1 当前食品冷链追溯系统建设的瓶颈
食品冷链追溯系统尚存在成本高、编码不统一等问题。一方面，食品冷链追溯系统建设刚刚起步，功能不够完善，缺乏配套的认证体系和监督体系，缺少相关体系的实施细则和管理要求（如预警和召回体系）。关于追溯认证和监督的建立、召回和预警等体系的完善，制度的确立和监管，需要认证、规划和管理的各级政府部门或承担政府职能的行业协会落实完成，或由政府主管部门授权由相应研究机构和科研院所来完成。另一方面，由于追溯系统的建设是个庞大的系统工程，相关成本较高，政府应提供资金资助、技术支持、政策倾斜等优惠措施，加强对试点企业的扶持力度。政府还应完善有关食品安全方面的制度与法规，加强对食品行业的监管，推进食品追溯信息体系的建立。此外，冷链物流过程中，温度的精确控制、运输时间的精确计算、货物质量的精确监督，都铸就了冷链物流高昂的成本，亦增加了物流过程中信息采集和处理的难度。
这些问题解决的关键点是如何实现在食品冷链各环节对冻品、生鲜品的实时监控，使管理员和客户随时掌握食品的温湿度、位置、货品属性等信息，保障食品冷链运作的安全。与传统单一的追溯系统比较， 集成条码、射频等信息技术，辅助网络、DNA鉴定等技术建立起来的综合化、集成化食品冷链追溯系统将更为可行。
2 集成化食品冷链追溯系统的构建
以肉品追溯为例，基于条码标签和RFID技术，集成化食品冷链追溯系统的主要功能模块应包括：标签管理、安全检测、温度控制、数据库系统、电子商务查询系统、车辆定位等。为保证冷链全过程追溯的连续性，在整个冷链，上游可采用RFID技术，下游可采用条码技术，RFID详细记录种植饲养、原料初加工、初包装、日期批号等数据，三维度条码标签主要记录厂商、产品类别、生产日期、批次、保质期等信息，所有标签按照系统设定的格式、按照冷链流程严格管理各环节产品的批号、批次等信息。以物流和信息流程为例，基于回溯追查的冷链信息系统构建与应用流程如下，模型如图1所示。
图1 基于RFID技术集成的食品冷链可追溯系统模型
2.1 标签初始化设定
2.1.1 普通条码标签初始化
结合EAN·UCC的特点、实现肉品追溯的编码需求和冷链流程， 设计形成包含时间、空间和产品生命周期的三维度编码方式。其中，空间维度主要以ITF-14代码为核心，用于标记冷链中的对应产品(上游初级原材料、链条中间的半成品和下游终端的消费食品)的厂商识别码、产品项目码、数量或重量或单价码；时间维度和生命周期维度可考虑完全采用应用标识符（AI）进行表示，当AI取值不同，其后所列代码即表示不同产品属性。根据需要，可选取生产批次（AI为10）、生产日期（AI为11）、保质期（ A I 为1 5 ） 等。如果包含该三项应用标识，加上空间维度，总的条码可以设计为38位数字的一维条码或携带相关信息的二维条码。
2.1.2 射频标签初始化
结合W S N 技术， 在肉品冷链的各关键节点（养殖场或户、道口、屠宰场）设置智能控制节点，例如，在牲畜饲养环节使用耳标记录追溯所需的数据或信息。相关食品企业将冷链管理系统与RFID读写器串接，其应用程序接口API一般由RFID读写器厂商主动提供，进而开发适合冷链追溯系统的RFID读写程序，读取RFID标签数据，完成电子标签的数据采集。在食品运输过程中，采用RFID与WSN、GPS技术相结合，实现了主动感知环境信息、相互通信等功能，通过互联网或卫星实现了对在途冷鲜肉品相关信息的收集与传输，结合GPS技术、温度传感技术可以解决运输途中的运输路线优化和温度控制问题。
2.2 养殖环节
养殖初始，为实现对牲畜基础数据的管理，工作人员为每头牲畜分配一个所有权代码，确定其独一无二的身份，并将电子耳标（RFID）植入牲畜身体的某个部位。一旦耳标植入畜体，工作人员通过手持智能终端把牲畜信息录入追溯系统的数据库中。数据录入后，牲畜如果被转移到其它地点或被出售，接收牲畜的一方将接收信息写入耳标更新数据即可。这将确保每头牲畜的整个生命过程都是受到严格追溯的。
2.3 屠宰环节
当牲畜运送到屠宰场时，每头牲畜都在离开卡车时接受耳标扫描，屠宰数据开始采集。相关信息上传到屠宰场的追溯系统数据库中，同时更新耳标中的数据，补充屠宰场接收信息。然后，按照屠宰计划牲畜被归入相应的待宰圈。在此阶段，可以收集的信息包括：操作员编号、销售员姓名、屠宰场名称、待宰圈编号、畜种、品种、洁净程度与疑病体、卡车编号等。这些屠宰场的到货信息上传到追溯系统数据库中，追溯系统开始制定屠宰详细计划并打印出一张屠宰计划单。屠宰车间的触摸终端设备同步得到相应的计划信息。生产线上的屠宰箱安装有耳标读取器和触摸终端设备，每头牲畜分配生产线编号和畜体编号，同时写入耳标，开始屠宰。
