物联网在食品管理领域的应用

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录5.1食品监管管概述5.2食食品安安全信息息体系5.3食食品产产销履历历智能楼宇宇5.4食食品安安全与营营养卫生生应用案案例2学习目标标1)了解解食品安安全信息息体系2）了解解“食品品产销履履历”的的内容3）了解解物联网网技术在在食品防防伪、质质量溯源源中的应用4）了解解物联网网技术在在饮食健健康咨询询领域的应用5.1食食品监监管概述述食品监管管的社会会意义公众关注注度不断断提高监管制度度不断完完善5.1食食品监监管概述述有效的食食品监管管体系宏观：国家政策策与技术术法规提提供一系系列精细细化、基基础化的的监测与与管理准准则。微观：针对个人人身体情情况建立立科学卫卫生的饮饮食习惯惯开展服服务；在在食品打打假防伪伪领域，，物联网网以多样样化手段段提供功功能更强强大的存存证、识识别与溯溯源手段段与资源源，确保保食品链链的安全全。5.1食食品监监管概述述物联网实实现食品品监管条码、EPC标标签产地、时时间、发发货、中中间处理理等5.2食食品安安全信息息体系食品安全全环节食品安全全规范食品安全全信息体体系食品含成成分安全全生产、物物流、经经销的安安全HACCP（危害分分析关键键控制点点）5.2食食品安安全信息息体系食品安全全问题以肉类食食品生产产为例，，对消费费者和零零售业，，“放心心肉”取取决于对对该食品品情况的的全程了了解：公公众需要要知道牲牲畜在被被屠宰前前是否健健康，加加工过程程是否卫卫生，各各环节是是否经卫卫生与质质检部门门监督，，是否有有假；对对于原材材料企业业、加工工企业、、深加工工企业和和销售企企业等，，关心如如何认定定每个工工艺背后后的风险险，实施施严格管管控措施施，判定定安全并并符合HACCP认证证；对质质量监督督部门，，完善检检测流程程，查处处做假，，做好安安全早期期预警，，发生问问题时迅迅速判定定其来源源和影响响范围，，快速采采取措施施，把影影响控制制在最小小范围内内等，是是其职责责。5.2食食品安安全信息息体系食品安全全规范（（重点））HACCP（HazardAnalysisandCriticalControlPoints，危害分分析关键键控制点点）的七七大监管管内容：：危害分析析确认关键键控制点点建立管理理界线系统确认认建立相关关记录系系统制定出错错纠正措措施执行管制制点监测测5.2食食品安安全信息息体系HACPP记录录包含的的内容（1）HACCP工作作小组名名单；（2）产产品说明明及用途途；（3）标标明关键键控制点点的制造造流程图图；（4）与与每个关关键控制制点相关关的危害害和预防防措施；；（5）关关键控制制点标准准；（6）监监管系统统；（7）临临界限制制偏离的的纠正措措施计划划；（8）记记录保持持程序；；（9）确确认HACCP计划的的程序。。5.3食食品产产销履历历产销履历历的提出出产销履历历中信息息的形成成过程产销履历历标签肉类产品品溯源系系统5.3..1产产销履历历的提出出提出背景景：食品安全全已成涉涉及公众众安全、、社会稳稳定的重重要问题题，各国国对此在在技术与与法规上上的要求求越来越越严格，，其中最最重要的的技术措措施就是是通过““产销履履历”以以建立食食品信息息的“可可追踪性性（Traceability）””制度，，一旦发发生问题题，可采采取问题题跟踪、、范围控控制和食食品召回回等措施施。5.3..1产产销履历历的提出出产销履历历的定义义：从生产、、销货至至消费者者手中都都建立完完整、可可追踪的的记录链链。