摘要：針對當(dāng)前檢驗檢疫等技術(shù)機構(gòu)在食品樣品檢驗過程中，無法實時獲取樣品的動態(tài)信息來跟蹤監(jiān)管樣品流轉(zhuǎn)的現(xiàn)狀，在此提出基于射頻識別技術(shù)對食品檢驗樣品進行電子監(jiān)管，以RFID電子標(biāo)簽為數(shù)據(jù)信息載體，來實時跟蹤、監(jiān)控樣品從封裝、交接、流轉(zhuǎn)、檢驗到處理的全過程，從而實現(xiàn)食品檢驗樣品的信息可查詢、流向可跟蹤、責(zé)任可追溯。
關(guān)鍵詞：射頻識別；電子標(biāo)簽；電子監(jiān)管；樣品跟蹤

0 引言
    近年來，隨著對產(chǎn)品供應(yīng)鏈管理和質(zhì)量控制水平要求的不斷提高，傳統(tǒng)的監(jiān)管模式已不能適應(yīng)現(xiàn)代化的需求。經(jīng)過近幾年的不斷努力，雖然我國政府、企業(yè)、研究機構(gòu)相繼開展了基于射頻識別RFID(Radio Frequency IDentificaiton)在業(yè)務(wù)流程監(jiān)管與服務(wù)方面的應(yīng)用研究，在進出口貨物檢驗檢疫監(jiān)管、物流、公共事業(yè)管理等行業(yè)或領(lǐng)域內(nèi)初步實現(xiàn)了閉環(huán)的RFID監(jiān)管與追溯應(yīng)用。但是，由于業(yè)務(wù)管理模式、運作機制、成本、技術(shù)等各種原因，國內(nèi)尚未有研究或應(yīng)用項目涉及技術(shù)機構(gòu)尤其官方檢驗檢疫技術(shù)機構(gòu)的食品檢驗樣品全流程跟蹤控制領(lǐng)域。
當(dāng)前，檢驗檢疫等技術(shù)機構(gòu)在食品樣品檢驗過程中，采用條形碼技術(shù)來實現(xiàn)追溯管理。這種方法一般均采用人工方法近距離讀取條碼，無法做到實時、快速地獲得大批量食品的質(zhì)量信息。同時，其在流轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)上也無法提供食品所處環(huán)境、狀態(tài)信息的實時記錄。因此，在這樣的運作模式下，常常容易導(dǎo)致食品檢驗樣品信息傳遞慢、差錯率高，追溯性不強、業(yè)務(wù)進展?fàn)顟B(tài)不明、糾錯成本高等多個問題。
    本文結(jié)合檢驗檢疫技術(shù)中心的業(yè)務(wù)需求，開展檢驗檢疫食品樣品流動跟蹤監(jiān)控管理的研究，提出基于RFID技術(shù)對食品檢驗樣品進行電子監(jiān)管，實時監(jiān)控樣品封裝、運輸、交接、流轉(zhuǎn)、檢測到處理的全過程動態(tài)信息，來實現(xiàn)食品檢驗樣品信息的可追溯化、可監(jiān)控化，從而推動檢驗檢疫技術(shù)機構(gòu)的信息化建設(shè)和進出口商品檢驗檢疫電子監(jiān)管的應(yīng)用。

1 系統(tǒng)技術(shù)方案
1．1 食品樣品檢驗的信息流分析
    食品樣品檢驗包括制樣、倉儲、檢驗、銷毀4個環(huán)節(jié)，按照信息可查詢、流向可跟蹤、責(zé)任可追溯的基本要求，系統(tǒng)采用以RFID電子標(biāo)簽為基本流動數(shù)據(jù)載體和基本信息單元。針對不同階段的業(yè)務(wù)特點和需求，系統(tǒng)選擇不同的RFID讀寫設(shè)備、RFID電子標(biāo)簽以及不同的標(biāo)簽閱讀形式。其中涉及到兩個貼有RFID電子標(biāo)簽的周轉(zhuǎn)容器：周轉(zhuǎn)箱和周轉(zhuǎn)盒。周轉(zhuǎn)盒用來盛放需要檢驗的食品樣品；周轉(zhuǎn)箱則用來裝已制好樣的周轉(zhuǎn)盒，每個周轉(zhuǎn)箱的最大容量為12個周轉(zhuǎn)盒。其業(yè)務(wù)流程及數(shù)據(jù)信息如下：
    (1)制樣階段
    此階段是通過單標(biāo)簽的讀寫操作，往RFID電子標(biāo)簽內(nèi)錄入單個樣品具體信息。由于讀寫距離比較近，此階段選取低頻RFID讀寫設(shè)備。
綜合業(yè)務(wù)部門基于接收的形形色色的食品樣品，將其分類裝進貼有RFID標(biāo)簽的周轉(zhuǎn)盒，并同時往RFID標(biāo)簽內(nèi)寫入相對應(yīng)的樣品編號、名稱信息、狀態(tài)信息，此即完成樣品的制樣過程。將已制好樣的樣品置入周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，即完成樣品周轉(zhuǎn)箱的生成操作，實現(xiàn)了樣品、周轉(zhuǎn)箱的信息綁定。其具體流程圖如圖1所示。

