1引言

RFID射頻識別技術(shù)具有使用簡便、識別工作無須人工干預、批量遠距離讀取、對環(huán)境要求低、使用壽命長、數(shù)據(jù)可加密、存儲信息可更改等優(yōu)點，結(jié)合有效的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)及網(wǎng)絡體系，可以幫助實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)源頭到最終消費者的監(jiān)控。因此，本文提出一種基于RFID讀寫器和天線技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控系統(tǒng)，圍繞“生產(chǎn)、監(jiān)控、檢測、監(jiān)管”四條主線，以農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工、農(nóng)產(chǎn)品流通、市場進入等環(huán)節(jié)為立足點，對農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)環(huán)境、生產(chǎn)、加工、流動、銷售實施實時監(jiān)控。下面我們在業(yè)務流程分析的基礎(chǔ)上，探討在農(nóng)產(chǎn)品流通的各個環(huán)節(jié)中如何使用RFID射頻識別技術(shù)，重點研究系統(tǒng)架構(gòu)，系統(tǒng)業(yè)務模型、系統(tǒng)功能及其實現(xiàn)。

2系統(tǒng)設計

基于RFID讀寫器和天線技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控系統(tǒng)主要包括農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)監(jiān)控模塊、供應基地監(jiān)控模塊、農(nóng)產(chǎn)品物流企業(yè)監(jiān)控模塊、農(nóng)產(chǎn)品倉儲監(jiān)控模塊、農(nóng)產(chǎn)品消費點管理模塊、農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心模塊等。

（1）農(nóng)產(chǎn)品安全管理部門（工商局或農(nóng)產(chǎn)品主管部門）設立農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心，建立中心數(shù)據(jù)庫，中心數(shù)據(jù)庫和各生產(chǎn)、加工廠家、農(nóng)產(chǎn)品倉庫、以及各中途監(jiān)控點進行實時通信。中心數(shù)據(jù)庫具備監(jiān)控、查詢、統(tǒng)計、報表和計劃等功能。農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心負責制定標簽編碼方案和號段分配，農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營主體備案管理，廠家身份鑒定資格審查、管理和取消，運輸車輛資格審查、管理和取消，物流公司資格審查、管理和取消等工作。

（2）農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、養(yǎng)殖基地模塊：生產(chǎn)、種植、養(yǎng)殖基地（簡稱：生產(chǎn)基地）是農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)地。當初級產(chǎn)品不需要加工時，由生產(chǎn)基地制作農(nóng)產(chǎn)品電子標簽、配送車輛電子標簽和電子封條，將產(chǎn)品直接發(fā)送到農(nóng)產(chǎn)品倉庫；當初級產(chǎn)品需要加工時，則由生產(chǎn)基地制作農(nóng)產(chǎn)品電子標簽、配送車輛電子標簽和電子封條，將初級產(chǎn)品直接發(fā)送到農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè)。在初級產(chǎn)品發(fā)送前，生產(chǎn)基地將所有農(nóng)產(chǎn)品信息實時傳入到管理中心。

（3）農(nóng)產(chǎn)品倉儲監(jiān)控模塊：各農(nóng)產(chǎn)品倉庫作為地區(qū)性倉儲中心，負責農(nóng)產(chǎn)品接收、入庫、存儲和配送，各農(nóng)產(chǎn)品倉庫設本地數(shù)據(jù)庫。在農(nóng)產(chǎn)品入口處由 RFID終端設備MT5000完成入庫農(nóng)產(chǎn)品的自動鑒別和商品信息輸入功能。各商品在出庫時要通過RFID電子標簽讀寫設備完成包括商品去向目的地信息在內(nèi)的配送信息。這些商品的入庫、存儲及出庫信息由本地后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)負責完成統(tǒng)計、分析、報表和管理工作，同時本地系統(tǒng)要及時和農(nóng)產(chǎn)品中心數(shù)據(jù)庫保持通信，進行數(shù)據(jù)和指令的交互。農(nóng)產(chǎn)品倉庫（簡稱倉庫）接受來自加工中心的農(nóng)產(chǎn)品，是本物流檢查系統(tǒng)的終點。為保證農(nóng)產(chǎn)品的安全，倉庫內(nèi)設置車輛貨物檢查點，對接受的農(nóng)產(chǎn)品進行四重核對：① 核對車輛身份；② 核對車門上的電子封條是否完整；③ 核對車輛登記農(nóng)產(chǎn)品和卸載農(nóng)產(chǎn)品是否一致；④ 核對車輛登記農(nóng)產(chǎn)品與管理中心數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)是否一致。同時，倉庫將卸貨信息和檢查結(jié)果上傳管理中心。

