建立茶叶质量安全追溯体系

溯源码编码是茶叶溯源系统运行的基础。为了对茶叶生产过程进行追溯，首先要对生产过程中的诸多要素进行编码标识，如生产基地、种苗、肥料等，对茶叶生产全程各个环节尤其是追溯关键环节进行有效标识，茶叶质量安全追踪和溯源才真正有效。编码就是赋予茶叶生产环节上各个要素的身份信息，并且这种身份信息必须是唯一而排它的。

国外多采用EAN·UCC系统（欧盟制定的一套编码系统）对农产品进行追溯编码。欧盟已在牛肉、蔬菜等开展食品跟踪研究。参考国际物品编码协会的做法，中国物品编码中心结合中国的实际情况出版了《水果、蔬菜跟踪与追溯指南》《牛肉产品跟踪与追溯指南》和《EAN·UCC系统在食品安全追溯中应用案例集》，之后又制定NY/T 1430—2007《农产品产地编码规则》。茶叶溯源编码主要考虑产地、等级、种类、包装、生产日期等作为特征编码。编码可以是条形码（一维码）、二维码、电子标签（即RFID）等以现代信息技术应用为基础的编码技术。

数据载体主要包括条形码、二维码、电子标签。

1.条形码

条形码（一维码）是将宽度不等的线条与空白按照一定的编码规则组合起来的符号，用以代表一定的字母、数字等资料。一维条码是迄今为止最经济、实用的一种自动识别技术。条形码的外观特点是由纵向黑条和白条组成，黑白相间且条纹的粗细不同，通常条纹下还会有阿拉伯数字或英文字母。一般现在较流行的条形码有39码、128码、EAN码（国际物品编码协会制定的一种商品用条码）、UPC码（美国均匀码理事会制定的一种商品条码）等。条形码标签易于制作，对设备和材料没有特殊要求，识别设备操作容易且设备也相对便宜，成本非常低。

通用的商品条形码一般由前缀码、制造厂商代码、商品代码和校验码组成。商品条形码中的前缀码是用来标识国家或地区的代码，赋码权在国际物品编码协会。比如，00-09代表美国、加拿大；45、49代表日本；69代表中国大陆，471代表中国台湾，489代表中国香港。制造厂商代码的赋码权在各个国家或地区的物品编码组织，中国由国家物品编码中心赋予制造厂商代码。商品代码是用来标识商品的代码，赋码权由产品生产企业行使。图9-1为条形码样例。

图9-1 条形码样例

条形码具有以下几个方面的优点。

（1）输入速度快 条形码输入的速度是键盘输入的5倍，能实现“即时数据输入”。

（2）可靠性高 键盘输入数据出错率为1/300，利用光学字符识别技术出错率为0.01%，而采用条形码技术误码率低于1/1000000。

（3）灵活实用 条形码既可以作为一种识别手段单独使用，也可和有关茶叶识别设备组成一个系统实现自动化识别，还可以和其他控制设备连接起来实现自动化管理。

（4）成本低 条形码标签易制作，对茶叶生产设备和材料没有特殊要求，识别设备操作容易，不需要特殊培训。在茶叶零售业领域，因为条码是印刷在商品包装上的，所以其成本几乎为零。

2.二维码

二维码是在条形码基础上发展起来的编码技术，在水平和垂直方向的二维空间存储信息的编码，称为二维码（2-dimensional bar code），能够在横向和纵向两个方向同时表达信息，因此能在很小的面积内表达大量的信息。二维码是用按一定规律在二维方向上分布的黑白（点空）相间的图形来记录数据的符号，然后通过光电扫描设备识读以自动识别商品的信息。在代码编制上利用黑、白像素来表示计算机逻辑中的“0”“1”从而能够记录信息。二维码与条形码相比，具有读取方便、采集速度快、存储容量大、安全性高等特点，它广泛应用于食品溯源、防伪等领域。

二维码分为两大类，即矩阵式二维码、行排式/堆积式二维码。矩阵式二维码，又称棋盘式二维码，是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。在矩阵相应元素位置上，点（方点、圆点或其他形状）表示二进制“1”，点不出现表示二进制“0”，点的排列组合确定了矩阵式二维码所代表的含义，包括QR Code、Data Matrix、Maxi Code、Code One等。行排式/堆积式二维码的编码原理是建立在条形码基础之上，将多个条形码在纵向堆叠而产生的，按需要堆积成两行或多行。它在编码校验原理、设计等方面继承了条形码的一些特点，条码印刷与识读设备与条形码技术兼容，包括PDF417、CODE49、CODE 16K等。图9-2为常见的矩阵式二维码和行排式/堆积式二维码。

