引言

　　近年来，射频辨认技能(radio frequency identification,RFID)已被广泛运用于交通办理、物流运送、医药、食物出产等十多个职业，其在食物追溯体系中的运用己成为食物安全的重要保障。在动物性食物出产过程中存在原料、出产、加工、贮运和出售等许多环节，任何环节都有污染食物的可能。RFID作为一项易于控制、简略有用、灵敏的技能，所具有的优越性是条码、磁卡、IC ( integrated circuit, IC)卡等其他辨认技能无法比拟的,因而已被许多国家运用于动物性食物的溯源。欧洲、美国、澳大利亚的许多养殖场都己经运用RFID标签来全程监测畜禽动物出产的基本情况，并把RFID结合条码技能的主动辨认技能贯穿于食物安全监管产业的全过程，以确保向市场供给优质的放心产品[f8l。相关于发达国家，我国对食物溯源研讨起步较晚，但近年来的快速发展使我国在即ID的技能和运用范畴都取得了一些效果[[9-10]。目前现已具有自主研制出产多类型多标准的RFID标签和设备的才干，也呈现了一批与RFID出产相关的企业，RFID现已在交通、物流、食物、票证等范畴取得运用。如国内一些城市已将RFID技能运用于城市智能交通，完成车流量信息的收集，据报导陕西省车载RFID标签用户现已达到6.8万户;2005年上海市将依据RFID技能的“安全猪肉监控追溯体系”正式投入运用，该体系将RFID标签打在猪耳朵上，实时获取生猪的饲料、病历、喂药、转群、检疫等信息 2008年北京奥运会期间，畜禽类产品的追溯体系也选用了RFID射频辨认技能。但目前RFID在我国食物安全方面的运用仍归于起步阶段，其运用仅局限于北京、上海等发达城市，且运用的范围与食物种类十分有限，处于运用示范阶段。这首要是因为RFID标签本钱较高，大大影响了其在食物安全溯源体系中的规划运用。要做到单件产品不管猪肉、牛肉、鸡肉都贴有RFID标签，必然要求标签价格十分低，像现在的条码相同。而有机RFID因其本钱较低而备受关注该文拟讨论这种新式的低本钱RFID—有机RFID，并对有机RFID这一新式技能在动物性食物溯源体系中的运用进行剖析讨论，为动物性食物追溯体系的广泛运用供给技能支撑。

　　1 有机RFID及其特色

　　RFID标签的高本钱是其大量普及的最大妨碍。为了下降本钱，RFID研讨者一直在寻觅新的技能和出产工艺，近年来有机RFID技能成为该范畴的重大突破。传统的无机RFID标签由芯片和天线构成，芯片部分由传统IC工艺在硅片上制备得到，然后再把芯片和天线集成在一起构成完好的标签。有机RFID标签则选用印刷电子技能，把有机薄膜晶体管制备在便宜的塑料基底上构成电路。依据此技能，把有机物墨水和金属印刷在塑料基底上构成芯片和天线然后得到有机RFID标签。经过印刷批量出产有机RFID标签，简化了制作工艺，大大下降了本钱。世界各国都以为有机RFID的市场远景巨大，纷繁加大有机RFID标签技能的研制力度，而且现已取得了很大成就。一些国家现已迈入了从实验室研讨向运用转化的起步阶段，而且研讨也在逐步的深入。如德国PoIyIC公司在2006年开发出运用印刷技能出产的有机RFID标签该标签集成了数百个有机晶体管，能够保存8bits的数据;2007年该公司又开发出了32和64 bits存储才干的有机RFID标签，作业频率为13.56 MHz; 2008年比利时微电子研讨中心(interuniversity microelectronics centre IMEC ) 开发出了已挨近有用水平的有机RFID标签;2007年德国有机电子大会在其大会票证上选用了有机RFID标签;另据报导，英国曼彻斯特大学Syngenta传感器立异中心的研讨人员正在开发一种有机RFID标签，运用于水果等产品进入供应链后的质量监控和办理，该产品有望在2011年底用于为出产和栽培企业供给可靠的追寻计划。国内关于有机RFID研讨的报导简直空白，仅有北京交通大学光电子技能研讨所的徐征等对有机RFID标签的射频信号调制方法进行了研讨，而关于其运用还未见报导。

　　有机RFID作为一种新的技能，是有机半导体和RFID技能相结合的产品。有机RFID标签的作业原理、结构、功能及频谱划分等与无机RFID基本相似，二者首要的区别在于材料和加工工艺的不同，并由此衍生出来部分差异，具体剖析如下:

　　1)本钱。据Nature Materials Commentary杂志报导，有机RFID标签本钱有望降至每枚0.01 } 0.02美元甚至更低，而目前常用的无机RFID标签的本钱约为0.2美元。

