農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：由于農(nóng)產(chǎn)品在種植、管理、采摘、貯運(yùn)和銷售等各環(huán)節(jié)均存在各種潛在的風(fēng)險(xiǎn)，食品的的質(zhì)量和安全性受到各方面因素的威脅。因此本文旨在建立一個(gè)農(nóng)產(chǎn)品溯源管控機(jī)制，提出了一個(gè)完整的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的解決方案，消費(fèi)者可根據(jù)標(biāo)簽上的二維碼信息對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行信息追溯，同時(shí)政府部門(mén)也可以做好農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)管工作，從而確保農(nóng)產(chǎn)品在整個(gè)供應(yīng)鏈中都能實(shí)現(xiàn)溯源跟蹤和質(zhì)量管控。關(guān)鍵字：農(nóng)產(chǎn)品溯源，監(jiān)管，二維碼The design & implement of the Agricultural Traceability systemAbstract: Since crop planting, manag

2、ement, harvesting, storage, marketing and other aspects exist in a variety of potential risks, there are various factors threatening the quality and safety of food. Therefore, this paper aims to establish an agricultural product traceability of control mechanisms,and gives a complete system solution

3、 for traceability of agricultural products.Information can be traced back to the farm in accordance with the two-dimensional code label information by consumer.At the same time,government can manage the produce well, ensure that the traceability and quality of agricultural products throughout the su

4、pply chain can be control.Key words: Agricultural Traceability; Regulatory; Two-dimensional code1.引言近幾年，國(guó)際和國(guó)內(nèi)發(fā)生了很多食品安全問(wèn)題，如國(guó)內(nèi)的蘇丹紅、三聚氰胺事件，以及國(guó)際上的新西蘭恒天然公司的奶粉問(wèn)題，這些問(wèn)題使人們對(duì)所購(gòu)買(mǎi)的農(nóng)產(chǎn)品如蔬菜等心存疑慮。目前在發(fā)達(dá)國(guó)家，已經(jīng)形成較為成熟的質(zhì)量安全追溯機(jī)制，如澳大利亞的國(guó)家牲畜標(biāo)識(shí)計(jì)劃，可以迅速查找肉牛從出生到屠宰的各個(gè)環(huán)節(jié)，以及日本的肉?？伤菰礄C(jī)制等1。國(guó)內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品溯源體系還正處于起步階段，當(dāng)前的許多溯源系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在不少的問(wèn)題，如溯

5、源過(guò)程中通常以企業(yè)為責(zé)任主體，而沒(méi)有精確到企業(yè)中具體的種植、加工、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)，溯源的精度有待提高2。農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)到消費(fèi)的整個(gè)過(guò)程涉及種植、管理、采摘、加工、包裝、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、貨架展示和消費(fèi)等環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有可能帶來(lái)不安全因素，主要包括：種植過(guò)程中使用有殘留的農(nóng)藥；加工、包裝環(huán)節(jié)操作不規(guī)范、技術(shù)水平不達(dá)標(biāo)等帶來(lái)的污染；運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中可能與其他貨物混裝、混放帶來(lái)的污染等。因此，急需一個(gè)農(nóng)產(chǎn)品溯源方案，對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)鏈進(jìn)行全程監(jiān)測(cè)，保障農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全。二維碼溯源是針對(duì)現(xiàn)在溯源系統(tǒng)存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)的一種新的溯源模式。在綠色食品生產(chǎn)源為食品分配二維碼條碼，綠色食品生產(chǎn)商、銷售商等與質(zhì)量認(rèn)證機(jī)構(gòu)分別

