食品安全危机频繁发生,严重影响了人们的身体健康,食物从养殖(种植)到餐桌上的消费整个过程的透明化、公开化成为人们所关心的重点,本文主要从物联网的技术中的监管和追溯功能来探讨物联网技术在食品安全中的应用
近年来,全国各地乃至世界各国都有不同程度的食品安全问题出现。在我国就有诸如人造鸡蛋、三鹿奶粉、“瘦肉精”猪肉、“皮鞋”胶囊、甲醇酒、“红心”鸭蛋等一系列危害国人生命安全的食品出现;在国外有新西兰的恒天然集团在斯里兰卡再现“毒奶粉”、美国堪萨斯州的“问题牛肉”、荷兰的“马肉风波”、瑞士雀巢食品集团2009年的“牛奶门”事件等等。虽然国内外对食品安全的衡量标准是不同的,但诸如此类食品安全问题的层出不穷,还是深深地刺激了人们敏感的神经,严重危害到了人们的健康成长。
从我国居民饮食结构来看,猪肉是我国米袋子之外的基本食品,物联网技术开发了动物标识及可追溯系统,主要是对动物的饲养、运输、屠宰进行跟踪监控,爆发疫情时,对动物进行追溯。卫生部门通过该系统能够对可能感染疾病的动物进行追溯,以决定其归属关系以及历史踪迹。同时系统能对动物从出生到屠宰显示状态,改革开放以来我国人均年占有粮、肉、蛋、奶量及城镇居民消费成品粮量也是一路攀升。肉类占生产与消费近65%。目前我国猪场总数6713.7万个,100头以上的规模养殖场达 50%。美国猪场总数仅7.1万个,但5000头以上猪场占60%。中国养猪产业的“猪周期”为:价格上涨→产量增加→价格降低→产量减少→价格再次上涨……我国生猪市场供过于求仍是基本局面,养猪业先天不足,品种、饲料过于依赖国际市场,母猪产仔率低。目前中国正处于农业社会+工业社会+信息交融的社会现代化阶段。畜牧业现代化是历史发展的必然结果,这需要现代信息技术与物联网技术的支撑。
综合考虑影响食品安全问题的原因主要有以下两个:
(1)食品的生产过程缺少有效的监管
在食品的生产过程中,没有有效的在线监管系统。生产者以利益为主导,几乎忽略了食品生产过程中可能产生的食品安全问题,甚至用廉价的、不合格的原材料作为食品原料,以至于把向影响人们身体健康的非安全食品问题视而不见,问任问题食品流入市场。
(2)食品的流通环节、营秩序不规范,导致食品难以溯源甚至无法溯源
一是食品批发市场混乱,食品没有固定的流通环节;二是销售部门在食品的来源上没有固定的合作对象,也没有名明确的收货记录;三是部分经营者不遵守市场规则,销售无源食品。这些“物联网技术”,是在互联网技术基础上的延伸和扩展的一种网络技术;其用户端延伸和扩展到了任何物品和物品之间,进行信息交换和通讯。因此,物联网技术的定义是:通过射频识别(RFID)、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,将任何物品与互联网相连接,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、追踪、监控和管理的一种网络技术。
不正规的行为都直接导致了食品的难以溯源甚至无法溯源。
食品安全问题的不断出现,直接影响到人们的生命安全,以至于人们都聚焦于此。怎样才能真正的保证食品安全?一个最为得力的举措就是建立食品的可追溯制度。物联网技术的出现让食品生产过程的监管、食品的溯源成为可能。目前食品的监管、溯源系统在国外已经有了很大程度的应用。欧盟:凡在欧洲销售的食品上必须有可追溯标签,否则拒绝进入;美国:要求食品生产者、加工者、分包商、零售商、进口商需要保持(纸的或电子的)记录;日本的牛肉的追溯体系等等。而我国在食品可追溯性方面也制定了一些相关的标准和指南,而如何构建一套全完整地食品可追溯系统成为研发的关键。随着物联网技术的出现,为建立食品安全可追溯系统提供了解决之道。从而使得食品的生产过程透明化、食品的溯源简单化,进而使消费者能够放心使用。
国内外食品安全问题日益突出,引起了世界各国的高度重视,为此各国政府迅速出台政策,加强对食品安全生产的管理,其中对食品生产过程的监控成为重要措施之一。
美国:派专业人员进驻饲养场或食品加工场,从原料的采集、生产、销售各环节进行全方位监管;无条件召回存在缺陷的食品;加大惩罚性赔偿力度。
