College of Technology and Business, Foshan 528000, China)
Abstract: Pork is the main consumable of meat food in China, its quality is related to the national economy and people’s livelihood. In recent years, the management requirements of livestock and poultry breeding in China have become more and more strict, and it is clearly required that related enterprises should establish a perfect product information traceability system. The traditional pork traceability system has incomplete information collection, backward technology and lack of effective management in each link. Therefore, it is a problem to use modern information technology to realize effective tracking and supervision of the whole hog industrial chain and establish and perfect the traceability system. Around the RFID technology, this paper according to the different needs of customers, regulators, producers, such as the main body, to the pig industry chain including procurement, slaughtering, processing and circulation of information collection, establish traceability information chain and the database, so as to design a relatively perfect pork quality safety traceability system, realize the safety of pork products traceability queries.
Keywords: pork; traceability system; radio frequency identification technology
1 研究背景
近年来,我国猪肉的消费比例越来越高。动物疫病、兽药残留与饲料中有毒有害物质超标等问题,对消费者健康和安全造成了极大的影响[1-2]。由于生猪从养殖、屠宰、流通到销售等阶段所耗费的时间较长,有些猪肉没有溯源信息,导致消费者不易判断猪肉是否安全,而担忧猪肉的安全问题。
1.1 国内猪肉产品质量安全现状
随着国内经济的发展,人们的生活水平和消费能力也不断提高,猪肉早已成为人们餐桌上常见的食物,但猪肉在生产过程中容易受到微生物的污染,猪肉的安全性不高,严重影响了猪肉的质量安全。
1.1.1 生猪养殖场标准化建设程度低
在生猪养殖场中,尽管其标准化建设已有些基础,但总的来说还不够规范,缺乏科学性和全面性。由于粪便污水的处理不当、无防疫消毒措施等,生猪养殖场的卫生条件较为恶劣,使猪患疫病的概率大大增加,无法保障生猪肉的质量安全。
1.1.2 屠宰加工流通环节易污染
在生猪的流通环节容易受到污染。生猪肉在运输、储存和销售等环节中,冷链保鲜措施不到位,温度、湿度、时间和环境等因素也易加速生猪肉的自溶变质,而且在流通过程中的卫生条件较差,猪肉容易受到微生物污染。
1.1.3 滥用添加剂
有些不良猪肉生产商为了使收益增加,违规使用饲料添加剂甚至使用禁用的饲料添加剂,或者将一些死猪肉进行加工并销售,使这些质量不过关的猪肉流入消费市场,让消费者的健康受到巨大的威胁。
1.1.4 兽药残留
生猪养殖场在养猪的过程中,有些养殖者养殖知识缺乏、养殖经验不足,为得到更好的收益,长期超量使用兽药或滥用兽药,不仅会使生猪耐药性增加,还会导致兽药在生猪体内蓄积,出现兽药残留的情况。若经常食用含有兽药残留的猪肉,人体会出现慢性中毒现象,身体健康会受到较大影响[3]。不仅如此,兽药会以原形或代谢物等形式随生猪的排泄物排泄出来,既会产生污染问题,又会对生态环境造成影响[4]。
1.1.5 监管不到位
