1 RFID技術及其工作原理 

　　射頻識別(Radio Frequency Identification，RFID)技術，俗稱電子標簽，是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID技術具有防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離遠、標簽上數據可以加密、存儲數據容量大、存儲信息更改自如、可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽、操作快捷方便等優點，其應用給物流、零售等產業帶來革命性變化。RFID系統一般由四個部分組成，即電子標簽(Tag)、閱讀器(Reader)、RFID中間件和RFID應用系統軟件。

　　RFID系統的工作原理：讀寫器通過發射天線發送一定頻率的射頻信號；當標簽進入發射區域內時產生感應電流，標簽獲得能量被激活，并向讀寫器發送自身編碼等信息；讀寫器接收到載波信號后進行解調和解碼，然后送至后臺信息網絡系統進行處理。系統識別該編碼所標識物體的信息，并根據系統設定的要求做出處理，從而實現對該物品的管理和監控。

2 RFID技術在安全食品供應鏈中應用的意義

　　近年來，諸多的食品安全事件(涉及不安全添加劑的“三鹿牛奶”，瘋牛病、口蹄疫、禽流感、藍耳病等畜禽疾病以及農產品藥物殘留等)的頻繁發生，嚴重威脅消費者的身體健康，引起了世界性的廣泛關注，也影響了食品行業的健康、持續、穩定的發展。如何保證食品供應鏈的安全，已成為一個迫切需要解決的全球性課題。傳統的對食品品質檢驗方法存在管理滯后、效率低下和較高的出錯率等問題。國際上食品安全控制體系有ISO系列、良好操作規范(Good Manufacture Practice，GMP)和危害分析與關鍵控制點(Hazard Analysis and Critical ControlPoint，HACCP)等，但是這些控制體系主要是針對食品供應鏈上單個環節的內部活動的控制，缺少將整個食品供應鏈全過程的信息銜接起來的手段。

　　利用RFID技術建立安全食品供應鏈體系可以有效解決以上問題。RFID系統可提供食品供應鏈中食品與來源之間的可靠聯系，確保到達超市貨架及廚房的食品的來源是清晰的，并可追蹤到生產企業甚至是動物、植物個體及具體的加工操作人員。RFID是一個100％ 追蹤食品來源的解決方案，因而可回答用戶有關“食品從哪里來?中間經過哪些環節?中間處理環節情況如何?” 等問題，并給出詳盡、可靠的回答，可有效監控食品安全問題。RFID解決方案可確保任何食品供應鏈的高質量的數據交流。在食品供應鏈中應用RFID可實現兩個最重要的目標：第一，徹底實施“源頭” 食品追蹤解決方案；第二，在食品供應鏈中提供完全透明化的管理。總的來說，RFID技術在安全食品供應鏈中應用的意義在于：

2．1 提高對食品質量安全突發事件的應急處理能力

　　發現食品質量安全存在問題時，能夠利用RFID技術快速地反應、追本溯源，確定問題所在，有效地控制產品質量安全帶來的問題。

2．2 有利于打破國際貿易壁壘

　　在食品供應鏈中采用RFID技術，可以滿足當前一些國家對食品質量安全跟蹤與追溯的基本要求，從而打破國外因食品質量安全追溯制而設置的貿易壁壘，提高我國出口食品在國際市場上的競爭力。

2．3 提高消費者的信心

　　消費者和食品生產加工過程之間存在時間和空間的差異，消費者在購買時對食品信息知之甚少。通過RFID技術，消費者可以清楚地了解購買產品的信息，提高消費者對購買食品的放心程度，促進食品的銷售。

2．4 提高企業的經濟效益

　　一方面是產品質量的提高直接帶來的經濟效益。安全食品供應鏈的全程跟蹤和追溯可提高產品的附加值，比如，“放心豬肉” 每千克價格一般比普通豬肉高幾元。另一方面是節省生產成本間接帶來的經濟效益。基于RFID技術的食品管理系統的應用可以減少人手，節省人工工資；通過對產品個體的監測和精細飼養可以節省飼料，降低生產成本；應用RFID可以打破部門條塊分割，實現信息共享，完善監控手段，減少隱性成本。