（4）農(nóng)產(chǎn)品加工中心監(jiān)控模塊：各加工中心負責將農(nóng)產(chǎn)品進行包裝。各加工中心配備本地RFID自動識別系統(tǒng)，利用本系統(tǒng)對各包裝單元進行編碼并寫入 RFID標簽，然后將標簽貼到商品上，在裝車的同時，將數(shù)據(jù)上傳到農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心。車輛裝載完畢時，將車上所有RFID電子標簽標號一次性寫入車輛配備的 RFID車載電子標簽中。農(nóng)產(chǎn)品加工中心（簡稱加工中心）加工農(nóng)產(chǎn)品并將加工好的農(nóng)產(chǎn)品發(fā)送到各個農(nóng)產(chǎn)品倉庫。加工中心是物流運輸?shù)钠瘘c，負責制作要發(fā)送的農(nóng)產(chǎn)品的電子標簽、配送車輛電子標簽和電子封條，并在發(fā)送前將這些電子信息傳入到管理中心。

（5）農(nóng)產(chǎn)品物流企業(yè)監(jiān)控模塊：物流公司將配送車輛相關(guān)注冊信息發(fā)送給管理中心，管理中心對其進行資格審查和管理，以便于運送過程中對車輛進行核對。每個車輛配備一個RFID車載電子標簽，這個標簽作為車輛的身份標志，記錄有本車身份信息和本車裝運商品的RFID標簽的信息，以便車輛和所載商品信息關(guān)聯(lián)起來。車載電子標簽要求采用有源標簽（例如5.8G），以便能夠存入大量的信息，并可以對車輛進行遠距離識別，同時有源5.8G RFID電子標簽可以與現(xiàn)有高速公路不停車收費系統(tǒng)統(tǒng)一起來。

（6）農(nóng)產(chǎn)品銷售點管理模塊：消費點收到倉庫配送過來的農(nóng)產(chǎn)品時，讀取并核對產(chǎn)品上的電子標簽信息，實時將數(shù)據(jù)上傳到管理中心和倉庫數(shù)據(jù)庫。

（7）農(nóng)產(chǎn)品運輸監(jiān)測點模塊：在車輛運輸過程中，可以通過監(jiān)測點的對車輛進行監(jiān)測。監(jiān)測點可以是執(zhí)法人員通過人工手段進行監(jiān)測，也可以通過安裝固定設備進行自動監(jiān)測，監(jiān)測手段可以是手持式終端，也可以是固定RFID讀寫器和天線，監(jiān)測點采集的信息可以通過GPRS無線方式，或者通過TCP/IP與農(nóng)產(chǎn)品安全管理中心通信。管理部門可以設置固定的運輸監(jiān)測點和流動的人工運輸監(jiān)測點（簡稱監(jiān)測點），對配送車輛進行合法性檢查。

（8）農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量日常監(jiān)管模塊：包括① 產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)投入管理；對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全進行管理，首先需要對農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)投入等相關(guān)因素進行日常監(jiān)管。②農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量案件信息管理；③ 暫停農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售；④ 恢復農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售；⑤ 農(nóng)產(chǎn)品及養(yǎng)殖戶黑名單管理；⑥ 農(nóng)產(chǎn)品停止生產(chǎn)、退出市場；⑦ 重點農(nóng)產(chǎn)品劃定；⑧ 重點農(nóng)產(chǎn)品取消；⑨ 名優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品；⑩ 名優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品養(yǎng)殖企業(yè)。

