物联网传感技术在蔬菜产品质量过程控制中的应用

顾春山　张顺

摘 要 随着社会的发展和时代的进步，人们的生活水平不断提升，社会对于食品安全越来越重视。其中蔬菜的产品质量尤其重要。为了更好地控制蔬菜的产品质量，建立完善的食品追踪体系应运而生。完善体系的建立需要数据融合技术、RFID技术和传感网技术等，因此要想有效控制蔬菜产品的质量，就需要在生产的每一个环节运用好物联网技术。

关键词 物联网传感技术;蔬菜;产品质量;跟踪追溯

中图分类号：S126 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.24.079

在蔬菜生长过程中应用传感器网络的体系框架时，要做到准确地设置各类型传感器的具体参数，同时还要考虑到蔬菜生长的特点和环境，从而建立更加有效的传感系统来进行蔬菜质量的监督。虽然目前已经有在蔬菜生产过程中投入跟踪追溯系统的案例，但仍存在一些问题，如没有建立完善的数据库系统、物联网中较大的数据量不能准确应用等，这些问题的解决都需要不断深入学习信息录入和数据融合等技术，进而提升整个蔬菜跟踪追溯系统的效率和精准性。

1 研究背景和意义

1.1 研究背景

在经济快速发展的时代背景下，人们的生活水平不断提升，对于食品的质量要求也越来越高。对于人类来说，食物是生存的基础，如果不能保证食品的安全，那么将严重影响人类的进步和发展。食品是人们获取营养的源头，食品安全关系着人类的身体健康和可持续发展，甚至影响着整个社会的和谐发展。随着社会的不断发展，农业生产中用到的各种化学药品对于人类的身体健康和环境都产生了很大的影响。近年来，在世界各地发生的食品安全事件也令人类恐慌，包括我国的瘦肉精问题、油条明矾问题等，以及国外的禽流感、疯牛病等，都给人类的身体健康带来很大的威胁。如果不能很好地控制食品安全问题，它将不仅仅影响人类的身体健康，还会阻碍各国经济的发展以及环境安全[1]。因此，探究其中影响食品安全的主要因素具有十分重要的意义。

在食品安全越来越受到关注的今天，各国政府也相应地采取了一些措施，制定了一些相关的法律条规，来规范农业生产的过程和食品安全的标准。比如，欧盟委员会发布的白皮书条例，指导了食品安全質量的发展方向和具体控制标准。

针对国内的食品安全情况，我国政府也做出了相应的管制，制定了一系列相关的法律法规，包括《无公害农产品管理办法》《中华人民共和国食品安全法》《中华人民共和国农产品质量安全法》等。除了出台一系列的政策，我国也建立了一套食品生产过程追溯系统，从而有效监督食品的生产安全和质量。而很多发达国家建立了更为成熟的追溯系统，能够准确记录生产过程的所有信息和数据。

目前在食品安全管理方面，我国同发达国家还存在一些差距，没有形成成熟的食品安全跟踪追溯系统，在这方面也没有深入的研究，但我国各地政府都对于食品安全管理问题投入了更高的关注度，在跟踪追溯系统建立方面也在不断地探索改进。

1.2 研究意义

食品的追溯跟踪系统能够通过记载的识别应用和场所的应用情况进行追踪识别，其中主要功能包括试验合格品、控制质量记录、实体标识等，除此之外，还会用到加工包装、运输仓储、纠正预防和采购检验实验设备等。随着追溯跟踪技术的不断发展成熟，人们对于该项技术的应用追求更高的效率，即从农田到餐桌这一过程的追溯系统的工作效率。

目前，很多技术不发达的国家还采用的是人工实地检测的方法，这种传统的农产品跟踪追溯系统和环境监测系统具有很大的局限性和困难，通过人工实地检测获得的各项环境数据和食品数据是有限的，并且需要耗费大量的人力物力，测量出的数据不够准确，而且工作效率也过低，影响整个工作的进程。