6、為每種食品錄入詳細(xì)源信息、認(rèn)證狀況等，并將二維碼制成標(biāo)簽貼在產(chǎn)品包裝上；消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)產(chǎn)品時(shí)，只需手機(jī)掃碼，即可隨時(shí)隨地查詢產(chǎn)品源信息與質(zhì)量認(rèn)證等相關(guān)信息，并可及時(shí)舉報(bào)虛假、錯(cuò)誤信息。二維碼還具有開(kāi)發(fā)成本低、碼圖獲取方便的優(yōu)勢(shì)，消費(fèi)者操作僅需少量的流量費(fèi)，就可以充分了解農(nóng)產(chǎn)品從種植到出售的過(guò)程，買(mǎi)的放心，吃的舒心。2 農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺(tái)的解決方案2.1農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺(tái)設(shè)計(jì)2.1.1溯源平臺(tái)設(shè)計(jì)思路農(nóng)產(chǎn)品溯源解決方案主要依靠各個(gè)環(huán)節(jié)中的智能信息節(jié)點(diǎn)，使用電子標(biāo)簽技術(shù)、GPS定位技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無(wú)線傳感技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，采用智能交易器，將各個(gè)節(jié)點(diǎn)有機(jī)的結(jié)合在一起，通過(guò)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)、有線寬帶網(wǎng)絡(luò)與

7、中央數(shù)據(jù)庫(kù)相連接，對(duì)生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、包裝、檢測(cè)和衛(wèi)生等各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集3，利用二維碼編碼技術(shù)，生成二維碼，通過(guò)手機(jī)掃描完成農(nóng)產(chǎn)品信息的追溯。農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺(tái)為企業(yè)用戶提供統(tǒng)一接入服務(wù)，在新添加企業(yè)用戶時(shí)，向數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)企業(yè)的身份標(biāo)識(shí)信息。同時(shí)平臺(tái)還為消費(fèi)者提供統(tǒng)一的查詢驗(yàn)證通道。根據(jù)需求，構(gòu)建系統(tǒng)架構(gòu)如圖：圖2.1.1系統(tǒng)架構(gòu)圖 2.1.2角色設(shè)計(jì)農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺(tái)共有四個(gè)管理角色，分別是前端、后端、監(jiān)管和運(yùn)營(yíng)，具體信息如下：前端：主要是消費(fèi)者，即購(gòu)買(mǎi)農(nóng)產(chǎn)品的人。后端：主要是溯源企業(yè)，后端是溯源信息的提供者，包括大型企業(yè)、地方龍頭企業(yè)、中小生產(chǎn)者等主要溯源信息提供者和相關(guān)輔助信息提供者，

8、如物流、倉(cāng)儲(chǔ)、分銷商等。監(jiān)管：主要是第三方監(jiān)管機(jī)構(gòu)，比如各級(jí)地方政府等。運(yùn)營(yíng)：主要是指平臺(tái)管理員，負(fù)責(zé)整個(gè)平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)和維護(hù)，包括溯源案例、流程、信息單元的定義、客戶和用戶的管理等。 2.1.2業(yè)務(wù)流程農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺(tái)為企業(yè)用戶提供數(shù)據(jù)采集、綠色履歷管理、溯源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、系統(tǒng)管理、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理等功能。同時(shí)，為企業(yè)用戶提供本企業(yè)專用的查詢驗(yàn)證門(mén)戶，為消費(fèi)者提供自有農(nóng)產(chǎn)品的查詢驗(yàn)證服務(wù)?？傮w業(yè)務(wù)流程如下圖所示：2.2關(guān)鍵技術(shù)農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)是建立在以JAVA和mysql數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的三層構(gòu)架的B/S模式，JAVA語(yǔ)言的靈活使用是平臺(tái)搭建的基礎(chǔ)技能。采用JDBC +SPRING框架實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)