法国:供食肉用的动物都必须要挂有识别标签,并由计算机系统在线监测,标签上必须有这些动物的全详细资料(来源、饲养场、预防疾病时间、屠宰场、去向)。
国内的一些专家针对RFID在食品生产全过程监控的应用中也展开了一些研究,给食品装上“身份证”,让食品的相关信息尽可能多的保存在“身份证”上。广东出入境检验检疫局积极推进RFID系统在供港澳食用动物检验检疫工作中应用,在出境食用动物身上安装电子标签,从而实现处境食用动物从繁殖、饲养、防疫、用药、用料、运输等全程监管,大大提高了产品质量。现在食品安全问题频发的一个重要原因就是消费者甚至管理者都无法知道自己所消费食物的来源,出现问题时无从追溯,这使不法商家和广大消费者处于一个完全不对等的地位。食品安全追溯将是物联网最具发挥潜力的领域,当物联网逐渐在食品溯源中应用后,这种情况将会改变。很多食物都会有自己的信息标签,这种标签可以是二维码,也可以是RFID,消费者可以用比以前小很多的代价来知道自己的食物来源及其他相关信息。通过物联网的引入,可以使市场更加规范合理,减小消费者对于食品安全的担忧。
透明度,是消费者能够放心的食用。养殖条件也很重要。
自动配给随着饲料配方筛选、动物育种分析及牧场管理计算机技术应用,荷兰于20世纪80年代建立了数字化奶牛场;以色列阿菲金公司1984年研究出阿菲牧管理系统;西班牙Agritee软件公司1989年开发了奶牛肉牛管理软件,实际开始畜牧业物联网技术应用。随着计算机互联网通信技术、二维码识读、无线射频识别技术(RFID)、红外感应器、全球定位系统和激光扫描器等信息传感设备的发展,物联网技术从虚拟走向现实,融入人类生活,广泛应用于工业、农业、交通运输、医疗卫生等各个行业,畜牧业也进入物联网时代。
在大型奶牛场,如果一头牛出现身体异常,不仅可能造成传染,同时异常奶混入储奶罐,影响整体质量。通过捆绑在奶牛腿部或埋植在体内的电子标签和传感器,可有效监控每一头奶牛的体温、体质等健康信息,并传入数据中心资料或掌上电脑等终端,便于工作人员查看,并对有异常奶牛提前采取措施,提高牛奶质量。MRS保证乳品质量,如蒙牛挤奶大厅,RFID自动扫描记录,挤奶器对乳房自动冲洗、消毒、挤奶,还可通过安装在挤奶台的阿菲牧魔盒及
管理软件记录该牛的牛奶流量、重量、电导性、细胞含量、乳脂肪、乳蛋白、尿素、乳品含血量等质量因素,加上饲养管理数据库资料联网转为条型码张贴在奶罐销售到市场。
在畜舍安装智能传感器,在线采集二氧化碳、氨气、硫化氢、空气温度、湿度、光照强度、风速及视频等,通过有线或无线传送到饲养员手机、PDA、计算机等信息终端,实时掌握养殖场环境信息,并可以根据监测结果,远程控制相应设备自动开窗换气、喷淋降温、调整光照等,实现管理自动化、健康养殖、节能降耗的目标。如江苏宜兴、湖南嘉禾等地智能化猪场、湖北黄陂100万只智能化蛋鸡场,实现养殖场内环境自动检测、传输、接收、自动调控。目前,我国已有许多研发企业和使用单位,满足动物福利和生产需要、提高生产水平。因此,陈焕春院士最近提出:“未来大型养猪场将智能化”。
规模养殖场圈舍建设和饲养机械设备等可为精细饲养提供条件。起源于以色列、美国、加拿大等国的TMR喂食系统,实质是依托物联网计算机技术,自动化定量喂养,现在已经在我国应用。当牛通过挤奶道时自动记录耳号、体重、生理状况数据,传送到计算机系统,分析计算该牛最佳采食量,指挥喂食机饲料和统计。如宁夏银川奥特信息公司饲喂监控系统针对不同牛群设定配方,查询每次饲喂的时间、装料点装载量、卸载牛圈以及卸载量等详细信息,已在陕甘宁等70余个牛场使用。以色列、美国还实现了农场草料采集、自动粉碎加工、自动分析营养含量、自动配料满足需要、TMR自动喂食机分发到各养殖场。
通过物联网技术我们的生活会越来与健康。
参考文献《农产品市场周刊》 《家禽科学》
《中国自动识别技术》 《当代畜牧养殖业》
《中国农机化学报》 朱晓荣,齐丽娜.《物联网与泛在通信技术》
穆若金,冯志杰.《物联网技术及其在食品安全中的应用》
吴俊.《应用物联网技术提高食品安全探究》
信息技术学院 物联网一班 于孝铂