作用：让消费者者对购买买之物产产生信赖赖，当食食品发生生问题时时，也能能实时召召回或追追溯责任任，让食食品的安安全路径径有迹可可循，建建立起““农场到到餐桌((FarmtoFork)”的的保障体体系。5.3..2产产销履历历中信息息的形成成过程以台湾农农产品安安全追溯溯信息网网为例：：TAFT，http:://..tw//rsm/autho_list..aspx5.3..2产产销履历历中信息息的形成成过程产销履历历中数据据输入的的步骤：（1）农农户进入入产销履履历系统统登录生生产纪录录；（2）产产品包装装后打印印上包装装追溯码码，上传传至“台台湾农产产品安全全追溯信信息网””（TAFT）），建立立摘要履履历；（3）由由TAFT上传传至工业业局，自自动取得得该局验验证主机机的QRCode二二维验证证条形码码；（4）将将生成的的QRCode传传回TAFT；（5）由由TAFT再传传回产销销履历登登录系统统；（6）农农户端的的条形码码打印机机输出条条形码标标贴，附附在产品品上；（7）通通过TAFT，，消费者者可用手手机与WebCamera等等，得到到该农产产品的相相关产销销信息。。农产品产产销履历历和条形形码标签签生成流流程5.3..3产产销履历历标签产销履历历的前端端以数以以万计的的标签附附在每件件农产品品或其外外包装上上，标签签起着面面向消费费者的数数据界面面的作用用.5.3..3产产销履历历标签系统生成成商品条条形码，，商品出出货时，，打印出出标准的的一维通通用商品品条形码码（EAN/UCC体系）），使产产销履历历标签也也能用于于零售POS机机扫描结结算。产销履历历制度是是为让消消费者随随时随地地读取农农产品的的生产信信息，使使用二维维条形码码（QRCode）），商家家和消费费者就能能用手机机了解履履历记载载的生产产纪录内内容。只要30万像素素以上的的可拍照照手机或或其他装装置，装装有识读读转译程程序，就就可通过过拍摄QRCode，读取取其信息息。5.3..4肉肉类产品品溯源系系统并非所有有农产品品都适于于纸质标标签动态态记录信信息，特特别是牲牲畜类。。国家农农业部开开始要求求在生猪猪生产管管理中，，采用电电子标签签记录。。做法之之一是推推行牲畜畜耳标++条码的的记录制制度，规规定猪成成年12月以后后要打耳耳标，耳耳标内置置RFID芯片片，以记记录猪饲饲养场和和生长过过程中接接种疫苗苗的情况况，如下下图所示示，并将将信息输输入食品品安全管管理信息息系统。。市民用用手机识识读就可可获取相相关记录录内容。。5.3..4肉肉类产品品溯源系系统图5-3猪猪的耳标标（右））及打标标器5.3..4肉肉类产品品溯源系系统上海就要要求能让让市民在在购买每每块猪肉肉时都能能找到生生产养殖殖的源头头。这套套实时监监管系统统将覆盖盖所有定定点屠宰宰场与定定点肉品品批发市市场，并并向养殖殖环节、、防疫系系统、标标准化菜菜场、集集贸市场场和超市市、菜场场延伸。。5.4物物联网网在食品品安全与与营养卫卫生领域域应用案案例（八八则）RFID在水产产品产销销履历应应用案例例iPhone食食品信信息系统统RFID标签用用于食品品防伪阻隔有害害食品的的国家信信息网格格个人营养养咨询系系统智能销售售机帮助助学生建建立健康康饮食习习惯鸡蛋卫生生管理链链高科技生生态养鸡鸡场5.4..1台湾湾RFID水产产品产销销履历应应用案例例针对问题题（1）生生产档案案信息不不健全，，不安全全的食品品危害民民众健康康，造成成经济损损失，影影响全行行业的销销售经营营；（2）产产品标示示不当，，造成消消费者的的不信任任；（3）产产销过程程难于监监控，出出问题后后难于溯溯源追踪踪，消费费者常无无法了解解水产品品的确切切生产者者或来源源。一旦旦发生卫卫生事件件，无法法厘清各各方责任任，会使使一批无无辜企业业受损。。