佟鑫，叢喜東

(1.北京郵電大學軟件學院，北京100876；2.黑龍江省森林工程與環(huán)境研究所，哈爾濱150040)

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蜂產(chǎn)品質(zhì)量信息管理中原材料管理系統(tǒng)研究與實現(xiàn)

佟鑫1，叢喜東2*

(1.北京郵電大學軟件學院，北京100876；2.黑龍江省森林工程與環(huán)境研究所，哈爾濱150040)

通過蜂產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的構(gòu)建，對蜂產(chǎn)品的收購、生產(chǎn)加工、銷售等環(huán)節(jié)實現(xiàn)全程化、數(shù)據(jù)化管理。從蜂產(chǎn)品源頭生產(chǎn)做起，實現(xiàn)蜂產(chǎn)品“原材料源頭可控制，生產(chǎn)加工過程可追溯，產(chǎn)品質(zhì)量安全可保證”的總體目標。在各個環(huán)節(jié)中，原材料的收購和存儲管理是至關(guān)重要的，關(guān)系到產(chǎn)品的整體質(zhì)量控制。

蜂產(chǎn)品；溯源；信息管理；數(shù)據(jù)交互

1　蜂產(chǎn)品質(zhì)量信息管理溯源系統(tǒng)組成

食品安全問題越來越成為當今社會的熱點問題，它不僅影響到人門的身體健康和生活水平，還嚴重威脅著社會的安定和諧。如何實現(xiàn)產(chǎn)品溯源是保證食品安全追蹤，構(gòu)建溯源管理系統(tǒng)是實現(xiàn)產(chǎn)品誠信、食品安全、管理全程信息化的重要手段。

傳統(tǒng)的蜜蜂養(yǎng)殖和蜂蜜生產(chǎn)過程是相對粗放的，一旦蜂產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)問題之后，難以找到出錯環(huán)節(jié)，也就很難進行責任追究和分配。而運用該系統(tǒng)進行管理之后，可以做到從原材料的采購、存儲，到半成品的加工、質(zhì)檢、打包，再到成品的存儲、運輸?shù)人羞^程進行監(jiān)測和管控，發(fā)現(xiàn)問題之后迅速響應及時解決，使整個蜂蜜生產(chǎn)過程透明化、可視化，徹底打消消費者對于產(chǎn)品安全的顧慮。另一方面，該系統(tǒng)對所有管理人員，包括系統(tǒng)管理員、統(tǒng)計管理員、生產(chǎn)管理員、原材料和成品庫存管理員、收儲管理員等都進行了明確的分工，一旦出現(xiàn)任何問題，都可以找到相關(guān)負責人進行責任劃分，分析和追蹤迅速找到問題根源，并將具有隱患的產(chǎn)品、半成品、原材料等進行準確的區(qū)分和隔離，防止問題繼續(xù)擴大或蔓延。

蜂產(chǎn)品質(zhì)量信息管理溯源系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品原材料收購、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品溯源等部分進行系統(tǒng)構(gòu)建，采用移動設(shè)備、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、WEBGIS等技術(shù)手段，在B/S和C/S相互結(jié)合的應用模式下，全面實現(xiàn)蜂產(chǎn)品原材料收集、廠內(nèi)生產(chǎn)管理、網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品溯源的全程化信息管理，為可靠掌握蜂產(chǎn)品的生產(chǎn)、流通等環(huán)節(jié)，實現(xiàn)有效的監(jiān)督和管理。

蜂產(chǎn)品質(zhì)量信息管理溯源系統(tǒng)由原材料管理子系統(tǒng)、廠內(nèi)生產(chǎn)管理子系統(tǒng)、產(chǎn)品溯源子系統(tǒng)組成，本文將主要介紹原材料管理子系統(tǒng)的原理和實現(xiàn)方法。

