第五章物联网在食品安全领域的应用

物联网概论2010年8月第5章物联网在食品管理领域的应用目录5.1食品监管概述5.2食品安全信息体系5.3食品产销履历智能楼宇5.4食品安全与营养卫生应用案例学习目标1)了解食品安全信息体系2）了解“食品产销履历”的内容3）了解物联网技术在食品防伪、质量溯源中的应用4）了解物联网技术在饮食健康咨询领域的应用5.1食品监管概述食品监管的社会意义公众关注度不断提高监管制度不断完善5.1食品监管概述有效的食品监管体系宏观：国家政策与技术法规提供一系列精细化、基础化的监测与管理准则。微观：针对个人身体情况建立科学卫生的饮食习惯开展服务；在食品打假防伪领域，物联网以多样化手段提供功能更强大的存证、识别与溯源手段与资源，确保食品链的安全。5.1食品监管概述物联网实现食品监管条码、EPC标签产地、时间、发货、中间处理等5.2食品安全信息体系食品安全环节食品安全规范食品安全信息体系食品含成分安全生产、物流、经销的安全HACCP5.2食品安全信息体系食品安全问题以肉类食品生产为例，对消费者和零售业，“放心肉”取决于对该食品情况的全程了解：公众需要知道牲畜在被屠宰前是否健康，加工过程是否卫生，各环节是否经卫生与质检部门监督，是否有假；对于原材料企业、加工企业、深加工企业和销售企业等，关心如何认定每个工艺背后的风险，实施严格管控措施，判定安全并符合HACCP认证；对质量监督部门，完善检测流程，查处做假，做好安全早期预警，发生问题时迅速判定其来源和影响范围，快速采取措施，把影响控制在最小范围内等，是其职责。5.2食品安全信息体系食品安全规范（重点）HACCP（HazardAnalysisandCriticalControlPoints，危害分析关键控制点）的七大监管内容：危害分析确认关键控制点建立管理界线系统确认建立相关记录系统制定出错纠正措施执行管制点监测5.2食品安全信息体系HACPP记录包含的内容（1）HACCP工作小组名单；（2）产品说明及用途；（3）标明关键控制点的制造流程图；（4）与每个关键控制点相关的危害和预防措施；（5）关键控制点标准；（6）监管系统；（7）临界限制偏离的纠正措施计划；（8）记录保持程序；（9）确认HACCP计划的程序。5.3食品产销履历产销履历的提出产销履历中信息的形成过程产销履历标签肉类产品溯源系统5.3.1产销履历的提出提出背景：食品安全已成涉及公众安全、社会稳定的重要问题，各国对此在技术与法规上的要求越来越严格，其中最重要的技术措施就是通过“产销履历”以建立食品信息的“可追踪性（Traceability）”制度，一旦发生问题，可采取问题跟踪、范围控制和食品召回等措施。5.3.1产销履历的提出产销履历的定义：从生产、销货至消费者手中都建立完整、可追踪的记录链。作用：让消费者对购买之物产生信赖，当食品发生问题时，也能实时召回或追溯责任，让食品的安全路径有迹可循，建立起“农场到餐桌(FarmtoFork)”的保障体系。5.3.2产销履历中信息的形成过程以台湾农产品安全追溯信息网为例：TAFT，产销履历中信息的形成过程产销履历中数据输入的步骤：（1）农户进入产销履历系统登录生产纪录；（2）产品包装后打印上包装追溯码，上传至“台湾农产品安全追溯信息网”（TAFT），建立摘要履历；（3）由TAFT上传至工业局，自动取得该局验证主机的QRCode二维验证条形码；（4）将生成的QRCode传回TAFT；（5）由TAFT再传回产销履历登录系统；（6）农户端的条形码打印机输出条形码标贴，附在产品上；（7）通过TAFT，消费者可用手机与WebCamera等，得到该农产品的相关产销信息。农产品产销履历和条形码标签生成流程5.3.3产销履历标签产销履历的前端以数以万计的标签附在每件农产品或其外包装上，标签起着面向消费者的数据界面的作用.5.3.3产销履历标签系统生成商品条形码，商品出货时，打印出标准的一维通用商品条形码（EAN/UCC体系），使产销履历标签也能用于零售POS机扫描结算。