3 RFID技術在安全食品供應鏈中的應用

　　要實現安全的食品供應鏈，就需要供應鏈各環節實現無縫銜接，達到物流與信息流的統一，從而使供應鏈處于透明的狀態。將RFID技術應用于食品安全供應鏈，首先是建立完整、準確的食品供應鏈信息記錄。借助RFID對物體的唯一標識和數據記錄，將食品供應鏈全過程中的產品及其屬性信息、參與方信息等進行有效的標識和記錄。基于這一覆蓋全供應鏈、全流程的數據記錄和數據與物體之間的可靠聯系，可確保“農場到餐桌(From Farm toFork)” 的食品來源清晰，并可追溯到具體的動物個體、農場、生產企業、操作人員，或者流通加工的任何中間環節。

3．1 生產(種植、養殖)環節

　　在養殖業方面，在養殖產品活體身上加裝RFID電子標簽，將牲畜、水產品從養殖開始到養殖結束的所有信息進行記錄，包括來源、品種、喂料信息、用藥信息、疾病及治愈狀況等。養殖場不僅可以監控養殖產品的健康狀況，追查養殖產品患病或死亡原因，還可以利用RFID實現養殖產品的選育、繁殖、喂養等過程的科學化管理。在農作物種植方面，使用RFID的田間伺服系統。田間伺服系統將農作物品名、品種、等級、尺寸、凈重、收獲期、農田代碼、田間管理情況(土壤酸堿度、溫濕度、日照量、降雨量、農藥使用情況)等信息進行記錄，實現科學化種植。在食品生產的源頭使用RFID電子標簽，為食品原料追溯提供源頭數據，并為后續環節使用RFID提供物質基礎。這不但保證了食品原料在源頭上的安全性，而且可以實現科學化生產和管理。

3．2 加工環節

　　加工企業在讀取食品原料上的產地RFID信息后，根據其中的信息進行分類分級處理，確定食品加工方法、流程、參數及產品的形式，并將成品加工工藝及參數、加工工序員、加工時間、食品添加劑使用情況、保質期、儲藏要求、包裝重量和方式等數據寫入電子標簽。將批次管理變成單件實施管理，增加了生產加工過程的透明化。RFID技術也可以用于對食品加工工位的確定和控制，保證對產品的精確加工。

3．3 流通環節

　　在食品的流通環節中，溫度、濕度、光照度、震動程度等因素對食品品質影響很大，記錄、分析這些數據就顯得十分重要。在流通環節，企業首先讀取電子標簽的信息，根據其信息內容決定食品的運輸方式、運輸設備、運輸條件、運輸要求、倉儲方式、倉儲條件及倉儲時間等。在運輸方面，在必要的環節安裝集成了溫度、濕度、震動程度等多種傳感器的讀寫器設備，實時記錄食品在流通環節的環境條件的變化信息。比如，安裝在車門后的讀寫器每隔一段時間就會讀取車內食品貨箱的電子標簽信息，連同傳感器信息一起發送至食品安全管理系統中記錄。利用RFID標簽和沿途安裝的固定讀寫器跟蹤運輸車輛的路線和時間。日本NTT公司開展了使用RFID技術保持酒質新鮮的試驗，通過監控運輸過程中的溫度變化來掌握米酒的品質變化。北美最大的食品服務營銷和分配組織SYSCO公司已經完成低溫儲運系統的無線射頻和傳感系統測試，表明RFID技術在食品運輸過程中具有監控溫度和環境條件的能力。