圖1　溯源系統(tǒng)總體方案

圖2　信息交換流程圖

2　原材料管理子系統(tǒng)的功能

在蜂產(chǎn)品在進行生產(chǎn)之前，需要進行原材料的采集和收儲過程。蜂蜜生產(chǎn)商通常需要到有合作關(guān)系的蜂場進行原材料的收購工作。因此，根據(jù)溯源平臺的信息需求，蜂產(chǎn)品在原材料階段需要記錄的信息包括很多，如蜂場位置、蜜源植物、蜂蜜種群、批次信息、收購信息等。原材料相關(guān)的信息所包含內(nèi)容較多，又是蜂產(chǎn)品溯源平臺的重要數(shù)據(jù)來源，因此基于xUtils框架和JSON通信在Android終端平臺上開發(fā)了專門用于蜂產(chǎn)品原材料收儲管理的手機應用程序，即原材料管理子系統(tǒng)。

原材料管理子系統(tǒng)是基于Android系統(tǒng)平臺開發(fā)的手機軟件，實時記錄原材料收儲過程中的產(chǎn)地分布、花粉來源、批次相關(guān)信息、收購相關(guān)信息等，包含蜂蜜、花粉、蜂王漿、蜂膠等多種原材料的所有信息，并作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)提供給質(zhì)量信息溯源系統(tǒng)平臺使用。通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠?qū)⑹殖纸K端的原材料相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器并存儲到相應的數(shù)據(jù)庫中，企業(yè)管理員通過Web生產(chǎn)管理子系統(tǒng)對產(chǎn)品在原材料階段的相關(guān)信息進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計、報表生成，代理商和消費者通過溯源管理平臺進行防偽及溯源查詢。

3　原材料管理子系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

根據(jù)蜂產(chǎn)品原材料的收購流程及溯源需求，原材料管理子系統(tǒng)主要包括原材料批次管理、原材料收儲管理、原材料上傳、原材料統(tǒng)計、產(chǎn)地管理、花種管理、智能卡管理等功能模塊，如圖3所示。

圖3　原材料管理子系統(tǒng)的功能組成框圖

4　原材料管理子系統(tǒng)各模塊的功能

原材料管理子系統(tǒng)由相應的功能模塊組成，各個模塊間保持著緊密的關(guān)系，有效的完成了數(shù)據(jù)的處理和應用功能的實現(xiàn)。數(shù)據(jù)更新與登錄模塊首先需要進行數(shù)據(jù)更新。其主要的工作機理是通過安卓開發(fā)中的xUtils框架，連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，對網(wǎng)絡(luò)中的待同步數(shù)據(jù)進行組態(tài)存儲通訊，將獲取的數(shù)據(jù)經(jīng)過JSON分析后存儲于數(shù)據(jù)庫中。需要更新初始化數(shù)據(jù)時，在彈出的文本框內(nèi)輸入服務(wù)器的IP地址，并使用[數(shù)據(jù)更新]按鈕事件,使用安卓開發(fā)中的xUtils框架的HTTP功能模塊從指定服務(wù)器下載初始化信息，傳輸數(shù)據(jù)使用JSON格式。初始化成功后根據(jù)分配的指定用戶名密碼登錄系統(tǒng)，登錄成功后將會進入到功能主窗口，并在系統(tǒng)內(nèi)部記錄相關(guān)信息。

原材料批次管理模塊需要GPS功能， 在添加批次信息時程序會通過調(diào)用GPS模塊自動生成GPS的定位信息并顯示在定位信息文本框中，依次選擇采集點、花種、產(chǎn)地，然后根據(jù)實際情況填寫產(chǎn)地描述、公斤數(shù)、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、氣象評分等信息，此功能支持最多2張照片信息，點擊下方的兩個照相機按鈕即可調(diào)用設(shè)備的照相功能，拍照后將存儲圖像到手機TF卡中，再次點擊相同按鈕拍照將覆蓋原來的圖片。所有信息添加完成后點擊右上角的保存按鈕即可看見提示將卡片接近，此時請將已經(jīng)初始化過的卡片接近手持設(shè)備的背部NFC識別區(qū)，手持設(shè)備識別卡片后會將相關(guān)數(shù)據(jù)寫入卡片的指定位置中，同時自動生成原材料識別碼，規(guī)則為RAW +日期+4位用戶ID+6位流水號+3位產(chǎn)地碼+3位花種代碼，并將數(shù)據(jù)保存到手持端的SQLite數(shù)據(jù)庫中。當看見數(shù)據(jù)保存成功的提示后，此次的操作結(jié)束。