5.4..1台湾湾RFID在水水产品产产销履历历的应用用案例需求建立覆盖盖水产供供应链的的信息体体系，实实现从鱼鱼苗养殖殖到成鱼鱼、流通通、零售售等各环环节上的的无缝记记录。技术手段段--在在每只鱼鱼身上附附上可识识别标签签，记录录养殖、、检验、、配销等等阶段中中的信息息；当消消费者想想知道某某条鱼的的生长记记录时，，能以简简单操作作获取完完整的履履历。5.4..1台湾湾RFID水产产品产销销履历的的应用案案例作业模式式鱼在成长长期间，，养殖户户须委托托检验机机构对饲饲养的水水质与鱼鱼进行检检验并记记录结果果，合格格后发放放证书。。鱼在出货货前挂上上RFID识别别标签。。零售商利利用RFID标标签，向向消费者者提供鱼鱼从养殖殖户、检检验机构构、零售售商乃至至餐厅的的完整履履历查询询。5.4..1台湾湾RFID水产产品产销销履历的的应用案案例信息架构构（四套套信息系系统+一一套信息息交换平平台）养殖日志志管理系系统检验报告告管理系系统履历跟踪踪系统蓄养日志志系统信息系统统信息交换换平台鱼产品履履历信息息交换平平台5.4..2手手机食品品信息系系统食品信息息服务特特点应用环境境：食品品、特别别是大量量农产品品的记录录以数据据为主，，形式为为标签或或标贴，，载体为为各类生生鲜动物物、或简简易包装装物品，，环境粗粗放恶劣劣；应用要求求：标签签价格低低廉，使使用简单单、易普普及、不不能增加加消费者者额外开开支等。。技术方案案：以二二维条码码标签或或RFID标贴贴，用户户手机识识读最为为适合。。二维条条码容量量大、价价格低、、具有一一定的抗抗污染与与损坏力力，可用用手机识识读，可可通过网网络访问问数据中中心等，，故目前前在一些些发达国国家和地地区如日日本、韩韩国和台台湾等普普及迅速速。5.4..2iPhone手手机食食品信息息系统IBM基基于iPhone的解解决方案案IBM近近期推出出了一套套以iPhone为平平台的购购物应用用系统Breadcrumbs，专专为购买买食品提提供信息息服务，，其信息息均可通通过互联联网获取取，故除除商品所所附的通通用条码码信息外外，还可可查询后后台库中中信息，，涵盖如如屏幕所所示的多多种特色色内容。。5.4..2iPhone手手机食食品信息息系统（1）条条码扫描描（ScanBarcode）------用iPhone拍摄摄功能扫扫描包装装条形码码，可查查询食品品成分、、加工方方式与生生产日期期等；（2）产产品选购购历史（（PurchaseHistory）------查询顾顾客以往往选购的的食品；；（3）偏偏好（Preferences）------查询购购买者选选购食品品的偏好好；（4）食食品杂货货单（GroceryList））------既既是商店店向用户户发送新新食品货货物目录录，也是是购买者者提醒自自己要购购食物的的目录；；（5）近近期召回回（RecentRecall））—提提供产品品召回事事件信息息，如某某一品牌牌产品曾曾被召回回过，Breadcrumbs会会告知顾顾客相关关细节，，让其购购买时更更加审慎慎。5.4..2iPhone手手机食食品信息息系统应用综述述Breadcrumbs系统统代表着着购物信信息服务务的一种种趋势，，它可扩扩大到所所有商品品，任何何消费者者都可通通过此类类便携设设备实时时得知产产品的最最新讯息息。进一一步，类类似的应应用除与与商品数数据互联联外，还还可与客客户数据据相联；；这样，，系统既既可告知知购买者者有哪些些人也曾曾购买过过相同产产品，并并在购买买案值较较高的商商品时快快速进入入相关社社区，听听取其他他消费者者的意见见，甚至至能快速速结成团团购群体体等。5.4..3RFID标签用用于食品品防伪RFID用于食食品防伪伪RFID还能用用于食品品防伪。。