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食品産業におけるRFID技術の応用分析 2020-06-03

食品産業におけるRFID技術の応用分析

無線周波数識別技術 (Radio Frequency Identification RFID) は、人手を介さずに無線周波数信号を通じて対象物体を自動的に識別し、関連データを取得する非接触自動識別技術です。バーコード、磁気ストライプ、磁気カード、IC カードなどの従来の自動識別技術と比較して、RFID 技術は、高度な自動化、長い認識距離、大量の保存情報、および強力な環境適応性という利点があります。さらに、RFID テクノロジーは受動的で非接触の操作、便利なアプリケーション、機械的磨耗なし、長寿命を実現しており、アプライアンスの安全性をよりよく保証できます。この製品に興味がある場合、または詳細を知りたい場合は、


1 RFID テクノロジーと原理
RFID システムには 2 つの重要な機能が必要です。1 つは自動識別機能、データの読み取りおよび書き込み機能です。2 つ目は、データの保存とデータ変換に対応できるデータ処理機能です。一般的な 3 RFID システムは、次の 3 つの基本コンポーネントで構成されます。
1.1 電子ラベル
通常、チップと結合コンポーネントで構成され、主な機能はリーダー/ライターとの通信を完了することです。バーコード、磁気カード、IC カード、その他の初期または初期の識別技術と比較して、無線 ID カードには、非接触、長い作動距離、過酷な環境に適し、移動するターゲットを認識できるという利点があります。
さまざまなエネルギー供給方法に応じて、RFIDタグはパッシブタグ、セミアクティブタグ、アクティブタグに分類できます。セミアクティブ タグとアクティブ タグのチップのエネルギーは、電子タグに取り付けられたバッテリーによって供給されます。アクティブ タグは、無線周波数信号をアクティブに送信できます。動作周波数の違いに応じて、RFIDタグはマイクロ波、超短波(UFH)、高周波(HF)、低周波(LF)およびその他の異なるタイプに分類できます。異なる周波数帯域におけるRFIDの動作原理は異なります。マイクロ波および超短波帯のRFIDは一般に電磁放射の原理を採用し、高周波および低周波帯のRFID電子タグは一般に電磁結合の原理を採用する。
1.2 リーダー
リーダーはタグ情報を読み取る装置です。RFID リーダーは、無線周波数モジュールを制御して読み取り信号をタグに送信し、タグの応答を受信して​​、タグのオブジェクト識別情報をデコードし、タグに関する他の関連情報とともにオブジェクト識別情報をホストに送信します。処理。
ほとんどの RFID システムでは、リーダーはあるエリアに電磁波を放射します (エリアのサイズは動作周波数とアンテナのサイズによって異なります)。カード内には LC 直列共振回路があり、その周波数はリーダーが発する周波数と同じです。無線周波数カードがこの領域を通過すると、電磁波の励起下で LC 共振回路が共振し、コンデンサーに電荷が生じます。このコンデンサの他端には、一方向チャネル電子ポンプが接続されており、コンデンサ内の電荷を別のコンデンサに送って蓄積します。蓄積された電荷が 2V に達すると、このコンデンサを電源として使用して、他の回路に動作電圧を供給したり、カード内のデータを送信したり、リーダーのデータにアクセスしたりできます。リーダーがカードからデータを受信すると、デコードしてエラー チェックを実行してデータの正当性を判断し、RS232、RS422、RS485、またはワイヤレス経由でデータをコンピュータ ネットワークに送信します。単純な RFID 製品は非接触 IC カードですが、複雑な RFID 製品は外部センサー インターフェイスに接続してさまざまなパラメーターを測定および記録でき、GP S システムに接続して物体を追跡することもできます。