　　2)读取速度。PoIyIC公司的有机RFID标签最大的读取速度为196 bits/s。无机RFID的读取速度一般较高，意法半导体2010年推出的无机RFID芯片LRiS64K的读取速度为53kbits/。

　　3)存储容量。目前研制的有机RFID标签的存储容量较小，一般只能存储几十到上百bit的数据。无机RFID的存储容量一般较大，可达53kb/s。

　　4)运用寿数。有机RFID标签的寿数较短。PoIyIC公司的研讨标明有机RFID标签在开始的10个月特性没有下降，可是经过较长时刻特性会发生改动，以为有机RFID标签能够确保la的运用寿数。无机RFID芯片则具有十分长的寿数，LRiS64K的寿数至少为40a。

　　5)易用性。有机RFID标签的基底为塑料，厚度十分小并具有杰出的柔韧性，能够制成柔性标签，运用时能够随意粘贴，不受软硬度及厚度等限制。无机RFID标签因为选用了硅芯片则不具有这方面的优势。

　　6)重复运用性。有机RFID标签在印刷时己经决定了内部存储的数据，在运用过程中只能读取数据而无法修正数据。无机RFDI标签因为选用硅芯片，所以在运用中能够屡次修正存储的内容，如无机RFDI芯片LRiS64K能够重复写1000,000次。

　　2 有机RFID与传统的二维条码、无机RFID的比较

　　目前，食物供应链安全办理的技能手段首要有2大类技能:RFID技能和条码技能，结合有机RFID标签技能，这3类标签技能的比较如表1所示。

有机RFID标签在动物食物溯源中的运用远景
　　由表1可知，有机RFID标签具有无机RFID标签方便易用的长处，又具有相似于二维条码的低价本钱，虽然在读取速度、容量和运用寿数方面劣于无机RFID，可是这些差距在许多运用中并不是有必要的，如关于许多贴有RFID标签的消费品来说，RFID标签仅仅用于库存、POS (point of sale POS)机及产品退货，并需求特别长的运用寿数。因而这些运用为低本钱的有机RFID标签供给了发挥积极效果的空间。

　　3 动物食物溯源体系

　　3.1 动物食物追溯流程和信息模型

　　动物食物安全溯源体系包括从“养殖场”到“顾客”的许多环节，首要有:养殖场、运送物流、屠宰场、物流仓储、超市和顾客6个环节，其构成的溯源流程和与之相匹配的信息模型如图1所示。

有机RFID标签在动物食物溯源中的运用远景
图1动物食物追溯流程和信息模型

　　为了确保顾客从餐桌到养殖场的全过程追溯，需求在图1的6个环节中依靠不同的标签对动物进行标识，并在每个环节中对标识的动物食物办理和记载图中的信息。

　　3.2 溯源体系的基本结构

　　溯源体系的数据在动物食物出产过程中的多个环节逐步生成，并在相应环节中添加到溯源体系中。大量多类型追溯信息的存储和办理仅仅经过标识标签是很难完成的，需求选用标签和数据中心结合的方法才干满意追溯体系中信息办理的复杂需求。经过标签技能对动物性食物加工环节中每个产品进行仅有标识，如图2所示。在每个加工环节都树立相应的信息办理渠道，该渠道收集加工环节中每个产品的信息并汇总到食物安全数据中心。在整个环节中都有政府专门机构进行监管。顾客能够依据产品的标签从数据中心查询到该产品所历经的一切出产环节及其关键信息，任何环节的出产厂家都能够经过体系对产品向上追溯和向下盯梢，政府能够经过数据中心的信息树立主动的食物安全监测渠道。

有机RFID标签在动物食物溯源中的运用远景
图2动物食物追溯体系结构

　　4 有机RFID在动物食物溯源体系中的运用讨论

　　动物食物涉及畜牧养殖、屠宰加工、流通出售等众多环节，其从养殖场到餐桌的整个出产流程与其他食物比较要复杂得多，因而追溯的信息涵盖面更广、信息量更大、追溯信息间的转换频率更高。在整个出产流通环节中全部运用电子标签，在我国现有经济基础和职业发展水平上还不现实。不同的出产环节对标签技能具有不同的需求，可针对需求进行灵敏选择。