我国的猪肉监管体系存在较大的不足。因为监管职能分散在各个部门,导致职能部门在立法时条款不够严谨,容易造成法律监管盲区。在食品安全问题上,农业农村、质量监督、工商管理等部门都有监督管理职责,但在实际执法中,多个部门职能交叉,容易发生“踢皮球”等责任推诿现象,导致食品安全事故发生频率增加[5-6]。
1.2 国内猪肉安全溯源系统现状及发展趋势
政府一直大力地推进食品安全可追溯系统,使企业越来越重视食品可追溯系统,发布各种政府文件强调可追溯系统的建设,加强监督管理以保食品安全。但我国现存的猪肉溯源系统中,存在信息流不匹配、系统软件不兼容导致源信息无法进行资源共享和交换的问题。具体表现为现有系统可追溯性信息内容不一致,有简单和复杂之分;食品质量追溯终端的缺乏和服务模式的可行性阻碍了系统的推广和传播[7]。
要解决我国猪肉溯源系统的问题,应该从以下几个方面解决。①对猪肉的质量追溯管理标识规则进行规范,利用管理标识(如二维码、安全码),提高产品在生产和销售链中的可追溯性,以识别产品的身份、历史和产地。②建立和改进多层次互联的可追溯网络,对于有问题的食品,可以利用二维码等管理标识快速追踪,保证食品安全。
2 猪肉安全溯源系统的信息采集系统设计
2.1 RFID信息采集系统工作原理
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种非接触式的自动识别技术,它能通过射频信号的传输特性自动识别目标对象,获取相关的信息数据[8]。RFID技术不需要人工的干预即可进行识别工作,其不仅可以识别高速运动物体,还可同时识别数个标签,操作快捷方便[9-10]。
RFID养殖追溯管理通过超高频RFID技术开发了动物识别和溯源系统,主要用于跟踪和监控动物的饲养、运输和屠宰,以及在发生疫情时对动物进行跟踪。该系统允许相关部门追踪可能被感染的动物,以确定它们的所有权和历史踪迹,并且可以对动物从出生到屠宰的过程提供实时可靠的数据[11-12]。
2.2 猪肉安全溯源系统的信息采集
2.2.1 生猪采购信息采集
生猪一般是由屠宰厂向具有检疫证等相关证明的养殖场、猪贩子或生猪养殖散户进行购买。一般情况下,刚采购的生猪在屠宰前会再养一两天,方便统一对其进行屠宰前的管理,做好检疫工作。
(1)养殖户的信息。养殖户的信息管理包括大型养殖场、猪贩、养殖散户等,记录其养殖户的类别、联系人姓名、养殖场地、养殖数量、手机号码及地址等信息。养殖户的信息属于基本信息,不会经常有变化[13]。
(2)采购信息。在采购前需查看供货商是否具有相应的证件。采购信息需要记录好生猪品种及价格、采购者、采购时间、养殖者、养殖过程和健康情况等。对于不同的采购会有不同的采购信息,所以采购信息的录入由系统设置相应的采购管理功能进行。
(3)生猪查询码信息。生猪查询码信息可以通过读取电子耳标里的溯源码获取,溯源码记录了生猪一生的所有信息。
2.2.2 生猪屠宰信息采集
屠宰信息需要记录屠宰时间、内脏处理、割头和割尾等信息。首先要记录好生猪的屠宰时间,可以参考生猪套脚时的时间,在生猪屠宰的流水线上,每个环节的工作台都要安装RFID读卡器,有些环节还要安装RFID读写器与二维码扫描枪等。在生猪屠宰时会先用RFID读卡器读取耳标里的生猪追溯码,再把读取到的信息发送到电脑系统里,系统会记录好相应的信息。RFID标签在生猪上轨道后需替换,轨道的单钩也要换成双钩[14]。利用RFID读卡器把生猪追溯码的信息发送到系统中,系统会将溯源信息同步到读写器和双钩中,由流水线提升到上轨道,继续屠宰。将生猪的内脏放在含有RFID标签的盘中,生猪追溯码的同步过程与上轨道环节相同。检验内脏需利用RFID读卡器,把生猪追溯码传输给系统,操作者则需确认检验结果是否合格,将检验结果同步至系统和追溯码中。最后,将生猪割头割尾后,利用二维码扫描枪扫描猪头猪尾的产品追溯码,与生猪追溯码一同关联在系统上,完成后该时间则为产品的生产时间。
2.2.3 分割加工信息采集
在分割加工过程中使用的低频RFID技术较少受到金属的干扰屏蔽,抗金属影响能力较强。除了作为白条肉上市的产品外,还要对猪体进行分割加工,通常将一头猪分割加工,最终可以变成200多种不同的猪肉产品[13]。生猪被屠宰分割后,作为识别肉质来源的基础,将会对猪的各个体位部分分别采取不同的标记方式,再将各个部位的身份识别代码输入。此时电子标签按原生猪的耳标及按屠宰分割的批次顺序分类管理,登记管理人员可在检验合格后进行检验。同时,分割人员的编号应与原生猪的识别身份序列号一起传递,作为未来确定猪肉有关责任的依据。
2.2.4 肉品流通信息采集
在肉品的流通阶段,主要记录的是产品流通信息,是在对可批量、迅速识别的产品进行定位的基础上进行的。猪肉产品可按介质分为二维条码介质和RFID标签介质两类,这是根据其携带不同的产品溯源码所划分[13]。对于二维条码介质,由于其属于接触感应的性质,不适合在快速、流畅的情况下进行识别。所以在肉品流通信息采集环节中,只定位带有RFID标签的猪肉产品,主要是白猪肉片。因此,需要安装RFID读卡器在较为重要的位置点,如在分割操作台、厂房出口安装RFID感应器。系统在通过产品时,会自动检测并读取RFID标签上的产品可追溯码,记录经过的时间和地点,生成产品流程信息。