在食品追溯跟踪系统中，物联网技术的应用能够很好地提升整个系统的工作效率，在数据采集方面也能采集到更加全面和准确的数据。通过物联网传感技术，工作人员能够对光照强度、空气湿度等各项数据进行及时的采集，从而进行及时的调整。

2 物联网传感技术在蔬菜产品质量控制中存在的问题

在食品追踪过程中应用物联网传感技术还存在较多的问题，比如采集的数据量多，且各项数据都冗长，很难进行准确的处理，甚至也会出现一些数据的错误。另外还有能耗问题，即运用物联网的过程会消耗大量的能源，如何节省能源消耗也是需要解决的问题[2]。

3 蔬菜追溯系统和物联网技术

3.1 蔬菜生长环节中传感网技术体系结构

在蔬菜大棚的环境中，传感网技术应用在环境监测系统中需要整个网络各个层次的配合，其中主要包括3个层次。1）传感层，就是将农田中的信息采集传感器布置在蔬菜大棚的各个角落，然后通过特定的装置将这些传感器采集到的数据传送到一起，将数据融合后再通过压缩传输给信息节点中心。2）网络层，这个层次主要包括移动数据网络、互联网、网关等，通过这些网络技术将采集到的数据传输到信息节点。3）应用层，这一层主要用到了远程数据中心，管理人员需要运用互联网对采集到的数据进行及时的查询，然后进行分析和实时跟踪。在这个过程中，如果发现问题和不达标的情况，如农药残留不达标，要及时进行处理。

3.2 传感器节点的选用

在选择传感器节点时，需要考虑到蔬菜大棚中的环境和蔬菜生长需要的各项指数，主要包括光照度、湿度、温度、农药残留，以及土壤中的各种营养成分等。一般情况下，都是运用电池来给无线传感网络供电，所以还要考虑到能耗的问题。除此之外，在不同的数量环境中，也要采用适合的无线传感配置[3]。

3.3 传感网技术在蔬菜生长环节中实现

在蔬菜类农产品的生长过程中，传感网技术主要测量的数据包括有害物数量、土壤温度、土壤湿度等。具体的操作过程是在蔬菜大棚的各个角落都安置一些传感器节点，来定时采集蔬菜所处的环境数据，包括农药残留、土壤环境等，发现问题将及时进行处理，进而保证蔬菜的顺利生长。

在蔬菜农产品生长过程中应用传感器网络，需要考虑到传感网的特点以及在搜集各类信息的过程中的需要，然后建立完善的应用体系架构。蔬菜生长的追溯系统需要采集蔬菜生长环境的各项数据信息，包括土壤温度湿度、二氧化碳含量等。整个食品的技术支撑主要有信息采集的智能化、网络化和自动化等。

4 传感网技术在蔬菜生长环节的应用

要想建立完善的蔬菜类农产品的跟踪追溯体系，就需要先进的物联网技术作为支撑，来促进跟踪追溯系统中传感器网络的应用和发展。传感网技术的应用能够采集到蔬菜生长的各种信息，比如当下很受消费者青睐的反季节蔬菜，这些信息就能够帮助农家很好地监控管理这些反季节蔬菜。通过应用无线传感器网络技术，能够帮助农业模式走向智能化、网络化、自动化，将蔬菜生长的原始信息准确地提供给农业生产者，提升蔬菜食品安全质量。

5 结语

随着社会的不断进步发展，人们对于蔬菜食品安全的关注度越来越高。食品安全不仅影响着人类的身体健康和社会的和谐稳定，需要国家政府和社会公民投入精力，探索更有效的管理方式。其中，物联网传感技术的应用能够很好地追踪蔬菜生产的安全，提升数据采集的效率和准确性，进而有效增强对于蔬菜生产质量的控制。

参考文献：

[1] 朱鹏.蔬菜跟踪追溯物联网关键技术研究[D].南京：南京邮电大学，2013.

[2] 梁龙.RFID与无线传感网络融合研究及应用实践[D].成都：电子科技大学，2012.

[3] 范佳兴，李兵，何怡刚，等.面向电气设备状态监测的传感标签防碰撞算法[J].传感器与微系统，2016，35（1）：153-155.

（责任编辑：赵中正）