1引言

　　近年來，由于食品安全危機(jī)頻繁發(fā)生，嚴(yán)重影響了人們的身體健康，引起了全世界的廣泛關(guān)注，歐盟、美國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)要求對出口到當(dāng)?shù)氐氖称肪仨毮軌蜻M(jìn)行跟蹤和追溯。而在國內(nèi)，諸如非典、禽流感、食物中毒等事件的大量發(fā)生在嚴(yán)重影響人們生活的同時，食品安全問題也已引起國家的高度重視。確保食品安全，關(guān)鍵是針對食品涉及的生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、貯藏、包裝、檢測和衛(wèi)生等各個環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控和追溯[1]。但由于食品的生產(chǎn)與消費(fèi)日益分離，供給體系的復(fù)雜化，所涉及的環(huán)節(jié)眾多。采用何種技術(shù)和方法來實(shí)現(xiàn)食品的全程監(jiān)控和可追溯能力，是一個非常重要的課題。

　　眾所周知，RFID技術(shù)將為世界帶來一個革命性的變革。RFID技術(shù)可以突破條形碼須人工掃瞄、一次讀一個的限制;也可以在惡劣的環(huán)境下作業(yè)、長距離的讀取;同時能讀取多個卷標(biāo)，另外還具有實(shí)時追蹤、重復(fù)讀寫內(nèi)容及高速讀取等優(yōu)勢。RFID技術(shù)的這種特性使其應(yīng)用于食品安全管理具有很好特性，并通過相應(yīng)的后臺信息系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)食品從生產(chǎn)源頭到最終消費(fèi)者的監(jiān)控，從而強(qiáng)化對食品的安全管理，以及更全面的業(yè)務(wù)透視能力。

　　同時，隨著實(shí)施RFID技術(shù)的深入展開，其應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜度的加劇，將面對越來越多的挑戰(zhàn)：(1)兼容性問題：如何兼容不同應(yīng)用環(huán)境下的不同RFID硬件配置，實(shí)現(xiàn)與RFID硬件之間的屏蔽。(2)大數(shù)據(jù)量采集過程中的數(shù)據(jù)過濾，數(shù)據(jù)合并等問題。(3)如何解決在RFID數(shù)據(jù)采集點(diǎn)和其他硬件設(shè)備(譬如條形碼掃描工具，傳感器，顯示屏等工業(yè)設(shè)備)進(jìn)行交互以及如何滿足眾多業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集成要求。(4)如何管理和維護(hù)RFID數(shù)據(jù)，如何提供標(biāo)準(zhǔn)化接口用于第三方系統(tǒng)的集成和信息安全共享，如何納入到現(xiàn)有或靈活擴(kuò)展的IT框架中去，如何提供企業(yè)級中間件的相關(guān)軟件素質(zhì)(譬如可靠性、擴(kuò)展性、適應(yīng)性、性能要求、安全性等)等。

　　針對上述問題，本文在利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)食品安全監(jiān)控的過程中，采用了BEA的RFID中間件集成解決方案。通過RFID中間件，實(shí)現(xiàn)對下屏蔽RFID設(shè)備的硬件差異，對上屏蔽應(yīng)用系統(tǒng)功能的開發(fā)復(fù)雜性與差異，在中能同時支撐食品安全業(yè)務(wù)服務(wù)和業(yè)務(wù)流程，從而使利用RFID技術(shù)構(gòu)建食品安全監(jiān)控系統(tǒng)時無需刻意考慮RFID設(shè)備的具體開發(fā)要求，實(shí)現(xiàn)食品從生產(chǎn)源頭到最終消費(fèi)者的全程監(jiān)控。

　　2 RFID中間件

　　BEA的RFID中間件包括RFID數(shù)據(jù)采集中間件和RFID數(shù)據(jù)管理中間件兩大部分。RFID數(shù)據(jù)采集中間件的主要功能包括：(1)操縱控制RFID讀寫設(shè)備按照預(yù)定的方式工作，保證不同讀寫設(shè)備之間很好地配合協(xié)調(diào);(2)按照一定的規(guī)則過濾數(shù)據(jù)，篩除絕大部分冗余數(shù)據(jù)，將真正有效的數(shù)據(jù)傳送給后臺的信息系統(tǒng)。RFID數(shù)據(jù)管理中間件完成RFID數(shù)據(jù)的存儲，維護(hù)，訪問和聚合。其主要功能包括：第一，通過RFID數(shù)據(jù)采集中間件的橋梁作用，能兼容各種符合EPC標(biāo)準(zhǔn)的RFID硬件設(shè)備;第二，用戶可以圍繞RFID進(jìn)行業(yè)務(wù)流程的創(chuàng)新，開發(fā)新的應(yīng)用;第三，與各種現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行集成。