1.3 データ交換および管理システム
リーダーは、特定の周波数の無線周波数信号を送信します。無線周波数カードが送信アンテナの動作領域に入ると、誘導電流が発生します。無線周波数カードはエネルギーを取得してアクティブになります。無線周波数カードは、内蔵カードを介して独自のコードとその他の情報を送信します。カードから送信されたキャリア信号は、レギュレーターを介してリーダーに転送されます。リーダーは受信信号を復調およびデコードし、関連する処理のためにバックグラウンドのメイン システムに送信します。メインシステムは、論理演算に従ってカードの正当性を判断し、さまざまな設定に対応する処理と制御を行い、コマンド信号を発行してアクチュエーターの動作を制御します。
無線周波数識別技術は、無線周波数信号の伝送特性と空間結合を利用して、識別された物体の自動識別を実現します。無線周波数識別システムは、リーダー (リーダー、リーダー、リーダー)、電子タグ (タグ)、データ交換および管理システムの 3 つの部分で構成されます。無線周波数識別技術の原理は、リーダーが読み取り可能な範囲内にエネルギー場を生成して電子タグを刺激するというものです。電子タグを付けた食品がこの距離範囲に入ると、リーダーはマイクロ波クエリ信号を発するように制御し、リーダーからの信号を受信した後、電子タグはその信号をタグ内のデータ情報と統合し、それをタグに反映します。読者。反射されたマイクロ波合成信号には、電子タグ上のデータ情報がすでに含まれています。リーダーはタグによって反射されたマイクロ波を受信します。信号がリーダーの内部マイクロプロセッサによって処理された後、タグに保存されている情報を読み取ることができます。
2 無線周波数識別技術の食品への応用
食品の安全性に対する人々の意識が高まるにつれ、政府機関も食品の安全性により注意を払うようになり、安全性に関する事件が報道機関に取り上げられることで、食品の安全性の問題はますます深刻になっています。食は人々の健康に直結します。食品の生産、加工、販売を規制するための一連の国家基準および業界基準を確立することに加えて、食品の安全性を管理するにはハイテク手法も必要です。RFID技術を食品産業に適用すると、情報収集のリアルタイム性と正確性を効果的に確保し、食品の安全性と監視管理のレベルを向上させ、フードチェーンのあらゆる側面を調整し、人々の食品に対する理解の透明性を高め、食品の安全性を確保することができます。食の安全ロウ。
2.1 食品偽造防止における RFID 技術の応用
現在の中国の不完全な法制度と規制のない市場のため、国内外の一部の犯罪者が暴利を目的として有名な商品を特別に偽造し、良品とすり替え、特定の偽造品・粗悪品市場を形成し、社会社会を著しく混乱させています。市場の経済秩序 偽物や粗悪な食品のほとんどは、有名なワイン、健康製品、有名な特産品です。デジタル偽造防止、レーザー偽造防止、その他の偽造防止技術などの他の偽造防止技術と比較して、RFID には、各タグが世界的に一意の ID 番号を持ち、変更や偽造ができないという利点があります。機械的磨耗がなく、耐磁性の RFID リーダーは、自身のセキュリティを確保するために、エンドユーザーに直接公開されていない物理インターフェイスを備えています。リーダーとタグの間には相互認証プロセスがあります。RFID は高温に耐え、長寿命で大容量の記憶容量を使用できます。タグはさまざまな製品に簡単に組み込まれるため、偽造者の困難とコストが大幅に増加する可能性があります。
米国カリフォルニア州のシー スモーク セラーズ ワイナリーは、ワイン樽に RFID タグを取り付け、ワイン情報を追跡して商品の流通を防止しました。

