基于 RFID 技术的食品、药品智能包装应用研究

引 言

智能包装技术是未来包装行业发展的必然趋势。智能型包装盒可以通过电子设备进行非接触扫描获得 RFID 标签内的信息，这些信息可被加密、安全读取。通过在 RFID 标签内置包装产品的类别、用途、生产信息、注意事项、配送地址、防伪信息等内容，实现对产品的分类、清点、统计、追踪等。系统使用嵌入RFID 标签包装商品。RFID 标签作为电子化标识物，通过数字化监管系统可以为政府、企业提供商品在流通环节的监管，方便消费者追溯查询相关信息。

1 技术原理

根据订单客户个性化所需，选择纸包装功能性主材料， 保证材料的适印性、生态性、无害性，并易于降解。对包装材料进行评审检测和供应商备案评估选择，控制材料荧光增白剂、重金属、苯及酯类化学品的残留量，防止其溶入食品中对人体健康造成影响。包装材料的选择既要突出美观性、识别性，又需具备通用性、经济性、先进性。在保证防伪包装材料满足科技需求的同时，其价格也能被市场接受，使商品在杜绝假冒的基础上为生产厂家提供信誉和利润。

建立卫生洁净的食品包装制品独立生产环境。在精美彩盒和 E 瓦楞彩箱的工艺路线基础上，引进印前防伪制版、盒形打样、彩色印刷、UV 水性上光、滴水消失丝印、其他先进印后特殊工艺和紫外杀菌封装等工艺，并组合配套使用环保油墨、可降解复合贴窗膜、环保生产用添加剂和粘贴剂等， 替代不可降解的腹膜工艺和有机溶剂型油墨、上光油、PVC 膜、汽油、粘贴剂等，实施绿色包装生产。

以互联网为平台，以防伪和物流两类数据库为核心，以防伪查询系统和防伪物流监控系统、客户短信 / 电话为应用接口，依据定单客户包装防伪、流通和销售管理需求，设计防伪和物流数据模版，以个性化防伪与物流标签为载体，与包装表面固定印刷信息构成智能包装制品。

以 VPN 虚拟网为平台，以大型数据库为核心，应用射频识别技术、视频监控系统、音频提醒系统、智能控制系统、大型数据库技术、数据加密技术和嵌入式操作系统，对食品包装使用的全生命周期（生产、包装、入库、流通、销售） 进行动态监管，特别是对食品包装安全卫生全过程进行智能控制及信息采集、处理与传输，从而确保不符合“QS”准入、过期报废等食品包装得到实时动态监控，不合格包装过期食品可提醒预警或召回，消除食品包装卫生安全隐患。

2 技术路线

2.1 RFID 电子标签制作

RFID 标签由 RFID 芯片和天线两部分构成，本文项目通过采用各项异性导电胶互联技术手段，安全、高效、低成本地将 RFID 芯片与天线联结和封装在一个较为牢固的载体上。RFID 标签制造过程如图 1 所示。

2.2 食品、药品智能包装制品生产工艺

包装材料 ：包含包装制品构成的主辅材料，如纸张、油墨、贴窗薄膜等主材料以及生产用添加剂、粘贴剂等辅料。

IQC ：针对包装材料进行“安全卫生标准指标”实施检测。

UV 水性上光 ：替代腹膜不可降解工艺。

杀菌工艺 ：采用包装打包前逐个通过紫外线杀菌装置处理后封装。

特殊工艺 ：根据订单个性化要求制定，包括浮雕压纹、击凸、滴水消失丝印、烫金、银浆覆盖丝印、糊盒等印后工艺。

绿色环保材料 ：印刷用纸张以无苯和无荧光增白剂为主要判断指标，用环保油墨替代有机溶剂油墨 ；用可降解薄膜替代 PVC 贴膜 ；采用环保添加剂和粘贴剂等辅料。

绿色环保印刷 ：采用环保油墨、无苯印刷，控制印刷过程无污染。

FQC ：针对包装制品进行“安全卫生标准指标”实施检测。

食品、药品智能包装制品生产工艺如图 2 所示。

2.3 数字化监管系统

数字化监管系统由监管数据中心和数据采集终端组成， 其中数据采集终端包括手持识别终端和固定识别终端。监控数据中心存储有应用了嵌入 RFID 标签的数字化监管包装制品的食品、药品信息，同时还为消费者、生产企业和政府监管部门提供了基于 Web 的数据查询服务 ；利用手持识别终端或固定识别终端可以读取并识别数字化监管包装制品内嵌入 RFID 标签中的信息，还可以通过有线或无线数据传输形式与监管数据中心存储的信息进行比对，以完成产品的防伪查验和追溯监管。数字化监管系统网络拓扑图如图 3 所示。

2.4 识别终端设备

识别终端设备由 RFID 读写识别模块、数据通信模块、数据存储和查询模块、设备管理模块构成，如图 4 所示。

                                                                                                                                                                                            图 4 识别终端设备结构图

(1) RFID读写识别模块 ：对包装制品内的 RFID标签进行识别和读写操作，进行数据通信。

(2) 数据通信模块 ：识别终端设备与监管数据中心的数据传输可分为有线和无线两种形式，其中无线数据通信可以选择 GPRS，TD-SCDMA，WCDMA或CDMA2000等无线通信标准。

(3) 数据存储和查询模块 ：识别终端设备的本地化数据存储以及基于本地数据库的数据查询和基于监管数据中心的远程数据查询。

(4) 设备管理模块 ：识别终端设备的参数设置、设备管理、数据库管理等。

识别终端设备包括手持识别终端和固定识别终端。手持识别终端主要应用于企业和政府监管部门的现场查验和管理，通过离线本地数据库或无线网络与监管数据中心联通的形式进行数据查询比对操作 ；固定识别终端主要应用于企业和食品、药品销售点的防伪查验和追溯监管，通过有线网络与监管数据中心联通进行数据查询比对操作。

3 结 语

本文提出的食品、药品智能包装方法具有如下优点 ：

(1) 将 RFID技术嵌入到包装制品的生产过程中，实现对 RFID标签的保护，降低了 RFID标签与包装制品的捆绑成本。

(2) 实现包装制品一线防伪和二线防伪的综合应用， 提高包装产品的防伪性能，同时保证数字化监管的有效实施。在技术上将 RFID标签与包装制品的捆绑工作由传统的包装制品生产与 RFID标签粘贴相互独立，改变为在包装制品的生产中嵌入 RFID标签的绑定工序，使控制方法更环保。

(3) 优选纸基功能性降解包装材料。

(4) 增加检测装置实验性检测包装材料和成品安全卫生指标。

(5) 应用环保油墨和环保型添加剂、UV 水性上光、包装封装紫外线杀菌与特殊印前、印刷、印后防伪工艺组合的全系列绿色食品包装制品生产方式。