图9-2 二维码样例

二维码除了具有条形码的所有优点之外，还具有以下优势。

（1）信息容量大 二维码可以容纳1000多个字节，单位面积的二维码所能容纳的数据量远大于条形码；

（2）表达形式全面 二维码能够将茶叶相关的生产企业资质、农事记录、检测报告等以数字化的信息进行编码并存储，结合现代信息扫描终端，方便消费者查询茶叶生产加工全过程；

（3）纠错与抗污损能力强 不同二维码可以设定不同的纠错等级，对于等级最高的二维码，只要损坏面积不超过50%，仍能恢复其存储的数据。

3.电子标签

电子标签即无线射频识别技术（radio frequency identification，RFID），又称无线射频识别。电子标签被广泛应用于农产品溯源、门禁、图书管理等，它是基于无线射频传输技术实现数据读写，自动识别目标，识别时无须人工干预，可同时识别多个电子标签，可工作于各种恶劣环境，操作方便快捷。无线射频识别技术工作原理：阅读器发出无线射频指令，会在一定空间内形成交变磁场，电子标签进入到磁场区内时会感应磁场产生电流来驱动电子标签，电子标签内存储的数据发送到阅读器中，读写器可自动以非接触方式读写电子标签中记录的包括在生产、加工和销售等环节的相关信息，实现对农产品标识信息的准确、快速、高效的采集。图9-3为无线射频识别系统组成。

图9-3 无线射频识别系统组成

无线射频识别系统由电子标签、读卡器和天线组成，电子标签内部存在唯一的编码，它是由微型天线、耦合原件以及芯片共同构成。电子标签是用来对目标对象进行标识，附着在物体表面，且可保存有约定格式的数据信息。电子标签可以实现对茶叶供应链的每个生产环节进行有效标识，从而实现对茶叶的种植、加工、包装、贮藏、运输以及销售等环节的信息进行实时记录。电子标签分为无源和有源两种：有源电子标签内部配置电池供电，其工作过程就是标签收到读写器发送的读写指令后再向读写器发送标识信息的过程；无源标签的工作过程就是读写器向电子标签传递能量，电子标签向读写器发送标识信息的过程。无源标签没有内部电源，因其体积小，价格低廉，占据了当今市场的主要份额。图9-4为电子标签。

图9-4 电子标签

电子标签读卡器由天线、读写模块和射频模块组成，用来接收电子标签发送的数据或将数据写入电子标签中，读卡器能够无接触地识别和读取电子标签中存储的数据信息。根据应用场合可不同，读卡器分为固定式读卡器和手持式读卡器两种，一般固定式读卡器多安装在溯源使用的生产线等场所，手持式读卡器用于灵活应用场所。图9-5为电子标签读卡器。

电子标签具有以下特点。

图9-5 电子标签读卡器

（1）识别率高、读取方便 电子标签读卡器可以同时读取多张卡，并且可以读取运动中标签上的信息，有效读取距离长，内置电源的电子标签甚至可达上百米。

（2）信息存储容量大条形码的容量是50字节，二维码最大的容量可储存2～3000字节，电子标签存储数据最大的达到数兆字节，其数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。

（3）可重复使用 条形码印刷上去之后就无法更改，电子标签则可以重复地修改、新增、删除电子标签卷标内储存的数据。

（4）应用范围广 电子标签基于无线射频技术传输数据，可以嵌入或附在不同类型的产品上，可直接读写密封包装的茶叶商品信息，即使在粉尘、油渍等环境中也不会受到干扰。

条形码尺寸较大，信息存储量小，只能存储茶叶的基本信息（英文和数字），如名称、产地等，不能提供商品更详细的信息，缺乏容错能力，只能采用人工的方法进行近距离的读取，无法实时快速获取大批量的信息，且易因受污染、磨损而失效，故不适宜在复杂的茶叶供应链安全管理过程中使用。

在条形码基础上发展的二维码，不但具备识别功能，而且可显示更详细的农产品内容。虽然二维码数据储量大，但二维码识别对所处环境要求较高，易受粉尘、日光等自然环境影响，需要人工近距离识别操作，无法实时快速获取大批量茶叶的生产信息。

无线射频识别系统中的电子标签、电子标签读卡器和及天线，价格成本都很高。与普通的二维码进行对比，电子标签的价格是二维码价格的几十倍，加上管理软件的升级和维护的费用，增加茶叶物流企业营运成本。无线射频识别射频频率与协议标准不统一，不同茶叶物流单元的物流追溯信息协调难度大。虽然无线射频识别技术还存在成本、技术、信息安全和标准化等问题，但随着农业信息化的发展，电子标签的成本会不同程度地下降，技术应用的适应度也会不断改善，无线射频识别技术在茶叶质量安全追溯的应用已是指日可待。数据载体特征对比见表9-2。(www.xing528.com)