中国科学院オートメーション研究所のRFID研究センターは、アルコール用のRFID偽造防止システムを開発した。このシステムは、特別に設計されたキャップとボトル、通信ネットワーク、RFID リーダー、偽造防止データベース サーバーで構成されています。


2.2 RFID テクノロジーは食品の追跡と追跡に使用されます

EU 一般食品法で定義されているトレーサビリティの概念は、生産、加工、販売のすべての段階で、食品、飼料、食用動物、または食品や飼料に添加されると予想される物質を追跡および追跡する能力です。食品安全トレーサビリティ システムは、最新の情報ラベル技術を使用して、食品サプライ チェーンの全プロセスの各ノードを効果的にマークします。食品チェーン、原材料、加工、包装、保管、輸送、販売、およびサプライチェーン内のその他のリンクが品質管理を実行し、追跡と追跡、情報の流れ、物理的な物流が体系的に組み合わされています。健康被害が発見されると、生産および販売プロセスのすべての段階で記録する必要がある情報に従って、流れの方向が追跡され、
食品の追跡と追跡は、食品業界における RFID テクノロジーの主な用途です。RFID システムを適用すると、食品サプライ チェーンにおける高品質のデータ交換が保証され、「ソース」食品追跡ソリューションを徹底的に実装し、食品サプライ チェーンに完全な透明性が提供されます。RFID システムは、食品と食物連鎖における供給源とのつながりを提供し、特定の動植物や農場を追跡するために食品供給源を明確にし、それによって「農地から食卓まで」の品質監視とトレーサビリティを実現します。
近年、イギリスの「狂牛病事件」、ベルギーの「ダイオキシン事件」、「O157事件」など、世界中で家畜や家禽とその製品において人の健康を脅かす食品安全事件が多発しています。日本における「大流行病事件」、「口蹄疫事件」のほか、2003年の「SARS事件」、2004年に多くの国や地域に被害をもたらした「鳥インフルエンザ事件」。大規模な肉および肉製品の安全性に関する事故は、多大な損失と重大な結果をもたらしました。
米国政府は、食用牛には電子タグを付けることを義務付けています。RFID技術を使用して家畜や家禽を追跡し、食品サプライチェーンにおける肉食品とその動物源との関係を取得し、肉食品の出所を追跡して人々に確実な食品を提供するという目的を達成できます。
北京食品安全監督調整弁公室は2006年に、主要な繁殖基地の動物製品に耳標と足標を使用し、屠殺、生産、流通にRFID技術を使用して畜産物の繁殖、入手、屠殺、分別、管理を行うことを提案した。輸送 3. 販売情報は、簡単に追跡できるようにトレース ファイルを形成するために記録されます。
上海市はRFID技術に基づいた豚肉監視システムを確立し、豚の耳に電子無線周波数耳札を付けて、豚の飼料、医療記録、給餌、集団移動、隔離などの情報を記録した。主要都市の交差点や屠殺場に入る前に「ポイントツーポイント」監視にRFIDカードを使用し、豚が指定された屠殺場に入るようにします。卸売市場では、取引される豚肉の産地や取引時期、食用農産物の安全性検査結果などを電子タグで記録している。
2.3 RFID技術は食品の品質監視に使用されています
食品の加工や保存においては、温度、湿度、時間などの要因が食品の品質に大きな影響を与えます。これらの要因を記録し、分析することが非常に重要です。RFID技術とセンサー技術を組み合わせることで、周囲の物品や環境の温度、湿度、光などの状態情報を感知し、無線通信技術を利用してこれらの状態情報とその変化を便利に送信できます。
Fresh Alert には、RFID タグに温度センサーとタイマーが組み込まれており、食品が腐って食べられなくなったときに信号を送ります。
北米最大の食品サービスのマーケティングおよび流通組織である SYSCO は、極低温保管および輸送システム用の無線周波数およびセンサー システムのテストを完了し、RFID テクノロジーが食品輸送中の温度と環境条件を監視できることを示しました。
日本NTT株式会社は、RFID技術を活用し、輸送中の温度変化をモニタリングして日本酒の品質変化を把握し、ワインの品質を鮮度に保つ実験を実施した。
2.4 食品物流管理にRFID技術が活用される
食品の輸送・流通における誤送・紛失を防止したり、物流コストの削減や輸送効率の向上を図るためには、物流プロセス全体を監視・管理する必要があります。食品物流管理システムにRFID技術を適用することで、長距離識別機能や複数タグの同時処理機能を最大限に発揮し、食品の仕分け能力や処理速度、精度が大幅に向上し、誤配送や紛失のリスクが軽減されます。巨額の損失。また、重要物や危険物を追跡したり、多数の物品の中から特定の物品を探したりする場合にも、RFID技術を応用することで作業効率が大幅に向上します。
Canadian Atlas Refrigerated Storage Group は、低温環境での食品物流コールド チェーンに RFID システムを広く使用しています。これにより、労働者の労働集約性が軽減されるだけでなく、効率が大幅に向上し、食品冷蔵倉庫とコールド チェーン管理の統合が促進されます。
オーストラリアのモライティス社は、水耕栽培トマトの輸送と販売を管理するために、バーコードを RFID システムに置き換えました。このシステムは、梱包時間、場所、梱包日、品質、カテゴリ、サイズなどの正確なデータを企業に提供できます。
過去5年間で、上海五峰上場企業はRFID屠畜と生産監視・管理システムを導入し、関連データを豚にマークしてロードし、屠畜と畜産の全プロセスのデータ収集と情報管理を実現した。生産管理者が製品の生産と品質の状況をタイムリーに把握して理解できるようにします。
2.5 RFID技術の他の側面への応用
さらに、RFID テクノロジーを処理オブジェクトと処理ステーションの制御に使用して、製品の正確な配合を正確に制御し、製品の品質を向上させることができます。RFID テクノロジーは、製品の故障の原因を迅速に特定し、製品の品質をタイムリーに改善することもできます。RFID技術は、飼料業界でも使用でき、動物の識別、疫病の記録と制御などに使用できます。主に、首輪電子タグ、ボタン型電子耳タグ、耳注射電子タグ、ルーメン電子タグが含まれます。食道を通って。情報。

3 RFID技術の展望

RFID技術は国内外で急速に発展しています。これは、食品分野の複数のリンクに適用でき、食品の安全性を確保し、食品由来の病気の発生を効果的に制御し、中国の食品輸出入法規制の一部の制限を排除することができます。製品業界が技術保証を提供します。RFID は、巨大な市場の可能性を秘めた急成長中のテクノロジーです。中国の無線周波数識別技術と応用はまだ開発の初期段階にあるが、技術が向上し、コストと価格が低下するにつれて、その発展の可能性は大きく、将来性も非常に魅力的である。

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