农产品溯源系统的设计及其实现.doc

农产品溯源系统设计和实现
摘要：因为农产品在种植、管理、采摘、贮运和销售等各步骤均存在多种潜在风险，食品质量和安全性受到各方面原因威胁。所以本文意在建立一个农产品溯源管控机制，提出了一个完整农产品溯源系统处理方案，消费者可依据标签上二维码信息对农产品进行信息追溯，同时政府部门也能够做好农产品监管工作，从而确保农产品在整个供给链中全部能实现溯源跟踪和质量管控。
关键字：农产品溯源，监管，二维码

The design & implement of the Agricultural Traceability system
Abstract: Since crop planting, management, 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 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 supply chain can be control.
Key words: Agricultural Traceability; Regulatory; Two-dimensional code

1.引言
近几年，国际和中国发生了很多食品安全问题，如中国苏丹红、三聚氰胺事件，和国际上新西兰恒天然企业奶粉问题，这些问题使大家对所购置农产品如蔬菜等心存疑虑。现在在发达国家，已经形成较为成熟质量安全追溯机制，如澳大利亚国家牲畜标识计划，能够快速查找肉牛从出生到屠宰各个步骤，和日本肉牛可溯源机制等[1]。
中国农产品溯源体系还正处于起步阶段，目前很多溯源系统在实际应用中存在不少问题，如溯源过程中通常以企业为责任主体，而没有正确到企业中具体种植、加工、运输等步骤，溯源精度有待提升[2]。
农产品从生产到消费整个过程包含种植、管理、采摘、加工、包装、运输、仓储、货架展示和消费等步骤，每个步骤全部有可能带来不安全原因，关键包含：种植过程中使用有残留农药；加工、包装步骤操作不规范、技术水平不达标等带来污染；运输、仓储过程中可能和其它货物混装、混放带来污染等。所以，急需一个农产品溯源方案，对农产品供给链进行全程监测，保障农产品质量安全。
二维码溯源是针对现在溯源系统存在问题，设计一个新溯源模式。在绿色食品生产源为食品分配二维码条码，绿色食品生产商、销售商等和质量认证机构分别为每种食品录入具体源信息、认证情况等，并将二维码制成标签贴在产品包装上；消费者购置产品时，只需手机扫码，即可随时随地查询产品源信息和质量认证等相关信息，并可立即举报虚假、错误信息。二维码还含有开发成本低、码图获取方便优势，消费者操作仅需少许流量费，就能够充足了解农产品从种植到出售过程，买放心，吃舒心。
2 农产品溯源平台处理方案
2.1农产品溯源平台设计
2.1.1溯源平台设计思绪
农产品溯源处理方案关键依靠各个步骤中智能信息节点，使用电子标签技术、GPS定位技术、互联网技术、无线传感技术和数据库技术，采取智能交易器，将各个节点有机结合在一起，经过无线传感网络、3G网络、有线宽带网络和中央数据库相连接，对生产、加工、运输、仓储、包装、检测和卫生等各个步骤数据进行搜集[3]，利用二维码编码技术，生成二维码，经过手机扫描完成农产品信息追溯。
农产品溯源平台为企业用户提供统一接入服务，在新添加企业用户时，向数据库存放企业身份标识信息。同时平台还为消费者提供统一查询验证通道。依据需求，构建系统架构图：
图2.1.1系统架构图
2.1.2角色设计
农产品溯源平台共有四个管理角色，分别是前端、后端、监管和运行，具体信息以下：
前端：关键是消费者，即购置农产品人。
后端：关键是溯源企业，后端是溯源信息提供者，包含大型企业、地方龙头企业、中小生产者等关键溯源信息提供者和相关辅助信息提供者，如物流、仓储、分销商等。
监管：关键是第三方监管机构，比如各级地方政府等。
运行：关键是指平台管理员，负责整个平台运行和维护，包含溯源案例、步骤、信息单元定义、用户和用户管理等。
2.1.2业务步骤
农产品溯源平台为企业用户提供数据采集、绿色履历管理、溯源数据存放、系统管理、基础数据管理等功效。同时，为企业用户提供本企业专用查询验证门户，为消费者提供自有农产品查询验证服务。总体业务步骤图2.1.2所表示：
图2.1.2总体业务步骤图
2.2关键技术
农产品溯源系统平台开发是建立在以JAVA和mysql数据库为基础上开发三层构架B/S模式，JAVA语言灵活使用是平台搭建基础技能。采取JDBC +SPRING框架实现系统数据业务逻辑层和数据访问层，数据表维护在业务层和数据层交互时按需创建，用户不需要再对表进行任何维护。
对于数据库，要求应含有较强处理能力，而且能够方便进行维护，含有很好安全性，符合标准、开放。数据库系统应支持多进程、多线索，支持Client/Server和SMP处理模式，能够支持多个并发用户，而且要求数据库含有良好查询和运行性能。为了提升查询速度，采取分散存放策略保留数据。
本平台采取简单、复杂模式设计。所谓简单模式，就是终端用户扫描身份码后链接到特定网址进行查询。所谓复杂模式，是指扫描身份识别码后，系统能依据默认第一个信息单元中指定内容，将溯源信息推送给用户。
3农产品溯源平台实现
3.1开发环境和工具
农产品溯源系统平台开发是建立在以java和mysql数据库为基础上开发三层构架B/S模式，java灵活使用是平台搭建基础技能。采取JDBC+SPRING框架实现系统数据业务逻辑层和数据访问层，数据表维护在业务层和数据层交互时按需创建，用户不需要再对表进行任何维护。
3.2平台具体实现
用户经过计算机在IE浏览器地址输入栏输入系统平台地址进行访问。输入系统管理员账号、密码和验证码后，进入溯源管理系统运行平台，系统管理员登录成功后，即进入系统运行平台，图3.2.1所表示。主界面上包含了代码管理、元素管理、信息单元管理、模板管理、应用管理、用户管理、企业管理、企业管理、监管部门管理、菜单角色管理、菜单管理、手机软件管理和行政区划分管理等模块。