2.4 加工分割环节
首先将屠宰加工信息及时写入RFID，屠宰后的肉经过特定时间的冷冻排酸后，工作人员通过射频读取器提取耳标信息，补充输入脂肪厚度、颜色、纹理、密实度等数据。在检验检疫环节，盖戳信息亦须录入数据库，包括检疫合格字样以及检疫具体时间，匹配后续的带有编码的消费小票，即可更安全便捷地实现追溯。如使用最新的激光码技术，在检验检疫环节进行激光灼刻，将为肉品安全提供更有力的保障。在装箱称重阶段，工作人员选择指定肉品，打印装箱标签，此时需采用前面所述的三维度编码标签标明箱内所装产品信息，包括箱号、生产日期、批次、厂家等数据，这些信息更新到追溯系统数据库。
2.5 物流环节
当需要出载时，订单便传递到运输部门，追溯系统数据库录入装箱信息，运输完成后，所运输产品的概要信息和详细信息均需输入数据库。货箱上加贴普通RF标签，冷藏车厢内按照一定的密度、布局均匀地摆放若干个智能节点，智能节点上需要携带有温度传感器、气敏传感器和味敏传感器等装备。该智能节点能够简单读取货箱上RFID的信息。同时，形成WSN，将读取到的RFID信息和监测到的温湿度等环境参数传递给车顶的网关节点，网关节点对接收到的数据进行简单处理，并通过GPRS等无线通信技术与远程数据中心或者本地冷库管理中心进行通信。需要查询该冷藏车上的一些数据信息时，可通过GPRS等无线通信技术向网关节点发出查询命令，网关与各个智能节点通信后，将结果反馈给冷库或者实时监控平台。
2.6 终端消费环节
肉品到达卖场， 在卖场储藏、销售的详细信息被存入卖场数据库，同时更新到追溯系统数据库，系统打印涵盖空间、时间和生命周期的三维度编码条码标签，贴到肉品外包装。通过多媒体查询终端（输入38位代码或扫描RFID），或利用浏览器，通过Internet或手机3G网连接到追溯系统，消费者可以实时、方便地查询到关于他购买到的肉品的整个冷链的实时信息，实现全程无缝追溯。
3 系统开发的效果分析
3.1 信息共享，全链追溯
系统实现了食品冷链中各节点企业与消费者之间的信息共享，将食品属性、产地、批号、包装、运输车辆等信息逐次写入射频标签，在不同站点安装扫描阅读器，扫描途经的RFID标签，识别、更新并绑定相关的信息，并存入追溯系统数据库。终端消费者借助标签可以方便地进行追溯系统查询，清楚地掌握保鲜食品的生产加工、包装、保管、运输、质量检查等信息，有效地满足消费者对食品追溯信息的知情需求。
3.2 有效解决断链问题，优化了业务体系
通过应用三维度编码技术和RFID技术，有效解决冷链断链的现象。在物流过程中，可以实现运输车辆的异常开关门报警、封闭冷藏车内温湿度监控报警、肉品交接环节RFID信息审查合格等功能，可以有效解决目前冷链断链，监控不力的现状。同时，能实现对温湿度信息的监控，优化了业务体系。通过RFID和WSN等技术实现冷链物流行业的统一配送，使供应链上下游企业高度协调，共同发展。
3.3 集成化信息技术，高效实用
本文提出的三维度编码条码技术，结合RFID、WSN、数据库、计算机网络、移动通信等技术构建的食品冷链追溯系统，将养殖、企业内部、运输工具、交接等环节有机地结合起来，具有编码方式标准、统一，支持各种类别食品供应链全流程的完整信息追溯，提供多级别用户权限控制，设置预警机制等特点。
食品是民生工程，食品的价格关乎百姓生活。后续的追溯系统建设、运行和维护发展的关键是进一步降低RFID标签的成本、破除商业机密壁垒。成本方面，部分食品价格低廉，而用于实现可追溯的RFID标签的成本甚至超过了食品本身，因此，消费者和企业都无法承受这些新标签和新技术带来的成本压力。机密方面，由于一些技术指标、主要原料来源、有关操作过程等必须在标签上标明或存储，借助追溯系统，竞争对手极易获得产品流通的每一个环节、最终消费者等重要信息；加上当今食品代理市场的混乱，制造商获知具体的分销商后直接插手市场，有可能造成分销商努力开拓的市场被收回，这种情况对中小型食品企业相当不利。因此如何解决信息共享与工业秘密的冲突问题，有待探讨。