（9）農(nóng)產(chǎn)品安全公眾服務信息模塊。把農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)控基本情況等通過Internet向公眾發(fā)布，并利用WebGIS發(fā)布生產(chǎn)區(qū)域生態(tài)環(huán)境、污染情況和生產(chǎn)投入等空間信息及相關(guān)信息；把與農(nóng)產(chǎn)品安全預警信息及時在網(wǎng)上發(fā)布，用戶可通過系統(tǒng)了解有關(guān)的避防措施等。

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RFID高頻13.56MHz智能文件柜電子標簽讀寫器HR7738

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RFID高頻智能文件柜屏蔽天線HA4232

RFID高頻盤點車手持天線HA5911是一款高性能的50Ω標準阻抗13.56MHz高頻天線，內(nèi)建專有的適配器，結(jié)合精細的天線線材選擇和設計，實現(xiàn)對電子標簽的穩(wěn)定感應效果，廣泛應用于圖書盤點、檔案盤點、圖書盤點車、模具管理、固定資產(chǎn)盤點、個人身份識別、單品管理系統(tǒng)及生產(chǎn)過程控制等RFID天線應用領(lǐng)域。

RFID高頻盤點車手持天線HA5911

3 RFID讀寫器和天線技術(shù)實施策略

將RFID射頻識別應用到農(nóng)產(chǎn)品安全管理中，最主要的是應用RFID電子標簽的特性來保證實現(xiàn)“源頭”農(nóng)產(chǎn)品追蹤解決方案和在農(nóng)產(chǎn)品 供應鏈 中提供完全透明度的能力。為了達到這一目的，在不同的階段，不同的物流過程中選擇不同的標簽形式和標簽閱讀形式。

（1）生產(chǎn)環(huán)節(jié)：在生產(chǎn)環(huán)節(jié)大體包括下面幾種生產(chǎn)方式，一種是生豬活禽等，是活體從養(yǎng)殖場運輸?shù)郊庸て髽I(yè)的農(nóng)產(chǎn)品。需要在活體身上加裝RFID電子標簽。第二種生產(chǎn)方式是需要加工或不需要加工的蔬菜果品，一些需要加工的農(nóng)產(chǎn)品。這兩種農(nóng)產(chǎn)品在生產(chǎn)的過程中需要對生產(chǎn)的過程進行詳細記錄，儲存在本地數(shù)據(jù)庫中，在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)出以后，在運輸農(nóng)產(chǎn)品的托盤上加裝UT2867電子標簽，記錄這批產(chǎn)品的信息，并且和本地數(shù)據(jù)庫中的信息相對應。在生產(chǎn)階段，采用13.36MHz或125KHz無源電子標簽，因為此種標簽成本比較低，所以較容易應用到生產(chǎn)環(huán)節(jié)中去，標簽上主要記錄生產(chǎn)養(yǎng)殖的相關(guān)信息，如養(yǎng)殖場編號、運出時間等，而且這些信息要和生產(chǎn)企業(yè)自身的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫相聯(lián)系，以便查詢生產(chǎn)過程的細節(jié)信息。在各個生產(chǎn)企業(yè)都設置RFID讀寫卡機具，可以實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品信息的寫入。

（2）加工環(huán)節(jié)：加工環(huán)節(jié)分兩種情況，一種是從生產(chǎn)基地直接運送過來的農(nóng)產(chǎn)品到加工企業(yè)進行加工，一種是外國農(nóng)產(chǎn)品通過本地加工企業(yè)進口然后進入農(nóng)產(chǎn)品 供應鏈 。

對于從生產(chǎn)基地直接運送來的農(nóng)產(chǎn)品，加工企業(yè)在讀取農(nóng)產(chǎn)品上的RFID標簽信息后，將這些信息保留在電子標簽中，并且將農(nóng)產(chǎn)品的加工信息進一步添加到加工后的農(nóng)產(chǎn)品電子標簽中，農(nóng)產(chǎn)品電子標簽的使用和生產(chǎn)環(huán)節(jié)一樣，在價值較高，對環(huán)境要求比較嚴格的農(nóng)產(chǎn)品上應用單個的RFID電子標簽，而在價值較低的產(chǎn)品上，對運輸?shù)耐斜P和大包裝上應用標簽，而對單個農(nóng)產(chǎn)品應用條形碼技術(shù)。