表9-2 数据载体特征对比

茶叶质量安全追溯体系的建设及实施必须要有完善的制度体系作保障。从茶叶生产企业来说，必须建立和完善茶叶质量管理、茶园生产管理、茶叶加工管理、记录管理、卫生清洁、培训、茶叶召回等制度体系。茶叶可追溯制度体系也可以是部门规章制度以及法律法规等。

茶叶生产企业要严格按照相关法律、法规、标准和生产许可条件等组织生产，保证生产条件持续符合规定。

1.严把原料质量安全关

自建茶叶原料基地的生产企业，应当严把原料采购关，认真落实原料进货查验记录制度，对茶叶种植过程农业投入品的使用按要求严格控制，严禁使用国家明令禁止的农药。外购茶叶原料的茶叶生产企业，应当建立供应商档案，并定期审核评估，以重金属、农残为重点，严把茶叶质量安全关。

2.不使用食品添加剂

茶叶生产企业要执行GB 2760—2014《食品安全国家标准 食品添加剂使用标准》的规定，生产茶叶不允许使用任何食品添加剂。

3.生产过程严格把控

新修订的《茶叶生产许可审查细则》，对原辅料、生产过程、产品出厂等茶叶生产全环节质量安全控制，提出更加严格的要求。企业在生产许可证有效期届满换证时，必须遵照执行。

4.强化出厂检验

要按照GB 2762—2017《食品安全国家标准 食品中污染物限量》等规定检验污染物；按照GB 2763—2019《食品安全国家标准 食品中农药最大残留限量》等相关法律法规及标准规范检验农药残留，茶叶检验合格后方可出厂。茶叶生产企业要按照食品安全国家标准和企业标准，进行茶叶出厂检验，检验不合格的，一律不得出厂销售。茶叶企业不具备自检能力的，要委托有法定资质的食品检验机构进行检验。一旦发现产品中重金属、农药残留等超标，要立即停产、彻查原因、召回茶叶，并向所在地食品药品监管部门报告。

5.规范标签标识

茶叶生产企业要按照《食品安全法》、GB 7718—2011《食品安全国家标准 预包装食品标签通则》、《食品标识管理规定》、企业标准和相关茶叶标准等规定，严格规范标签标识。要严格做到“五个不准”：不准虚假标注产品执行标准、质量等级；不准生产无标识、标识不全或标识信息不真实的茶叶；不准虚假标注生产日期；不准虚假标注茶叶原料种植地区或类似表述；不准虚假标注手工制作、野生、贮存年份或类似表述。

6.建立茶叶质量安全追溯体系

茶叶生产企业要按照GB/T 33915—2017《农产品追溯要求 茶叶》《食品药品监管总局关于推动食品药品生产经营者完善追溯体系的意见》（食药监科〔2016〕122号）和《关于发布食品生产经营企业建立食品安全追溯体系若干规定的公告》（食品药品监管总局公告2017年第39号）要求，建立茶叶质量安全追溯体系，确保实现全程追溯。

茶叶质量安全记录（信息）体系建立主要是指参与的组织/人员信息，原料，产品信息、环节/过程信息等，包括农药、化肥等采购、出入库记录、茶园农事操作记录、毛茶采收记录、茶叶加工记录、茶叶包装、运输、销售记录等。追溯体系的实质是信息管理体系，因此信息收集、记录体系成为茶叶质量安全追溯体系的重要内容，在茶叶质量安全出现问题的时候，记录（信息）体系是查找问题和解决问题的基础。

茶园基地茶农、茶厂技术人员、保管员等在茶叶种植、采摘、加工、仓储、包装、销售等环节中，人工或手持RFID等工具，将相关生产管理的信息录入系统。表9-3为茶叶生产、加工、营销环节的信息采集内容。

表9-3 茶叶生产、加工、营销环节的信息采集内容

1.农业物联网概念

物联网是在互联网基础之上发展而来，它一般是指物与物之间的联网。物联网的核心是物与物以及人与物之间的信息交互。物联网采用了无线射频识别、各类传感器、5 S技术（即遥感技术、全球定位系统、地理信息系统、专家系统、决策支持系统）等各类传感设备将物体与互联网连接起来，并将采集数据处理分析，实现物与物、人与物的高度融合，以达到精准管理、实时控制的目的。