9、據(jù)的業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，數(shù)據(jù)表的維護(hù)在業(yè)務(wù)層與數(shù)據(jù)層交互時(shí)按需創(chuàng)建，用戶不需要再對(duì)表進(jìn)行任何維護(hù)。對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)，要求應(yīng)具有較強(qiáng)的處理能力，并且可以方便的進(jìn)行維護(hù)，具有較好的安全性，符合標(biāo)準(zhǔn)、開(kāi)放。數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)應(yīng)支持多進(jìn)程、多線索，支持Client/Server和SMP處理模式，可以支持多個(gè)并發(fā)用戶，并且要求數(shù)據(jù)庫(kù)具有良好的查詢和運(yùn)行性能。為了提高查詢速度，采用分散存儲(chǔ)策略保存數(shù)據(jù)。本平臺(tái)采用簡(jiǎn)單、復(fù)雜模式設(shè)計(jì)。所謂簡(jiǎn)單模式，就是終端用戶掃描身份碼后鏈接到特定網(wǎng)址進(jìn)行查詢。所謂復(fù)雜模式，是指掃描身份識(shí)別碼后，系統(tǒng)能根據(jù)默認(rèn)第一個(gè)信息單元中指定的內(nèi)容，將溯源信息推送給用戶。3農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)3

10、.1開(kāi)發(fā)環(huán)境與工具農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)平臺(tái)開(kāi)發(fā)是建立在以java和mysql數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的三層構(gòu)架的B/S模式，java的靈活使用是平臺(tái)搭建的基礎(chǔ)技能。采用JDBC+SPRING框架實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，數(shù)據(jù)表的維護(hù)在業(yè)務(wù)層與數(shù)據(jù)層交互時(shí)按需創(chuàng)建，用戶不需要再對(duì)表進(jìn)行任何維護(hù)。3.2平臺(tái)的具體實(shí)現(xiàn)用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)在IE瀏覽器地址輸入欄輸入系統(tǒng)平臺(tái)的地址進(jìn)行訪問(wèn)。輸入系統(tǒng)管理員賬號(hào)、密碼和驗(yàn)證碼后，進(jìn)入溯源管理系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)平臺(tái)，系統(tǒng)管理員登錄成功后，即進(jìn)入系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)，如圖3.2.1所示。主界面上包含了代碼管理、元素管理、信息單元管理、模板管理、應(yīng)用管理、用戶管理、公司管理、企業(yè)管理

11、、監(jiān)管部門(mén)管理、菜單角色管理、菜單管理、手機(jī)軟件管理和行政區(qū)劃分管理等模塊。圖3.2.1 運(yùn)營(yíng)平臺(tái)界面管理員根據(jù)的農(nóng)產(chǎn)品類別，分析歸納該農(nóng)產(chǎn)品的種植、管理、采摘、加工及運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程，先創(chuàng)建代碼，再由代碼組建元素，之后再組建信息單元、模板，最后組建成應(yīng)用。在創(chuàng)建好應(yīng)用后，給指定的企業(yè)用戶分配此應(yīng)用的權(quán)限。企業(yè)用戶登錄后，進(jìn)入企業(yè)自助平臺(tái)，在此平臺(tái)上可以看到企業(yè)下的用戶賬號(hào)，也可以對(duì)下屬用戶做權(quán)限管理。根據(jù)一般的農(nóng)產(chǎn)品流通流程，溯源信息的采集，一般由種植戶、檢驗(yàn)員、加工包裝操作員和分銷責(zé)任人來(lái)完成，根據(jù)業(yè)務(wù)流程，溯源采集信息的采集流程如圖3.2.4所示：圖3.2.4 溯源信息采集流程圖黃色部分是要進(jìn)

12、行信息采集的地方。具體說(shuō)明如下：(a)創(chuàng)建生產(chǎn)計(jì)劃種植戶根據(jù)農(nóng)業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)任務(wù)建立生產(chǎn)計(jì)劃。(b)記錄種植信息種植戶按照生產(chǎn)計(jì)劃的要求實(shí)施種植，并記錄施肥、病蟲(chóng)防治信息。(c)采摘種植戶記錄每次采摘的信息。(d)送貨種植戶將采摘來(lái)的農(nóng)產(chǎn)品送給農(nóng)業(yè)企業(yè)，送之前要選擇采摘記錄，并生成送貨單。(e)檢驗(yàn)入庫(kù)檢驗(yàn)員按照農(nóng)企的要求檢驗(yàn)種植戶送來(lái)的農(nóng)產(chǎn)品，并將農(nóng)產(chǎn)品按等級(jí)分揀，分別記錄檢驗(yàn)入庫(kù)單，并送交倉(cāng)庫(kù)。(f)包裝加工包裝操作員，按照農(nóng)企的要求生成農(nóng)產(chǎn)品身份識(shí)別碼和包裝識(shí)別碼，并將農(nóng)產(chǎn)品包裝打包，做好包裝記錄。(g)發(fā)貨確認(rèn)加工包裝操作員，確認(rèn)送貨要求，并將包裝后的貨物送給物流負(fù)責(zé)人，記錄到發(fā)貨單。(