　　在倉儲方面，在倉庫進口、出口安裝固定讀寫器，對食品的進、出庫自動記錄。很多食品對存儲條件有較高的要求，利用RFID標簽中記錄的信息迅速判斷食品是否適合在某倉庫存儲，可以存儲多久。倉庫中的集成傳感器的讀寫器按照一定時間間隔讀取標簽信息和記錄環境信息，在出庫時，利用RFID系統甚至可以改變傳統“先入先出(First In First Out，FIFO)” 的評估方法，根據流通中環境信息進行綜合判斷，安排更有可能變質的食品先發貨，使庫存管理更科學合理。另外，利用RFID還可以實現倉庫的快速盤點。

3．4 食品銷售、消費環節

　　銷售管理。在此環節，零售商通過食品上的電子標簽的信息，獲得食品在生產階段、加工階段、流通環節的信息，做出產品銷售的時間、地點、方式、價格等決策，對產品實行準入管理，并往電子標簽中添加相關記錄。收款時，利用RFID標簽比使用條形碼能夠更迅速地結算貨款，減少顧客等待的時間。

　　保質期管理。食品一旦超過有效期或者變質，標簽就會發出警告，以便零售商盡快將其撤下貨架。Fresh Alert公司將溫度傳感器和定時器內置于RFID標簽中，從而能夠在食品腐爛無法食用時發出信號。

　　補貨管理。根據倉庫和零售終端對RFID信息實時更新，這個系統還可以使生產商、零售商了解食品的暢銷、滯銷情況，實現及時地補貨，不僅改善庫存，而且能對市場做出快速反應，滿足消費者的需求。

　　跟蹤和追溯管理。跟蹤(Tracking)是指從供應鏈的上游至下游，跟隨一個特定的單元或一批產品運行路徑的能力。比如，對于水果蔬菜等農產品而言，跟蹤是指從農場到零售店POS(Point of Sale)跟蹤蔬菜、水果的能力。

　　追溯(Tracing)是指從供應鏈下游至上游識別一個特定的單元或一批產品來源的能力，即通過記錄標識的方法回溯某個實體的來歷、用途和位置的能力。對于水果蔬菜等農產品而言，追溯是指從零售店POS到農場追溯蔬菜、水果的能力。由于食品的生產、加工、運輸、存儲、銷售等環節的信息都存在RFID標簽中，消費者、監督部門可以通過有效的途徑獲得電子標簽上的有關食品供應鏈所有環節的信息。若發生食品質量安全事件，則可以通過該系統快速了解相關食品的流轉情況，確定發生問題的環節，界定責任主體，并及時采取召回措施，最大限度減少消費者和企業的損失。例如，奧運食品安全信息系統可實現對奧運食品從生產到消費整個食品鏈的全程跟蹤、追溯。奧運會期間，把就餐人的身份信息與消費的食品原材料信息進行關聯后，實現精細化管理。就餐人員刷卡進餐廳就餐時，吃了哪些菜，通過胸卡識讀設備能從所選菜譜、食品原料一直追溯到配送中心、生產加工企業乃至最終的養殖源頭。從運動員餐桌到農田，哪個環節出了問題都會迅速查到。也就是說，通過一名就餐運動員的身份信息能最終追溯到這名運動員所吃食品的“源頭”信息。

　　識別假冒偽劣食品。在識別假冒偽劣食品方面，與其他防偽技術如數字防偽、激光防偽等技術相比，RFID技術的優點在于：每個標簽都有一個全球唯一的ID號碼，且無法修改和仿造；無機械磨損，防磁性、防污損和防水；RFID的讀寫器具有不直接對最終用戶開放的物理接El，保證其自身的安全性；讀寫器與標簽之間存在相互認證的過程；且RFID能耐高溫，使用壽命長，存儲量也比較大，可大大提高偽造者造假的難度和成本。在把信息輸入RFID標簽的同時，通過網絡把信息傳送到公共數據庫中，普通消費者或購買產品的單位，通過把商品的RFID標簽內容和數據庫中的記錄進行比對，能夠有效地幫助識別假冒產品。中國科學院自動化研究所RFID研究中心研制出了針對酒類的RFID防偽系統，該系統由特殊設計的瓶蓋和瓶體、通信網絡、RFID讀寫器和防偽數據庫服務器組成。