图3.2.1 运行平台界面
管理员依据农产品类别，分析归纳该农产品种植、管理、采摘、加工及运输等过程，先创建代码，再由代码组建元素，以后再组建信息单元、模板，最终组建成应用。在创建好应用后，给指定企业用户分配此应用权限。企业用户登录后，进入企业自助平台，在此平台上能够看到企业下用户账号，也能够对下属用户做权限管理。
依据通常农产品流通步骤，溯源信息采集，通常由种植户、检验员、加工包装操作员和分销责任人来完成，依据业务步骤，溯源采集信息采集步骤图3.2.4所表示：

图3.2.4 溯源信息采集步骤图
黄色部分是要进行信息采集地方。具体说明以下：
(a)创建生产计划
种植户依据农业企业生产任务建立生产计划。
(b)统计种植信息
种植户根据生产计划要求实施种植，并统计施肥、病虫防治信息。
(c)采摘
种植户统计每次采摘信息。
(d)送货
种植户将采摘来农产品送给农业企业，送之前要选择采摘统计，并生成送货单。
(e)检验入库
检验员根据农企要求检验种植户送来农产品，并将农产品按等级分拣，分别统计检验入库单，并送交仓库。
(f)包装
加工包装操作员，根据农企要求生成农产品身份识别码和包装识别码，并将农产品包装打包，做好包装统计。
(g)发货确定
加工包装操作员，确定送货要求，并将包装后货物送给物流责任人，统计到发货单。
(h)收货确定
分销商收到货物，确定货物是否完整，地址是否正确，统计确定收货。
创建溯源实例并在采集信息完成以后，就能够生成二维码。二维码作为该产品唯一标识，统计着农产品从选种、种植、施肥喷药、运输等信息，供消费者经过溯源查询用户端扫码查询。
监管部门关键是指第三方监管机构，比如各级地方政府。监管部门只要职责是对企业进行监管，还包含具体农产品实例步骤监管，比如种植、运输信息等。当有消费者投诉时，由监管部门来处理投诉信息，而且处理结果反馈到消费者用户端上。
为能使溯源信息采集、查询愈加便捷，根据现在主流操作系统开发了分别基于android和ios系统app。一个是用于采集信息采集用户端，一个是供消费者扫码查询溯源信息而且能够投诉查询用户端。
经过在android（2.2及以上版本）和ios操作系统3G手机上安装用户端软件。信息录入用户能够使用采集用户端方便快捷录入信息，包含图片、音频、视频文件上传等，并提交到系统平台上。而消费者经过使用查询用户端，扫码二维码或手工录入条码后能够经过网络查询到农产品溯源信息，和各个步骤具体信息。同时消费者还能够经过用户端信息反馈菜单向监管部门投诉，监管部门在处理后会立即将处理结果反馈给消费者，大大节省了时间成本，保障溯源系统正常运行。采集和查询手机用户端界面分别图3.2.5所表示：

图3.2.5 用户端界面
4结束语
本研究以农产品为溯源对象，对其进行质量监管。溯源系统使用B/S和C/S混合架构，结合农产品种植、采摘、运输和销售等特点，采取了二维码技术，开发了这个农产品溯源管理系统，建立了多角色质量安全控制和追溯体系。这种处理方案使企业用户实现了依据各自权限对属地农产品溯源信息采集录入，而且全部企业全部受监管部门管理。经过网络、智能终端等多个形式向消费者提供服务，切实有效实现了对农产品溯源和跟踪，满足了老百姓最基础知情权。同时农产品溯源系统也为水产、畜牧等其它类别农产品溯源追踪提供了借鉴和参考。

参考文件
[1]陈海明 等.物联网体系结构和实现方法比较研究[J].计算机学报,(1):65-78.
[2]王祖乐 等.农产品质量溯源系统研究[J].成全部信息工程学院学报,(2):77-80.
[3] 王静. 西部绿色农产品物联网结构模式和系统优化——以经典山区农业市商洛为例[J]. 社会科学家,,9(4):14-17．