原材料收購管理模塊用于編輯和查看當前手持設(shè)備所有采購的原材料信息。進入此功能窗口后默認以列表形式顯示所有的已采購原材料信息，包括原材料識別碼、采集點、花種編碼、產(chǎn)地編碼、公斤數(shù)以及是否上傳信息，單擊列表上數(shù)據(jù)可以進入到詳細數(shù)據(jù)窗口。只有未上傳到服務(wù)器端的數(shù)據(jù)才能進入信息編輯窗口，修改除定位信息、花種、產(chǎn)地之外的其他相關(guān)數(shù)據(jù)。編輯完成后點擊保存按鈕，按照提示將初始化過的卡片靠近手持設(shè)備的背部NFC識別區(qū)，識別成功后即可保存數(shù)據(jù)，同時將相關(guān)數(shù)據(jù)寫入智能卡中。另外考慮到收購信息數(shù)量過多時，需要增加查詢功能，通過輸入日期、花種編碼、產(chǎn)地編碼中的至少一項查詢條件，即可篩選出符合條件的采購數(shù)據(jù)。另外根據(jù)需要增加了刷新功能，通過數(shù)據(jù)刷新重新加載列表數(shù)據(jù)。

原材料上傳模塊利用HTTP協(xié)議將收購數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器端。進行原材料數(shù)據(jù)上傳操作之前，手持設(shè)備必須提前通過GPRS或WIFI連接至網(wǎng)絡(luò)，然后點擊上傳，此時將使用HTTP協(xié)議上傳數(shù)據(jù)到服務(wù)器端。在界面顯示上傳成功的提示之前，采購員應避免進行其他操作以免上傳失?。划斕崾旧蟼鞒晒?，表示原材料采購數(shù)據(jù)上傳完成。需要注意的是，上傳至服務(wù)器端之后的收購數(shù)據(jù)自動變?yōu)橹蛔x模式而無法修改，因此上傳數(shù)據(jù)之前需要確定收購信息不再需要更改。

原材料統(tǒng)計模塊可以實現(xiàn)已收購的不同類型的原材料的重量統(tǒng)計信息。統(tǒng)計條件以天為單位，統(tǒng)計結(jié)果以兩列多行的表格形式展示。此功能需要使用android擴展控件TableFixHeaders實現(xiàn)，將數(shù)組形式的數(shù)據(jù)以表格形式顯示在窗體上。默認顯示當前月份的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，如果想要顯示其他時間段的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，可以通過查詢功能填入開始時間和結(jié)束時間，從而得到自定義時間段內(nèi)的原材料統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

產(chǎn)地管理模塊中的數(shù)據(jù)來源于服務(wù)器，通過軟件登陸時的數(shù)據(jù)更新功能獲得，以列表形式顯示出目前下載到手持設(shè)備的全部產(chǎn)地的相關(guān)信息。主要顯示字段信息有產(chǎn)地編碼、坐標和名稱，在詳細數(shù)據(jù)窗口中的字段信息還包括管理人姓名、身份證號、聯(lián)系電話、常住地址、銀行賬戶、電子郵箱、文化程度、政治面貌等。

花種管理模塊中的數(shù)據(jù)也來源于服務(wù)器，同樣通過數(shù)據(jù)更新功能獲得，能夠以列表形式顯示目前下載到手持設(shè)備的全部花種的相關(guān)信息。主要顯示字段信息有花種編碼、花種名稱和花種學名，在詳細數(shù)據(jù)窗口中的字段信息還包括了花種蜜源特性的描述。