　　在RFID中間件應(yīng)用的層次架構(gòu)，由下列4層組成：閱讀器、RFID數(shù)據(jù)采集中間件、RFID數(shù)據(jù)管理中間件和應(yīng)用層。

　　(1)在最底層，閱讀器經(jīng)常由觸發(fā)器控制，每秒讀取標(biāo)簽120-400次。無論何時，可設(shè)定IP地址的閱讀器都由一個且只能由一個RFID數(shù)據(jù)采集中間件控制，以避免出現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)分區(qū)相關(guān)的問題。

　　(2)RFID數(shù)據(jù)采集中間件定期輪詢閱讀器(例如，每秒兩次)，以消除重復(fù)操作，并執(zhí)行過濾和設(shè)備管理。RFID數(shù)據(jù)采集中間件還產(chǎn)生ALE事件并將事件發(fā)送到RFID數(shù)據(jù)管理中間件。在發(fā)送消息時，通常需要‘一次成功’的消息語義。

　　(3)RFID數(shù)據(jù)管理中間件接收多個ALE事件，并將它們合并到工作流中，工作流會作為更大業(yè)務(wù)流程的一部分與多個不同系統(tǒng)和人員接觸。RFID數(shù)據(jù)管理中間件使用基于標(biāo)準(zhǔn)的JCA適配器與打包應(yīng)用(如倉庫或產(chǎn)品信息管理系統(tǒng))交互。該中間件還通過控件與系統(tǒng)協(xié)作。控件是一種開放源框架，它提供抽象層，將后端組件表示為可重用組件。

　　(4)RFID數(shù)據(jù)管理中間件也可能通過Web服務(wù)接口與ONS (對象命名服務(wù))通信。與DNS服務(wù)器相似，ONS也可用于查找惟一的RFID標(biāo)記ID，并識別其他產(chǎn)品信息。RFID數(shù)據(jù)管理中間件必須不斷從EPC-IS(電子產(chǎn)品碼信息服務(wù))儲存庫查詢數(shù)據(jù)，EPC-IS為ALE事件提供業(yè)務(wù)背景。例如，通過供應(yīng)鏈跟蹤和追蹤產(chǎn)品。EPC-IS的標(biāo)準(zhǔn)目前正在制定。RFID數(shù)據(jù)管理中間件還可以用B2B消息(如查詢EPC-IS儲存庫的EDI或Web服務(wù)請求)，通過防火墻中的網(wǎng)關(guān)與外部系統(tǒng)通信。

　　(5)將RFID數(shù)據(jù)采集中間件和RFID數(shù)據(jù)管理中間件分開可以提高伸縮性，并為客戶降低成本。應(yīng)用服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫連接池在互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫連接中的使用越來越廣，這個行業(yè)正由互聯(lián)網(wǎng)通信變?yōu)镽FID通信，這就需要一個RFID中間件來過濾信息，一個RFID中間件來完成連接。

　　(6)控制消息通過管理門戶流入系統(tǒng)，RFID數(shù)據(jù)管理中間件，然后流入RFID數(shù)據(jù)采集中間件，最后流入閱讀器。供應(yīng)和配置都順著這個鏈向下進(jìn)行，而閱讀器的數(shù)據(jù)則在過濾后順著這個鏈上向傳送。

　　3 RFID中間件在食品安全監(jiān)控中的應(yīng)用

　　利用RFID中間件來構(gòu)建RFID應(yīng)用系統(tǒng)簡單而快速。因此本文借助上述RFID中間件，通過在食品的生產(chǎn)、加工、加工、運(yùn)輸、檢疫、銷售等環(huán)節(jié)進(jìn)行信息跟蹤，研發(fā)一套基于RFID中間件的食品安全監(jiān)控系統(tǒng)。

　　3.1系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)