美国eProvenance公司司采用半半有源和和无源RFID标签以以及专用用墨水来来跟踪、、鉴别和和监管瓶瓶装红葡葡萄酒生生产全程程，并用用智能酒酒瓶（IntelligentBottle））来解决决红酒市市场中长长期存在在的仿冒冒与运输输途中的的质量变变化问题题。5.4..3RFID标签用用于食品品防伪技术架构构1.将半半有源式式RFID装置置于酒箱箱中，用用以记录录温度、、装运配配送信息息；2.将有有安全密密码的RFID标签黏黏贴于酒酒瓶底部部，让商商品流通通与盘点点更加方方便，同同时具有有防盗功功能；3.将一一种内建建隐性密密码的颈颈圈安装装于酒瓶瓶上，防防止被假假冒。这三项标标识及密密码彼此此独立，，对每瓶瓶酒进行行认证和和跟踪管管理，与与信息系系统连接接后就可可识别并并读取每每瓶酒的的生产履履历。5.4..3RFID标签用用于食品品防伪RFID标签使使用的具具体说明明使用RFID温温度跟踪踪标签，，商家动动态监测测箱中温温度数据据（RFID每每天记录录三次）），标签签大小如如信用卡卡，内含含8千比比特存储储器，可可存储720笔笔读数，，按一天天记录三三数据计计，电池池可用一一年。如如到达东东京后温温度会略略升高，，商家就就需要采采取相应应措施以以保存这这批酒。。箱标签中中的ID号与箱箱内每只只酒瓶上上的无源源标签RFID的ID号建立立映射后后，就可可建立对对应关联联，再与与运输商商、经销销商和零零售商的的信息相相连。消消费者及及供应链链中的其其他商家家可进入入eProvenance网网站，键键入印在在标签外外的ID号，就就找到酒酒瓶上的的原产地地信息，，运输与与经销商商信息等等。5.4..4有有害产品品阻隔的的国家信信息网格格功能简介介“有害产产品自动动阻隔系系统”的的基础是是一个大大型商品品数据库库。韩国国环境部部、食品品医药品品安全厅厅、技术术标准院院等每年年开展商商品质量量安全检检测，将将检测判判定为危危害健康康的产品品信息输输入数据据库中，，传输到到大韩商商会koreannet网网站，通过网网站向各各大商场场发送消消息。消消费者在在购买商商品时候候将每件件商品与与后台数数据库中中的商品品黑名单单进行自自动检验验比较，，一旦发发现有黑黑名单中中的商品品，就立立即通知知消费者者和店方方撤换，，从而达达到有效效阻隔有有害商品品销售的的目的。。5.4..5个个人营养养咨询系系统系统简介介加拿大Nats公司推推出了利利用手机机提供用用户营养养管理服服务的“MyFoodPhone”系系统。用用户利用用手机拍拍摄每天天的食物物照片并发发送到MyFoodPhone系统统，专用用营养管管理系统统就会对对接收到到的食品品进行营营养平衡衡评估，，然后以以语音短短信和图图形界面面告诉用用户，他他将食用用的食物物所含的的热量、、脂肪、、蛋白质质等结构构含量。。5.4..5个个人营养养咨询系系统图中显示示根据用用户个人人身体诸诸参数，，针对““Milk&&Yogurt&&Cheese”的的食用量量，模拟拟仪表盘盘形式，，以红、、黄、绿绿三色区区形象显显示“严严重欠缺缺、欠缺缺、适度度、超过过及严重重超过””之等级级，并做做出相应应的食用用建议。。图5-5MyFoodPhone营养养咨询系系统手机机界面示示例5.4..5个个人营养养咨询系系统使用后序序营养师们们对该系系统评价价良好，，认为系系统改变变了他们们与顾客客的交流流方式。。他们再再也不需需要手写写饮食日日记记录录，只要要看看顾顾客发送送的图片片就一目目了然，，能分析析顾客的的食物种种类和摄摄入量，，显示在在彩色刻刻度盘上上，既形形象又简简洁，可可为更多多的客户户开展服服务。