13、h)收貨確認(rèn)分銷商收到貨物，確認(rèn)貨物是否完整，地址是否正確，記錄確認(rèn)收貨。創(chuàng)建溯源實(shí)例并在采集信息完成之后，就可以生成二維碼。二維碼作為該產(chǎn)品的唯一標(biāo)識(shí)，記錄著農(nóng)產(chǎn)品從選種、種植、施肥噴藥、運(yùn)輸?shù)刃畔ⅲ┫M(fèi)者通過(guò)溯源查詢客戶端掃碼查詢。監(jiān)管部門(mén)主要是指第三方監(jiān)管機(jī)構(gòu)，比如各級(jí)地方政府。監(jiān)管部門(mén)的只要職責(zé)是對(duì)企業(yè)進(jìn)行監(jiān)管，還包括具體農(nóng)產(chǎn)品的實(shí)例環(huán)節(jié)監(jiān)管，比如種植、運(yùn)輸信息等。當(dāng)有消費(fèi)者投訴時(shí)，由監(jiān)管部門(mén)來(lái)處理投訴信息，并且處理結(jié)果反饋到消費(fèi)者的客戶端上。為能使溯源信息的采集、查詢更加便捷，按照現(xiàn)在主流的操作系統(tǒng)開(kāi)發(fā)了分別基于android和ios系統(tǒng)的app。一個(gè)是用于采集信息的采集客戶端，一

14、個(gè)是供消費(fèi)者掃碼查詢溯源信息并且可以投訴的查詢客戶端。通過(guò)在android（2.2及以上版本）和ios操作系統(tǒng)的3G手機(jī)上安裝客戶端軟件。信息錄入用戶可以使用采集客戶端方便快捷的錄入信息，包括圖片、音頻、視頻文件的上傳等，并提交到系統(tǒng)平臺(tái)上。而消費(fèi)者通過(guò)使用查詢客戶端，掃碼二維碼或者手工錄入條碼后可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查詢到農(nóng)產(chǎn)品的溯源信息，以及各個(gè)環(huán)節(jié)的詳細(xì)信息。同時(shí)消費(fèi)者還可以通過(guò)客戶端的信息反饋菜單向監(jiān)管部門(mén)投訴，監(jiān)管部門(mén)在處理后會(huì)及時(shí)的將處理結(jié)果反饋給消費(fèi)者，大大節(jié)約了時(shí)間成本，保障溯源系統(tǒng)的正常運(yùn)行。采集和查詢的手機(jī)客戶端界面分別如圖3.2.5所示： 圖3.2.5 客戶端界面4結(jié)束語(yǔ)本研究以農(nóng)產(chǎn)品為溯源對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)管。溯源系統(tǒng)使用B/S和C/S混合架構(gòu)，結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品的種植、采摘、運(yùn)輸和銷售等特點(diǎn)，采用了二維碼技術(shù)，開(kāi)發(fā)了這個(gè)農(nóng)產(chǎn)品溯源管理系統(tǒng)，建立了多角色的質(zhì)量安全控制和追溯體系。這種解決方案使企業(yè)用戶實(shí)現(xiàn)了根據(jù)各自權(quán)限對(duì)屬地農(nóng)產(chǎn)品溯源信息的采集錄入，并且所有的企業(yè)都受監(jiān)管部門(mén)管理。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、智能終端等多種形式向消費(fèi)者提供服務(wù)