　　通過建設(shè)基于RFID中間件的食品安全監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈上的各個企業(yè)和監(jiān)管部門之間的信息交互，加速供應(yīng)鏈效率，降低整體的物流成本。在食品安全監(jiān)控系統(tǒng)選擇RFID數(shù)據(jù)管理中間件，支持海量數(shù)據(jù)的存儲和維護(hù)，提供一致、高效的數(shù)據(jù)查詢機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對歷史監(jiān)控數(shù)據(jù)的查詢和分析。在生產(chǎn)、加工、批發(fā)、零售等環(huán)節(jié)部署RFID數(shù)據(jù)采集中間件和RFID數(shù)據(jù)管理中間件，可以很好的支持RFID數(shù)據(jù)的快速、及時、高效的采集，并通過結(jié)合簡單明了的用戶反饋設(shè)施(譬如聲光設(shè)備，液晶屏等)，快速的反饋給業(yè)務(wù)操作人員，同時，支持企業(yè)對其業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的全程監(jiān)控，便于優(yōu)化其業(yè)務(wù)流程，改進(jìn)業(yè)務(wù)操作環(huán)節(jié)，提高企業(yè)業(yè)務(wù)競爭力。在食品運(yùn)輸環(huán)節(jié)，RFID數(shù)據(jù)采集中間件，支持RFID數(shù)據(jù)的快速、及時、高效的采集，簡化人工操作流程或自動化業(yè)務(wù)流程，加快業(yè)務(wù)運(yùn)作效率。其具體的層次架構(gòu)如圖1所示。

圖 1 基于RFID中間件的食品安全監(jiān)控系統(tǒng)層次架構(gòu)

　　3.2食品生產(chǎn)、加工企業(yè)

　　食品RFID標(biāo)簽由標(biāo)簽供應(yīng)廠家定制，標(biāo)簽數(shù)據(jù)格式由食品生產(chǎn)企業(yè)自定義或遵循國家有關(guān)食品生產(chǎn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)部門部署RFID打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽初始寫入功能。如果采用標(biāo)簽廠家惟一號或讓廠家在生產(chǎn)標(biāo)簽過程中遵循企業(yè)要求的數(shù)據(jù)格式，則RFID打印機(jī)可以不用部署。

　　在食品的出入口部署固定式RFID閱讀器，采集食品相關(guān)的標(biāo)簽信息。把簡單標(biāo)簽信息轉(zhuǎn)化成有價值的業(yè)務(wù)信息(譬如食品何時、何地完成生產(chǎn))，把相關(guān)業(yè)務(wù)信息通過RFID數(shù)據(jù)采集中間件發(fā)生給RFID數(shù)據(jù)管理中間件進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲和管理。

　　提供多個手持式RFID閱讀器，以便在業(yè)務(wù)操作異常環(huán)節(jié)或特定業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)(衛(wèi)生檢疫檢驗(yàn)環(huán)節(jié)或其他需要單體識別的環(huán)節(jié))，手工的完成業(yè)務(wù)操作。

　　通過RFID數(shù)據(jù)管理中間件集成現(xiàn)有生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)和行業(yè)主管部門的衛(wèi)生檢疫檢驗(yàn)系統(tǒng)的信息交互，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)集成和業(yè)務(wù)集成。

　　3.3食品批發(fā)、零售市場

　　在批發(fā)市場和零售市場的出入口部署固定式RFID閱讀器。在食品入場環(huán)節(jié)，通過采集托盤標(biāo)簽信息，透過食品監(jiān)管平臺獲取食品相關(guān)信息，核實(shí)后放行;食品批發(fā)市場出場環(huán)節(jié)，通過采集托盤標(biāo)簽，獲取托盤上的完整食品條碼信息，將其狀態(tài)更新。

　　提供多個手持式RFID閱讀器，以便在業(yè)務(wù)操作異常環(huán)節(jié)或特定業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)(在批發(fā)環(huán)節(jié)，需要進(jìn)行托盤的拆卸和重新拼裝操作，需要重新進(jìn)行食品條碼和托盤標(biāo)簽關(guān)聯(lián)操作等)，手工的完成業(yè)務(wù)操作。

　　托盤RFID標(biāo)簽由標(biāo)簽供應(yīng)廠家定制，標(biāo)簽數(shù)據(jù)格式由批發(fā)和零售企業(yè)自定義或遵循國家有關(guān)畜牧生產(chǎn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在批發(fā)和零售企業(yè)部署RFID打印機(jī)，實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽初始寫入功能。如果采用標(biāo)簽廠家惟一號或讓廠家在生產(chǎn)標(biāo)簽過程中遵循企業(yè)要求的數(shù)據(jù)格式，則RFID打印機(jī)可以不用部署。也可以使用手持式RFID讀寫器進(jìn)行標(biāo)簽寫入操作。零售企業(yè)部署RFID打印機(jī)主要是為了方便企業(yè)客戶的運(yùn)輸和簡化這類食品的管理。