农业物联网是指通过农业信息感知设备，按照约定协议，把农业系统中动植物生命体、环境要素、生产工具等物理部件和各种虚拟“物件”与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现对农业对象和过程智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。依据信息学的基本研究内容，即信息的获取、处理、传递和利用，农业物联网关键技术可划分4个层次，即感知层、传输层，处理层、应用层，重点解决农业个体识别、情景感知、异构设备组网、多源异构数据处理、知识发现、决策支持等问题。农业物联网将扭转当前农业生产以人为主，以机器、科技为辅的局面，开创以机器、科技为主，以人为辅的生产模式，解放农业设备生产力，从而实现农业生产全过程监控和科学管理，全面降低农产品生产经营成本。图9-6为农业物联网体系结构。

图9-6 农业物联网体系结构

茶叶溯源节点信息主要包括茶叶采收、生产和销售，各个节点信息多，采用传统人工采集方式，信息工作量大、成本高、实时性差。消费者往往只能参与茶叶销售和服务这些下游环节，对准备、生产和加工等上游环节缺乏对应的信息。物联网技术与茶叶的结合，有效地实现茶叶上游生产信息的公开和可追溯。物联网技术已在农业信息化中初步应用，通过物联网的实时传感采集和历史数据存储，能够高效地提供茶叶精准丰富的信息，使消费者、厂家、监管部门全面了解茶叶产品信息。通过物联网项目的实施，使茶叶企业从传统的生产、加工、销售及售后服务的模式转变为为消费者提供高效、快捷、精准的优质服务，同时，茶企在生产、管理上降低了成本，提高了经济效益。

2.物联网技术在茶叶质量安全溯源系统的应用

物联网技术重点集中在茶园测土配方施肥专家系统、茶树生境逆境感知与预警系统、重要病虫害预测预警系统、肥水一体化微滴灌控制系统、茶叶质量安全快速检测与可追溯系统等，实现茶园生产管理精准化和为茶园水、肥、旱、寒、冻、病虫害防治等提供预警及应对措施。通过传感器与视频对茶树生长环境进行实时监控，统计所有茶园的环境和田间操作的记录，企业可对种植工作提前预告提供依据。通过系统数据和历史统计对茶园种植如病虫害、采摘、施肥等工作进行提前预告以图形导航形式展现，企业可对种植各项工作进行统一管理，也可对种植各项工作进行回查，便于企业管理。

茶叶企业各环节的物联网信息化建设，主要包括网络中心、管理中心、传感系统、追溯系统、数据中心。

（1）网络中心 主要包括种植基地和销售门店内部局域网和互联网接入。在机房部署应用服务器、数据库服务器和视频综合平台服务器，使用网线接入企业内部局域网中。

（2）管理中心主要用于企业指挥调度，通过LED拼接屏等实时显示茶叶企业各类监控信息和数据。企业管理者可以直观了解到种植基地、加工厂、销售门店的生产情况，也可通过图表的形式实时了解到企业的生产和经营报表和数据，为企业的科学管理和决策提供信息化的支撑。

（3）传感系统 在茶叶种植基地安装传感系统，传感器可分别采集风速、风向、空气温度、空气湿度、大气压强、光照强度、光合有效辐射、日照时数、蒸发量、降雨量、土壤温度、土壤湿度等，把采集的信息通过有线发送到数据中心。

（4）追溯系统 通过传感器或者手工录入的方式采集种植、加工、销售等各个环节的重要数据。在茶叶的种植环节可以采集地块信息以及其他重要的农事生产记录等信息；在物流环节可以采集物流车辆的编号、物流时间以及通过全球定位系统（GPS）采集物流路线等信息；在销售环节可以采集茶叶销售场所、进入销售场所的时间等信息。

（5）数据中心 企业应用平台数据分为应用数据和视频数据两部分，应用数据保存系统配置信息、参数信息、基础台账、生产数据、历史数据、传感器和用户账号等信息，保存在数据库服务器上。视频数据主要是各个摄像头采集的图像信息，用于历史视频的回放，保存在视频监控服务器上。

消费者购买茶叶后不仅可以通过网站、手机短信、语音电话，也可以通过扫描产品包装上的二维码进行查询。查询内容包括茶叶的名称、产地、农事记录、采摘时间、新茶等级、加工时间、包装时间、出入库时间等溯源信息，同时配以图片和视频显示，使消费者对茶叶生产与加工有直观的认识。

茶叶产品质量安全追溯体系的关键是追溯链的连续性和完整性。连续性是保证从茶叶种植至最终产品全过程质量安全信息能顺利被跟踪，以及从最终产品至茶叶种植的质量信息能被完整地追溯。茶叶编码体系的建设与完善直接关系到追溯链的连续性，而记录体系则影响茶叶追溯链的完整性。与茶叶追溯链的完整性相比，茶叶追溯链的连续性更为重要，一旦茶叶追溯链不连续，则无法完成其过程追溯，但追溯信息不完整，只是无法获取完整的茶叶质量安全信息。