4 RFID技術在食品供應鏈應用中的障礙及對策

4．1 成本過高

　　這是制約RFID發展的最主要因素之一。RFID的成本不僅包括標簽、閱讀器和中間件等，還包括管理軟件的升級費用等。目前，每個傳統條形碼的價格約為0．25美分，而一個RFID標簽的價格是30～40美分，是條形碼價格的100多倍，巨大的成本差距嚴重地阻礙了RFID技術的普及。很多食品都屬于低值消費品，使用RFID標簽的成本更高。Mrresearch的研究報告表明：一個供貨商要滿足沃爾瑪的RFID基本要求，需要支出130萬～200萬美元，加上相關的軟硬件設施集成服務系統測試及培訓等費用，每年投人的成本將增加913萬美元，而且為了將整個供應鏈結合起來或是為RFID標簽海量數據的捕捉與分析建立一套方法，大多數供應商還須在原有的IT系統上進行投資。因此，高昂的成本使得我國物流企業對RFID技術望而卻步。

　　要降低成本，一方面，應該進一步推廣RFID標簽的使用。隨著使用量的增加，可以使成本降低。據業內人士預計，當全球的RFID標簽需求量超過50億片后，成本將會隨著規模的擴大進一步地降低到2美分左右。另一方面，對于價值較低的單件商品，可以暫時采用RFID與條碼技術相結合的辦法，即在托盤、包裝箱或者集裝箱上使用RFID標簽，以實現大量商品的快速進出庫及庫存管理，而在單品上使用條形碼以滿足銷售的需求，這樣可以降低使用成本。還有就是要有供應鏈各成員利益共享、成本分攤的合理方案。目前的RFID應用幾乎都是上游投資、下游受益。比如，零售商希望借RFID降低成本、提高效率，而采用RFID的成本卻要由制造商、物流商來承擔。如果不解決好供應鏈各成員利益共享、成本分攤的問題，RFID就無法大規模應用，而應用規模不夠，降低RFID成本則無從談起。

4．2 標準不統一

　　RFID的行業標準應包括RFID技術本身的標準，如芯片、天線、頻率等方面，以及RFID在物流供應鏈、身份識別、交通收費等各領域的應用標準。標準不統一是制約RFID發展的重要因素。首先，電子標簽的編碼不一致。13本有UID、歐美有EPC體系， 中國有自己的GB18937-2003 (NPC)。編碼系統本身呈現三足鼎立的態勢。其次，RFID標準爭奪的核心主要在RFID標簽的數據內容編碼標準這一領域。目前，形成了五大標準組織，分別代表了國際上不同團體或者國家的利益。EPC由北美UCC產品統一編碼組織和歐洲EAN產品標準組織聯合成立，在全球擁有上百家成員，得到了零售巨頭沃爾瑪，制造業巨頭強生、寶潔等跨國公司的支持，實力相對占上風。AIM全球自動識別組織、ISO、UID分別代表歐美國家和日本。IP—x標準組織以非洲、大洋洲、亞洲等國家為主。最后，全球現有117個針對數據交換的RFID協議標準。協議過多過濫，導致術語不統一，限制了標準在實踐中的完善。更重要的是， 目前缺乏全球共同遵守的權威統一的標準。這些問題對當今經濟全球化下的物品流通十分不利的，也使得一些企業在采用RFID技術方面持觀望態度，生怕政策或者標準的變化將使企業蒙受重大損失。

　　標準的統一不可能靠企業自身來解決。不同國家的政府、行業協會、相關部門、組織和企業一開始都要參與進來，通過溝通協調來統一制定，才可能一步到位解決這個問題。我國于2005年年底正式成立了電子標簽標準工作組推進RFID的行業標準工作，同時也積極參與制定有利于中國市場的國際標準。