产销履历制度是为让消费者随时随地读取农产品的生产信息，使用二维条形码（QRCode），商家和消费者就能用手机了解履历记载的生产纪录内容。只要30万像素以上的可拍照手机或其他装置，装有识读转译程序，就可通过拍摄QRCode，读取其信息。5.3.4肉类产品溯源系统并非所有农产品都适于纸质标签动态记录信息，特别是牲畜类。国家农业部开始要求在生猪生产管理中，采用电子标签记录。做法之一是推行牲畜耳标+条码的记录制度，规定猪成年12月以后要打耳标，耳标内置RFID芯片，以记录猪饲养场和生长过程中接种疫苗的情况，如下图所示，并将信息输入食品安全管理信息系统。市民用手机识读就可获取相关记录内容。5.3.4肉类产品溯源系统图5-3猪的耳标（右）及打标器5.3.4肉类产品溯源系统上海就要求能让市民在购买每块猪肉时都能找到生产养殖的源头。这套实时监管系统将覆盖所有定点屠宰场与定点肉品批发市场，并向养殖环节、防疫系统、标准化菜场、集贸市场和超市、菜场延伸。5.4物联网在食品安全与营养卫生领域应用案例（八则）RFID在水产品产销履历应用案例iPhone食品信息系统RFID标签用于食品防伪阻隔有害食品的国家信息网格个人营养咨询系统智能销售机帮助学生建立健康饮食习惯鸡蛋卫生管理链高科技生态养鸡场5.4.1台湾RFID水产品产销履历应用案例针对问题（1）生产档案信息不健全，不安全的食品危害民众健康，造成经济损失，影响全行业的销售经营；（2）产品标示不当，造成消费者的不信任；（3）产销过程难于监控，出问题后难于溯源追踪，消费者常无法了解水产品的确切生产者或来源。一旦发生卫生事件，无法厘清各方责任，会使一批无辜企业受损。5.4.1台湾RFID在水产品产销履历的应用案例需求建立覆盖水产供应链的信息体系，实现从鱼苗养殖到成鱼、流通、零售等各环节上的无缝记录。技术手段--在每只鱼身上附上可识别标签，记录养殖、检验、配销等阶段中的信息；当消费者想知道某条鱼的生长记录时，能以简单操作获取完整的履历。5.4.1台湾RFID水产品产销履历的应用案例作业模式鱼在成长期间，养殖户须委托检验机构对饲养的水质与鱼进行检验并记录结果，合格后发放证书。鱼在出货前挂上RFID识别标签。零售商利用RFID标签，向消费者提供鱼从养殖户、检验机构、零售商乃至餐厅的完整履历查询。5.4.1台湾RFID水产品产销履历的应用案例信息架构（四套信息系统+一套信息交换平台）养殖日志管理系统检验报告管理系统履历跟踪系统蓄养日志系统信息系统信息交换平台鱼产品履历信息交换平台5.4.2手机食品信息系统食品信息服务特点应用环境：食品、特别是大量农产品的记录以数据为主，形式为标签或标贴，载体为各类生鲜动物、或简易包装物品，环境粗放恶劣；应用要求：标签价格低廉，使用简单、易普及、不能增加消费者额外开支等。技术方案：以二维条码标签或RFID标贴，用户手机识读最为适合。二维条码容量大、价格低、具有一定的抗污染与损坏力，可用手机识读，可通过网络访问数据中心等，故目前在一些发达国家和地区如日本、韩国和台湾等普及迅速。5.4.2iPhone手机食品信息系统IBM基于iPhone的解决方案IBM近期推出了一套以iPhone为平台的购物应用系统Breadcrumbs，专为购买食品提供信息服务，其信息均可通过互联网获取，故除商品所附的通用条码信息外，还可查询后台库中信息，涵盖如屏幕所示的多种特色内容。5.4.2iPhone手机食品信息系统（1）条码扫描（ScanBarcode）----用iPhone拍摄功能扫描包装条形码，可查询食品成分、加工方式与生产日期等；（2）产品选购历史（PurchaseHistory）----查询顾客以往选购的食品；（3）偏好（Preferences）----查询购买者选购食品的偏好；（4）食品杂货单（GroceryList）-----既是商店向用户发送新食品货物目录，也是购买者提醒自己要购食物的目录；（5）近期召回（RecentRecall）—提供产品召回事件信息，如某一品牌产品曾被召回过，Breadcrumbs会告知顾客相关细节，让其购买时更加审慎。