而而且，一一般服务务仅需每每月10美元，，价格低低廉，深深受顾客客喜爱。。5.4..6智智能销售售机帮助助学生建建立健康康饮食习习惯智能销售售机的功功能在美国，，许多““垃圾快快餐”有有相当比比重是通通过遍布布校园与与街头的的各种自自动食品品点销售售机（POS））出售给给学生的的。这些些POS高效、、便捷，，多年来来一直受受到中小小学生的的欢迎，，但其营营养结构构却不合合理，长长期食用用就会导导致儿童童过于肥肥胖。由由于中小小学生的的自制力力差，知知识也有有限，不不能采用用如MyFoodPhone提供的的营养咨咨询师的的服务。。基于物联联网技术术的智能能销售机机，加上上后台营营养师的的帮助，，家长的的协助等等，就为为解决这这一问题题提供了了一种独独具创造造力的有有效解决决方案。。5.4..6智智能销售售机帮助助学生建建立健康康饮食习习惯智能食品品销售机机作业模模型Horizon以物联联网技术术为基础础，是具具有健康康概念的的智能食食品销售售机，主主要功能能如下。。提供卫生生饮食教教育提供健康康食品选选择提供家长长监督5.4..6智智能销售售机帮助助学生建建立健康康饮食习习惯操作过程程在当学生生选择了了食品后后，销售售机就通过网络络访问Horizon公司的的“父母母信息中中心”，，将其所所选食品品目录连连同其营营养成份份分析表表和推荐荐数量、、修改建建议等发发到学生生父母手手机，让让其知道道其子女女所购买买的食品品项目，，支付则则由其父父母以远远程移//动方式式进行。。5.4..6智智能销售售机帮助助学生建建立健康康饮食习习惯系统规模模与架构构目前全美美国已有有15,,000所中小小学导入入了这种种机器，，每所学校部部署多台台，主要要是在如如学校公公交车站站、学校校活动中中心、主主校边的的卫星校校园、学学校食堂堂内外等等。5.4..6智智能销售售机帮助助学生建建立健康康饮食习习惯智能POS机的的个性化化服务智能POS机的的“健康康顾问型型”销售售是一种种大规模模的个性性化定制制服务，，是营销销学家长长期追求求而难于于达到的的一种境境地。但但在物联联网时代代，这一一模式在在高性能能计算机机、大型型数据库库和有线线与无线线通信信信息服务务环境中中就能实实现，特特别是基基于学生生个体营营养咨询询的销售售服务是是一个创创新。5.4..6智智能销售售机帮助助学生建建立健康康饮食习习惯信息服务务设施构构架5.4..6智智能销售售机帮助助学生建建立健康康饮食习习惯信息服务务设施构构架底部代表表遍布全全美各学学校的前前台智能能POS机，通通过网络络与中央央办公系系统互联联。大量量数据集集中在后后台“学学生信息息系统””中处理理，故前前端以精精简信息息进行交交互。学学生身份份及选购购食品信信息发送送到后台台，系统统检索到到该生的的身体和和以往饮饮食记录录及所在在学校资资料，经经计算对对比后将将修正合合适的食食品清单单传送给给前端POS机机和家长长等。由由“食品品服务中中心”来来裁定每每个学生生食谱是是否合适适。5.4..6智智能销售售机帮助助学生建建立健康康饮食习习惯个性化食食品咨询询销售服服务“食品服服务中心心”内的的各类专专家、营营养师、、分析师师等，在在接收到到学生信信息系统统中每位位学生的的身体数数据后，，根据营营养学和和医学等等方面的的知识，，因人而而异地建建立起健健康食品品数据档档案，以以及一系系列的““身体--食物--营养--热量””等模型型，就能能让系统统对每件件从POS机发发来的定定购食物物单提出出修改建建议、或或直接认认可合适适的定单单。