    (2)倉儲階段
    此階段是通過多標(biāo)簽的群讀、寫操作，更改每個RFID電子標(biāo)簽的狀態(tài)信息，并為每個周轉(zhuǎn)箱分配相應(yīng)的庫存位置信息。由于讀寫范圍比較大，此階段選用超高頻RFID讀寫設(shè)備。其具體業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

    (3)檢驗階段
    此階段是通過單標(biāo)簽的讀、寫操作，更改每個RFID電子標(biāo)簽的狀態(tài)信息，以及綁定相應(yīng)的檢驗樣品成員信息。由于讀寫范圍要求不高，此階段選用高頻RFID讀寫設(shè)備。其具體業(yè)務(wù)流程如圖3所示。

    (4)留樣、銷毀階段
    此階段是通過單標(biāo)簽的讀、寫操作，更改每個RFID電子標(biāo)簽的狀態(tài)信息，以及綁定相應(yīng)的檢驗樣品成員信息。由于讀寫范圍要求不高，此階段選用高頻RFID讀寫設(shè)備。其具體業(yè)務(wù)流程如圖4所示。

1．2 食品樣品檢驗跟球系統(tǒng)的總體架構(gòu)
    本文提出的基于RFID的食品檢驗樣品跟蹤管理系統(tǒng)共分為4個層次，自底向上依次為：
    (1)網(wǎng)絡(luò)通信層(實現(xiàn)信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸)；
    (2)系統(tǒng)設(shè)備層(RFID硬件設(shè)備，其中包括低頻，高頻、超高頻讀寫器和電子標(biāo)簽)；
    (3)信息資源層(根據(jù)RFID獲取的數(shù)據(jù)資源，建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng))；
    (4)系統(tǒng)業(yè)務(wù)層(基于業(yè)務(wù)流程開發(fā)制樣模塊、入庫模塊、檢驗?zāi)K、留樣及銷毀模塊，以及跟蹤查詢模塊)。
    整個系統(tǒng)的總體架構(gòu)如圖5所示：

2 系統(tǒng)實現(xiàn)
    本系統(tǒng)采用SQL Server2005作為后臺數(shù)據(jù)庫，基于寫入、存儲在電子標(biāo)簽內(nèi)的原始數(shù)據(jù)為基表，分別建立包括樣品信息表、周轉(zhuǎn)箱信息表、樣品狀態(tài)信息表、周轉(zhuǎn)箱狀態(tài)信息表、檢驗庫信息表等數(shù)據(jù)表。考慮到系統(tǒng)的友好性與兼容性，基于．NET平臺，采用C#實現(xiàn)管理系統(tǒng)功能模塊：
    (1)RFID讀寫設(shè)備的配置模塊
    該模塊包括通信端口號設(shè)置、天線號設(shè)置、天線能量設(shè)置、服務(wù)器遠程連接等功能。
    (2)業(yè)務(wù)操作功能模塊
    配置好RFID硬件設(shè)備參數(shù)，與遠程服務(wù)器建立連接，即可對食品檢驗樣品進行業(yè)務(wù)流程操作；
    ①制樣：讀取周轉(zhuǎn)箱編號；同時，將樣品編號寫入樣品電子標(biāo)簽內(nèi)；
    ②入庫：讀取周轉(zhuǎn)箱、樣品標(biāo)簽內(nèi)信息，與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息進行匹對；信息一致，則點擊界面“自動分配貨位”按鈕，為其分配相應(yīng)的檢驗庫存儲貨位；
     ③檢驗：基于檢驗清單需求，點擊界面“查詢”按鈕，根據(jù)查詢的檢驗樣品貨位信息，取出樣品去檢驗；
     ④留樣或銷毀：檢驗完成，讀取樣品信息，點擊界面“自動分配貨位”按鈕將樣品入庫留樣，或者直接銷毀。
    (3)樣品統(tǒng)計查詢模塊
    ①樣品查詢：基于輸入的樣品編號，可以查詢出樣品當(dāng)前所處的位置及當(dāng)前的狀態(tài)；同時，可以查詢出此樣品從生成到留樣、銷毀整個業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)過程的歷史操作記錄；
    ②周轉(zhuǎn)箱查詢：基于輸入的周轉(zhuǎn)箱編號，可以查詢出周轉(zhuǎn)箱當(dāng)前所處的位置、狀態(tài)以及當(dāng)前周轉(zhuǎn)箱內(nèi)所有樣品的具體信息；同時，可以查詢出此周轉(zhuǎn)箱從生成到銷毀整個業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)過程的歷史操作記錄；
    ③操作人查詢：基于輸入的操作人名字，可以查詢出此操作人對經(jīng)手樣品的操作記錄。

3 結(jié)語
    本文提出將RFID技術(shù)應(yīng)用于官方檢驗檢疫機構(gòu)的食品檢驗樣品的全流程跟蹤控制領(lǐng)域，實時監(jiān)控樣品封裝、入庫、檢驗、流轉(zhuǎn)到處理的全過程動態(tài)信息，且能夠?qū)崟r查詢樣品的工作流程、所處狀態(tài)和位置，實現(xiàn)了食品樣品信息的可追溯化與可監(jiān)控化?；谠O(shè)計的系統(tǒng)進行測試，結(jié)果表明該系統(tǒng)具有較高的準(zhǔn)確性(識別準(zhǔn)確率97．3％)和較好的穩(wěn)定性(系統(tǒng)已正常運行時間大于1 200 h)。