5.4.2iPhone手机食品信息系统应用综述Breadcrumbs系统代表着购物信息服务的一种趋势，它可扩大到所有商品，任何消费者都可通过此类便携设备实时得知产品的最新讯息。进一步，类似的应用除与商品数据互联外，还可与客户数据相联；这样，系统既可告知购买者有哪些人也曾购买过相同产品，并在购买案值较高的商品时快速进入相关社区，听取其他消费者的意见，甚至能快速结成团购群体等。5.4.3RFID标签用于食品防伪RFID用于食品防伪RFID还能用于食品防伪。美国eProvenance公司采用半有源和无源RFID标签以及专用墨水来跟踪、鉴别和监管瓶装红葡萄酒生产全程，并用智能酒瓶（IntelligentBottle）来解决红酒市场中长期存在的仿冒与运输途中的质量变化问题。5.4.3RFID标签用于食品防伪技术架构1.将半有源式RFID装置于酒箱中，用以记录温度、装运配送信息；2.将有安全密码的RFID标签黏贴于酒瓶底部，让商品流通与盘点更加方便，同时具有防盗功能；3.将一种内建隐性密码的颈圈安装于酒瓶上，防止被假冒。这三项标识及密码彼此独立，对每瓶酒进行认证和跟踪管理，与信息系统连接后就可识别并读取每瓶酒的生产履历。5.4.3RFID标签用于食品防伪RFID标签使用的具体说明使用RFID温度跟踪标签，商家动态监测箱中温度数据（RFID每天记录三次），标签大小如信用卡，内含8千比特存储器，可存储720笔读数，按一天记录三数据计，电池可用一年。如到达东京后温度会略升高，商家就需要采取相应措施以保存这批酒。箱标签中的ID号与箱内每只酒瓶上的无源标签RFID的ID号建立映射后，就可建立对应关联，再与运输商、经销商和零售商的信息相连。消费者及供应链中的其他商家可进入eProvenance网站，键入印在标签外的ID号，就找到酒瓶上的原产地信息，运输与经销商信息等。5.4.4有害产品阻隔的国家信息网格功能简介“有害产品自动阻隔系统”的基础是一个大型商品数据库。韩国环境部、食品医药品安全厅、技术标准院等每年开展商品质量安全检测，将检测判定为危害健康的产品信息输入数据库中，传输到大韩商会koreannet网站，通过网站向各大商场发送消息。消费者在购买商品时候将每件商品与后台数据库中的商品黑名单进行自动检验比较，一旦发现有黑名单中的商品，就立即通知消费者和店方撤换，从而达到有效阻隔有害商品销售的目的。5.4.5个人营养咨询系统系统简介加拿大Nats公司推出了利用手机提供用户营养管理服务的“MyFoodPhone”系统。用户利用手机拍摄每天的食物照片并发送到MyFoodPhone系统，专用营养管理系统就会对接收到的食品进行营养平衡评估，然后以语音短信和图形界面告诉用户，他将食用的食物所含的热量、脂肪、蛋白质等结构含量。5.4.5个人营养咨询系统图中显示根据用户个人身体诸参数，针对“Milk&Yogurt&Cheese”的食用量，模拟仪表盘形式，以红、黄、绿三色区形象显示“严重欠缺、欠缺、适度、超过及严重超过”之等级，并做出相应的食用建议。图5-5MyFoodPhone营养咨询系统手机界面示例5.4.5个人营养咨询系统使用后序营养师们对该系统评价良好，认为系统改变了他们与顾客的交流方式。他们再也不需要手写饮食日记记录，只要看看顾客发送的图片就一目了然，能分析顾客的食物种类和摄入量，显示在彩色刻度盘上，既形象又简洁，可为更多的客户开展服务。而且，一般服务仅需每月10美元，价格低廉，深受顾客喜爱。5.4.6智能销售机帮助学生建立健康饮食习惯智能销售机的功能在美国，许多“垃圾快餐”有相当比重是通过遍布校园与街头的各种自动食品点销售机（POS）出售给学生的。这些POS高效、便捷，多年来一直受到