智能卡管理模塊主要用于智能卡的讀取及初始化。只有當空卡進行初始化之后才能被手持端識別。根據(jù)M1卡的原理，默認卡片的密鑰區(qū)都是通用的密碼即全是0或者全是F，這樣數(shù)據(jù)無法保證安全，卡片內(nèi)數(shù)據(jù)存在被篡改的危險，所以需要在卡片使用之前以自定義的密鑰進行初始化。手持設(shè)備所有讀取卡片數(shù)據(jù)的地方都會使用自定義密鑰，如果卡片未被初始化那么將無法被手持設(shè)備識別。智能卡的初始化和讀取操作都是利用NFC技術(shù)通過手持設(shè)備實現(xiàn)對智能卡進行讀寫操作的。使用過的智能卡通過初始化操作進行信息清除，從而實現(xiàn)卡片多次使用，節(jié)省了生產(chǎn)成本。

5　原材料管理子系統(tǒng)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需求與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

在原材料管理子系統(tǒng)中，需要記錄的數(shù)據(jù)項目有批次信息、收購信息、產(chǎn)地信息、花種信息等。

批次信息包含的數(shù)據(jù)有產(chǎn)地、產(chǎn)地描述、蜂箱數(shù)、繼箱數(shù)、封群強弱、放蜂地點、生產(chǎn)開始時間、生產(chǎn)結(jié)束時間、運輸工具、運輸車牌號、包裝桶皮重、包裝桶新舊、環(huán)境溫度、環(huán)境濕度、pH、PM2.5、空氣負氧含量、植被狀況評分、氣象評分、定位信息、照片信息。

批次信息的編碼格式為：6位日期+3位手持設(shè)備代碼+4位用戶ID+6位流水號。

收購信息包含的數(shù)據(jù)有批次編碼、花種、原材料種類、是否抽樣、抽樣編碼、毛重公斤數(shù)、凈重公斤數(shù)、用藥情況、用糖情況、濃度、色澤、口感、照片信息。

收購信息的編碼格式為：RAW +6位日期+4位用戶ID+6位流水號+3位產(chǎn)地編碼+3位花種編碼。

產(chǎn)地信息包含的數(shù)據(jù)有產(chǎn)地編碼、名稱、產(chǎn)地坐標、管理人姓名、身份證號碼、聯(lián)系電話1、聯(lián)系電話2、配偶姓名、配偶電話、常住地址1、常住地址2、銀行賬戶1、銀行賬戶2、電子郵件地址、文化程度、政治面貌和備注。

產(chǎn)地信息的編碼格式為3位的字符串，可以是3位數(shù)字或3位字母或3位數(shù)字與字母的組合。

花種信息包含的數(shù)據(jù)有花種編碼、花種名稱、花種學名、花種蜜源特性。

花種信息的編碼格式為：HZ+1位流水號。

圖4　收購信息數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)

圖4　收購信息數(shù)據(jù)內(nèi)容

6　設(shè)計實現(xiàn)的原材料管理子系統(tǒng)

經(jīng)過測試，原材料管理子系統(tǒng)成功實現(xiàn)了所有預計的功能模塊。軟件界面設(shè)計清晰易懂，操作簡便，原材料收購員只需將安裝該APP的手持終端靠近原材料儲運桶上的智能卡，不到1s時間即可讀出卡內(nèi)包含的所有原材料信息，因此實現(xiàn)了原材料收購過程的數(shù)字化和智能化。原材料收購員也不再需要專門的手動記錄和各種標記，只需使用自己的手機對原材料儲運桶上的智能卡進行讀寫操作，即可完成收購過程?？紤]到蜂場工人和收購員的受教育程度較低，對智能卡進行讀寫時同樣增加了操作成功和失敗不同提示音的播放，從視覺和聽覺兩方面保證了信息的準確編輯和上傳。

原材料管理子系統(tǒng)設(shè)計完成了預定的技術(shù)目標和功能要求。

圖5、6　原材料系統(tǒng)界面 收購過程界面

圖7/8　智能卡讀取界面原材料桶上的智能卡標簽

7　總結(jié)

本文從蜂產(chǎn)品質(zhì)量信息管理中原材料管理系統(tǒng)的實際應用出發(fā)，系統(tǒng)的介紹和分析了總體系統(tǒng)功能、系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、各個功能模塊具體內(nèi)容、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)需求與結(jié)構(gòu)等，旨在說明和探討在林業(yè)精細化管理中數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)的實現(xiàn)過程和方法。

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2016-05-13;*通訊作者

S896

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2016.04.007