5.4..6智智能销售售机帮助助学生建建立健康康饮食习习惯Horizon公司开开创了一一种全新新的顾问问式销售售模式，，代表着着今后将将更加贴贴近消费费者个体体实际需需求销售售方式，，其销售售的不仅仅仅是商商品，同同时还有有高附加加值的服服务，这这是在物物联网时时代兴起起的一种种大趋势势。5.4..7鸡鸡蛋卫生生管理链链鸡蛋安全全管理需需求近年，由由于使用用被食源源性血清清型沙门门氏菌污污染的鸡鸡蛋而引起起的感染染肠炎病病例在不不断上升升。迫使使相关国国家政府府发布相关关政令，，要求强强化管理理以降低低鸡蛋感感染沙门门氏菌病病毒的概率率，具体体措施之之一，就就是新鲜鲜鸡蛋必必须标注注生产日日期和可追追溯性代代码；美美国食品品安全检检验局则则根据这这些代码码标识对对后续加加工成液液态、冷冷冻和固固体类的的蛋制品品检验负负责，防防止任何何环节上上发生污污染或错错贴标签签。5.4..7鸡鸡蛋卫生生管理链链激光数据据刻印由于鸡蛋蛋既圆且且壳体薄薄，无法法以低成成本附加加各种标标签，故故很难进进行个体体标识。。美国，，RadloFood公司司为达到到美国政政府的蛋蛋品安全全政策和和美国及及欧盟国国际市场场的需求求，建立立了完善善的供应应链管理理系统，，采用激激光刻印印方式，，将鸡蛋蛋的生产产方式（（如，自自由放养养----BornFree）、有有效期和和特定序序列号等等打在蛋蛋上。。5.4..7鸡鸡蛋卫生生管理链链建立安全全管理信信息体系系蛋壳打上上11位位数字--字母代代码，就就可建立立蛋品溯溯源与监监控信息息体系，，包括从从母鸡疫疫苗接种种、禽类类检验、、品质管管理等，，即使鸡鸡蛋食用用后，如如有发生生任何问问题，均均可通过过这组编编码回溯溯到该枚枚鸡蛋的的来源。。5.4..7鸡鸡蛋卫生生管理链链鸡蛋生产产流通溯溯源体系系的数据据链（1）鸡鸡蛋标识识------基基本数据据项用于于区分饲饲养方式式、有效效食用期期及序列列号；（2）分分级包装装标识-------按按销售售单位包包装（如如鸡蛋每每盒一打打），在在此包装装上须再再贴印上上包装企企业名称称、字号号、计量量单位等等法定标标识，识识别标识识可用一一维条码码、二维维条码，，案值较较高者还还可用RFID标识；；（3）集集货中心心标识------大宗宗农产品品需要先先行集货货，将其其包装成成储运单单元，以以便于长长途运输输，集货货后形成成容量更更大的包包装，外外部可用用储运单单元条码码即四周周加边框框、面积积更大、、线条更更粗的条条码标识识。美国国每年约约集散500亿亿粒鸡蛋蛋；（4）零零售渠道道标识------食品进进入零售售商店后后，许多多情况下下还需再再分包，，必需再再附上零零售商家家代码或或字号；；（5）消消费者存存证-------消费者者购买鸡鸡蛋食用用后，如如出现任任何问题题，就可可凭存货货鸡蛋、、或包装装上的标标识进行行查询，，就能一一直溯源源到鸡蛋蛋产、销销、存、、运的每每个具体体经手机机构。与与鸡蛋相相关的信信息也增增加到鸡鸡蛋营养养成份、、生产企企业名称称、包装装商或经经销商地地址、包包装日期期，净含含量，美美国农业业部的官官方标志志，检验验数量等等。5.4..8高高科技生生态养鸡鸡场简介台湾有一一座独特特的高科科技养鸡鸡场-----大大山鸡场场，该鸡鸡场生产产的鸡蛋蛋售价达达10元元一只（（新台币币），却却还供不不应求，，而一般般鸡蛋价价格为3元/只只。该鸡鸡场能做做到这一一点，是是其采用用了物联联网技术术，包括括环境感感测系统统、光纤纤、自控控设备、、RFID、GPRS／GPS等，，在仅有有9.8公顷的的土地上上建成了了全亚洲洲科技含含量最高高的生态态养鸡场场。5.4..8高高科技生生态养鸡鸡场在安全上上，导入入食品安安全认证证体系，，将符合合食品危危害分析析关键点点（HACCP）的标标准作业业流程（（SOP）编制制成电子子化管理理系统