　　4.1 养殖场

　　在养殖场家畜出生后，养殖场办理渠道生成仅有的“出产标识码”，并在食物安全数据中心中进行信息的挂号，树立起家畜个别信息数据库。家畜在养殖过程中的批次、饲料、免疫、检疫等情况都别离经过办理渠道记载在食物安全数据中心。因为家畜养殖过程中二维条码易受污染，且易受家畜的破坏等，而且在信息的录入环节需求逐个挂号家畜的标签，不合适多个标签一起录入。因而养殖环节中，合适选用RFID标签作为“出产标识码”的载体，每个RFID标签和“出产标识码”在数据中心一一对应。归纳家畜的养殖时刻和无机RFID标签的寿数，关于养殖超越I年的家畜选用无机RFID标签，低于1年的家畜选用有机RFID标签。在养殖环节依据需求可选用有机RFID标签或无机RFID标签，虽然无机RFID本钱比有机RFID标签高，但因为养殖阶段家畜数量有限，所以增加的本钱关于大型动物是可接受的。

　　4.2 物流运送

　　在物流运送中，经过物流运送办理渠道在食物安全数据中心中挂号物流企业的基本信息和物流的基本情况。此刻可依旧按照养殖环节的RFID标签作为办理的仅有标识。

　　4.3 屠宰场

　　屠宰场存在若干出产环节，可依据家畜的标识对出产过程进行流水线的监控，每个环节都别离经过屠宰场办理渠道挂号在数据中心。屠宰场中家畜被宰杀后进行切割。切割前办理渠道读取待切割肉类的“出产标识码”，并依据即将切割的数量生成多个“屠宰标识码”，每个屠宰标识码对应相应的切割部位，比方头、里脊、肝脏等。“屠宰标识码”和“出产标识码”在数据中心进行挂号并树立对应联系。“屠宰标识码”再被标记到标签上，成为特定家畜特定部位的仅有标识。经过“出产标识码”能够追寻到切割后的肉类，经过“屠宰标识码”能够追溯到切割前的动物，完成了动物从整体到肉类的追溯信息的搬运和传递。

　　在肉类切割后，每个部分都需求标签进行标识，需求的标签数量相对较多，选用无机RFID标签会带来极大的本钱担负，因而只能对批次进行盯梢办理，难以对切割后的肉类进行个别的盯梢办理。选用价格十分低价的有机RFID标签或二维条码能够很好的处理本钱问题。但二维条码的读取受限制，不合适屠宰场中多个出产环节中对标识码的主动读取，且二维条码易受污染，不合适屠宰场的需求。鉴于屠宰环节的时刻较短，有机RFID寿数能够满意此环节的需求。有机RFID标签具有环境适应性、本钱、读取方法等方面的长处，在屠宰、切割环节能够发挥不可代替的效果。

　　4.4 仓储物流

　　依据4.3中的剖析，在物流仓储环节选用“屠宰标识码”进行信息的办理。经过办理渠道向信息中心汇总物流基本信息、仓储基本信息、多个时刻节点的物流温度、仓储温度等信息，完成动物性食物在物流仓储环节的个别化过程办理。

　　4.5 超市

　　在超市肉类被继续切割。超市办理渠道读取有机RFID标签标识的“屠宰标识码”，依据切割的情况主动产生多个标识码。“用户标识码”和“屠宰标识码”在数据中心进行挂号并树立对应联系。“用户标识码”被标记在标签上。“用户标识码”的数量十分巨大，因为本钱的原因，无法选用无机RFID标签，只能选用二维条码或许有机RFID标签。此刻二维条码和有机RFID标签不存在显着的优劣，能够依据用户的习气加以选择。

　　4.6 顾客

　　顾客依据超市供给的用户二维条码或有机RFID标签能够经过公共查询体系查询到产品的“用户标识码”。依据“用户标识码”能够查询到超市的信息，而且能够追溯到“屠宰标识码”。依据“屠宰标识码”能够查询到肉类的运送、仓储信息，肉类在屠宰场中的出产信息，而且能够追溯到肉类的“出产标识码”。由“出产标识码”能够查询家畜的运送出售信息、养殖环节的各种信息等。顾客能够由终端产品追溯整个肉类的出产过程。

　　依据肉类出产的不同环节的特色和需求，各种标签技能具有特定的适用性，如表2所示。

有机RFID标签在动物食物溯源中的运用远景
　　5 结论

　　有机RFID标签具有无机RFID标签方便易用的长处，又具有相似于二维条码的低价本钱，虽然在读取速度、容量和运用寿数方面劣于无机RFID，但在动物性食物溯源过程的运用中，这些特性并不是对每个环节都是必要的，这为低本钱的有机RFID标签供给了发挥积极效果的空间。

　　动物食物安全溯源体系的首要环节包括养殖场、运送物流、屠宰场、物流仓储、超市和顾客等，依据每个环节的特色及其对标签技能的要求，有机RFID有望在屠宰场、运送仓储中代替无机RFID，关于养殖时刻较短的动物，也可在养殖与物流运送环节运用有机RFID,而在超市环节可选择性运用有机RFID或二维标签。有机RFID的运用将大大下降动物食物溯源的本钱，然后促进动物食物溯源技能的广泛运用。