（3）運輸環(huán)節(jié)：物流公司將配送車輛相關(guān)注冊信息發(fā)送給管理中心，管理中心對其進行資格審查和管理，以便運送過程中對車輛進行核對。

在農(nóng)產(chǎn)品運輸過程中，只有經(jīng)過農(nóng)產(chǎn)品管理中心認證的物流企業(yè)才能從事農(nóng)產(chǎn)品的運輸。因為安全的需要，在運輸過程中采用集裝箱運輸，所以在運輸環(huán)節(jié)對RFID電子標簽的安裝有嚴格的要求。

首先要求對每一次運輸?shù)霓r(nóng)產(chǎn)品信息做讀取，然后在集裝箱上安裝的RFID電子標簽上詳細記錄，封條一般安裝在集裝箱門把手上，或者安裝在車廂壁上，這樣可以防止在運輸過程中農(nóng)產(chǎn)品發(fā)生意外。

對于集裝箱運輸采用的RFID電子標簽，我們將采用900MHz或者2.45GHz有源電子標簽，這樣可以保證記錄數(shù)據(jù)的信息量大，數(shù)據(jù)內(nèi)容包括集裝箱內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品信息，運送車輛信息和運送時間等。這些信息和物流企業(yè)本地數(shù)據(jù)庫相關(guān)聯(lián)。

RFID超高頻UHF工業(yè)遠距離手持機MT9采用Android或Open Harmony操作系統(tǒng)，結(jié)合紫光展銳八核CPU 主頻2.7GHz處理器，以及4+64G內(nèi)存配置；采用基于IMPINJ R2000芯片開發(fā)的UHF(902-928MHz)高性能射頻識別系統(tǒng)，最遠識別距離可達20米；5.5英寸IPS高清屏，分辨率720*1440；標配藍牙5.0，WIFI 2.4G/5G雙頻，4G，GPS；可搭載GJB 7377.1國軍標協(xié)議和GB/T29768國標空中接口協(xié)議。廣泛應用于固定資產(chǎn)管理、設備巡檢、資產(chǎn)查找、工業(yè)洗滌、智能工具管理、服裝盤點、產(chǎn)品質(zhì)檢、倉儲管理、生產(chǎn)管理、移動作業(yè)等多種無線射頻識別（RFID）系統(tǒng)。

RFID超高頻UHF工業(yè)遠距離手持機MT9

在運輸檢測點和運輸過程結(jié)束時，檢查人員要比對集裝箱上安裝的有源電子標簽內(nèi)的信息和管理中心傳來的數(shù)據(jù)是否一致。

（4）倉儲環(huán)節(jié)：在倉儲環(huán)節(jié)，需要對運送來的裝有RFID電子標簽的農(nóng)產(chǎn)品進行儲存，這樣就需要在倉儲入口處設置自動判斷進出庫農(nóng)產(chǎn)品和記錄農(nóng)產(chǎn)品信息的 RFID讀寫器和天線，在倉庫內(nèi)安裝多個讀寫設備對不同區(qū)域的農(nóng)產(chǎn)品進行記錄。在清點貨物或者查詢貨物的時候，可以用手持讀卡機具直接查詢貨物信息。

在倉儲環(huán)節(jié)對RFID的應用偏重于RFID信息的讀取和信息的管理。在倉庫內(nèi)部在叉車或者工作人員身上佩帶RFID電子標簽，可以有效的利用資源，使得倉儲過程更加高效快捷。

（5）消費環(huán)節(jié)：在消費環(huán)節(jié)，對于RFID自動識別的應用主要集中在消費點配備的UR6258電子標簽讀寫機具對于倉庫運送過來的食品進行信息驗證，對于驗證合格的食品信息，消費點可以進行銷售，如果信息不吻合，就要向管理中心報告貨物異常，同時拒絕這些貨物進入消費點。在消費點售賣農(nóng)產(chǎn)品時，用RFID讀卡器對每一件售賣食品信息進行記錄。所以在這個環(huán)節(jié)，RFID射頻識別的應用主要就是信息的確認。

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