4．3 數據安全和隱私保護的憂慮

　　由于RFID是遠距離無線識讀，可能遭遇以下問題：黑客非法截取通信數據，即通過非授權的閱讀器截取數據；業務拒絕式攻擊，即非法用戶通過發射干擾信號來堵塞通信鏈路，使得閱讀器過載，無法接收正常的標簽數據；利用冒名頂替標簽來向閱讀器發送數據，使得閱讀器處理的都是虛假的數據，而真實的數據則被隱藏等。因此，要在不增加太多成本的前提下提高RFID標簽的安全性。比如，使用加密技術對RFID標簽的內容加密，只有被授權用戶才能對RFID標簽內容進行讀寫操作。最關鍵的研究領域仍然是開發和實施硬件實現的低成本的密碼函數，包括摘要函數、隨機數發生器以及對稱加密和公鑰加密函數等。

　　RFID還會帶來個人隱私泄露問題。將RFID標簽貼到單個產品上，當顧客帶著商品離開超市后，零售商仍然能夠追蹤到產品的去向，部分消費者認為可跟蹤個人購買習慣的RFID標簽是對其隱私的侵犯，這也導致了對電子標簽的拒絕使用。企業由于消費者個人購物和消費的隱私被“跟蹤” 而被投訴也會造成商業損失的風險。

　　要解決個人隱私泄露問題，可以研發“選擇取消(Opt—out)”模式、“銷毀(Kill)”模式、“休眠(Sleep)”模式或“干擾” 模式的自毀型標簽或消磁型標簽，同時推進針對RFID應用的安全性立法，企業及相關單位應該遵守商業道德和有關法律，嚴格自律，決不利用RFID技術侵犯消費者隱私，這才能為該技術的市場推廣起到重要促進作用。

4．4 企業信息化程度不高

　　我國的許多企業物流信息化程度不高，尚不具備運用現代信息技術處理物流信息的能力。在擁有信息系統的物流企業中，其信息系統的業務功能和系統功能還不完善，缺乏必要的訂單管理、貨物跟蹤、倉庫管理系統和運輸管理系統等物流服務系統，物流信息資源的整合能力尚未形成。而發達國家中的企業就做得比較好，所以它們率先成功地把RFID技術應用到了實際工作中，進一步地提高了信息化程度。

　　企業要加快信息化的步伐，企業高層必須意識到信息化的重要性并給予實際支持，要建立信息化領導小組。統一領導、統一規劃、統一實施，要樹立企業信息化“一盤棋” 的思想，實現各部門與企業信息中心的通力合作，信息化建設要重點“專注技術、專注應用、專注效果”，三者不可偏廢。要緊密結合企業實際進行信息化建設，企業必須有一定的開發與消化技術的能力，建立一支強有力的企業內部信息技術隊伍。

4．5 技術開發落后

　　在我國眾多的RFID企業中，各種代理或外企分支機構和系統集成與應用系統開發企業占到近90％ ，真正從事RFID的核心技術開發、具有自主知識產權產品的企業不到10％ 。目前國內做超高頻柔性標簽的企業不超過五家，做超高頻讀寫器的企業有二三十家，但是，完全擁有自主技術且核心的高頻模塊和控制模塊完全由自己生產的，不超過五家。我國在電子標簽芯片的研發和生產上明顯落后于國外。

　　我國應加快RFID的技術開發、系統設計工藝、實驗測試和項目實施步伐。RFID是一個涉及多學科、多組織、多部門，并與社會相關機構密切相關的高度綜合性和高度專業性的高科技行業，可以通過國家扶持、院校培養、社會培訓和企業內部培訓等途徑培養RFID技術的專業人才。

5 結語

　　“民以食為天，食以安為先。”RFID技術在安全食品供應鏈的應用，對企業來說，有助于食品企業加強食品安全方面的管理，穩定和擴大消費群，提升市場競爭力；從食品供應鏈角度看，為消費者營造了放心消費的環境，樹立了良好的形象，切實提高了整條供應鏈的服務水平。雖然RFID在應用中還有一些問題需要解決，但是其應用前景是十分廣闊的。