　　通過RFID 數(shù)據(jù)管理中間件集成現(xiàn)有的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)和行業(yè)主管部門的衛(wèi)生檢疫檢驗(yàn)系統(tǒng)的信息交互，并通過RFID 數(shù)據(jù)管理中間件存在的事件匯總功能定期把食品出入廠信息發(fā)送給食品管理平臺。

　　3.4食品監(jiān)管數(shù)據(jù)中心和道口監(jiān)控，檢驗(yàn)檢疫環(huán)節(jié)

　　食品監(jiān)管平臺，部署RFID數(shù)據(jù)管理中間件，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的維護(hù)、查詢和管理。基于RFID 數(shù)據(jù)管理中間件進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯開發(fā)，集成供應(yīng)鏈上各個環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)(企業(yè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)和行業(yè)主管部門監(jiān)管系統(tǒng))，實(shí)現(xiàn)這些業(yè)務(wù)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)集成和業(yè)務(wù)集成。

　　在道口部署固定式RFID閱讀器。在食品放行環(huán)節(jié)，通過采集食品標(biāo)簽信息，透過食品監(jiān)管平臺獲取食品相關(guān)信息，核實(shí)后放行;食品放行環(huán)節(jié)，通過采集托盤標(biāo)簽，獲取托盤上的完整食品條碼信息，透過食品監(jiān)管平臺獲取食品相關(guān)信息，核實(shí)后放行。

　　在檢疫環(huán)節(jié)(例行檢查或抽查操作)，在場區(qū)出入口部署固定式RFID閱讀器。通過采集食品標(biāo)簽信息或食品托盤標(biāo)簽信息，獲取并核實(shí)相關(guān)食品或食品信息，如有問題，直接退回企業(yè);進(jìn)行衛(wèi)生檢疫，如有問題，退回企業(yè)，通過手持式RFID閱讀器設(shè)置其在檢疫檢驗(yàn)系統(tǒng)的狀態(tài)為特定問題事項(xiàng)，同時該數(shù)據(jù)透過衛(wèi)生檢疫檢驗(yàn)系統(tǒng)更新到肉類食品監(jiān)管平臺;如合格產(chǎn)品，通過手持式RFID閱讀器更新其在檢疫檢驗(yàn)系統(tǒng)的狀態(tài)，同時該數(shù)據(jù)透過衛(wèi)生檢疫檢驗(yàn)系統(tǒng)更新到肉類食品監(jiān)管平臺。

　　提供多個手持式RFID閱讀器，以便在業(yè)務(wù)操作異常環(huán)節(jié)或特定業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)(檢疫后更新業(yè)務(wù)系統(tǒng)狀態(tài)等)，手工的完成業(yè)務(wù)操作。

　　4 結(jié)論

　　本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)是：充分利用射頻識別技術(shù)(RFID)，結(jié)合信息化的智能網(wǎng)絡(luò)體系，實(shí)現(xiàn)對食品生產(chǎn)、包裝、運(yùn)輸、庫存、配送、消費(fèi)等各環(huán)節(jié)的監(jiān)控、管理和評估，同時對食品生產(chǎn)企業(yè)、進(jìn)口企業(yè)、加工企業(yè)、物流公司、運(yùn)輸車輛、消費(fèi)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控、管理和評估，以達(dá)到保障食品安全最重要的兩個目標(biāo)：徹底實(shí)現(xiàn)‘源頭’食品追蹤解決方案和在食品供應(yīng)鏈中提供完全透明度的能力。

　　在該系統(tǒng)中，RFID中間件主要扮演著RFID技術(shù)和應(yīng)用程序之間的中介角色，它可實(shí)現(xiàn)快速部署、標(biāo)準(zhǔn)化、實(shí)現(xiàn)對下屏蔽RFID設(shè)備的硬件差異，對上屏蔽應(yīng)用功能的開發(fā)復(fù)雜度和差異，在中能同時支撐信息化服務(wù)和業(yè)務(wù)流程，從而使用戶和開發(fā)商在構(gòu)建RFID應(yīng)用系統(tǒng)時無需刻意考慮RFID設(shè)備的具體開發(fā)要求，只需要在RFID中間件上按照常規(guī)的開發(fā)方式完成業(yè)務(wù)流程的開發(fā)，然后在該平臺上進(jìn)行部署和配置，就可以實(shí)現(xiàn)基于企業(yè)需求的RFID應(yīng)用系統(tǒng)。