【摘要】食品安全關(guān)系到國計民生。對食品的生產(chǎn)和流通，特別是原材料的采購、加工、存儲、物流、銷售等環(huán)節(jié)進行監(jiān)管，為消費者提供完整、誠信、高效的食品信息查詢服務(wù)，建立“從源頭到餐桌”的信息溯源體系，是食品安全的理想手段。本文以蔬菜的種植與流通為為例，論述借助云計算數(shù)據(jù)庫功能，研究物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的食品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)，以便實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)跟蹤與實時監(jiān)管決策。

【關(guān)鍵詞】食品質(zhì)量安全；溯源系統(tǒng)；云計算

Research on Key Technologies of

food quality safety traceability

system based on Cloud Computing◆ZHAO Yong-hui

（Guangsha College of Construction Career Technology，Zhejiang Jinhua 322100）

【Abstract】Food safety is related to people′s livelihood.On food production and circulation，in particular，the procurement of raw materials，processing，storage，logistics，sales and other aspects of regulation，to provide consumers with integrity，integrity，efficient food information query service，establish a source to the table of information traceability system，is an ideal tool for food safety.In this paper，the cultivation and distribution of vegetables as an example，this paper discusses the quality of agricultural products quality traceability system based on cloud computing database，to realize the effective data tracking and real-time monitoring.

【Key words】Imbalance Food quality safety；traceability system；cloud computing0引言

食品質(zhì)量安全問題近年來時常發(fā)生，生產(chǎn)者、消費者和政府對食品安全問題高度關(guān)注。近幾年，云計算開始由概念性的討論走出來，轉(zhuǎn)向更具實際意義的應(yīng)用，為各產(chǎn)業(yè)注入新的機遇，利用云基礎(chǔ)設(shè)施可以獲得大規(guī)模計算能力，提高數(shù)據(jù)處理與管理能力，為計算密集型和數(shù)據(jù)密集型的各類服務(wù)提供高性能處理的技術(shù)。食品是百姓的日常生活必需品，建立基于云平臺的食品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，對食品的運輸、儲藏、加工、銷售等過程實施質(zhì)量安全控制，有利于完善食品監(jiān)管體系，維護國家食品安全及信譽。同時系統(tǒng)的研究可以為智慧城市中智慧食品安全追溯與預警系統(tǒng)探索方向，積累經(jīng)驗。

本文以蔬菜的種植與流通為例，借助云計算數(shù)據(jù)庫功能，建立一個基于云計算的食品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)，實現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)跟蹤與實時監(jiān)管決策。該系統(tǒng)能將多種信息技術(shù)融為一體，對眾多的異構(gòu)信息進行轉(zhuǎn)換、融合和挖掘，并對信息進行基于云平臺的數(shù)據(jù)存儲，通過群集、數(shù)據(jù)遷移、數(shù)據(jù)同步實現(xiàn)統(tǒng)一管理。從而真正實現(xiàn)對食品從種殖到銷售的全生命周期的智能化生產(chǎn)管理。

1系統(tǒng)設(shè)計目標

基于云計算的食品安全檢測信息化平臺所要實現(xiàn)的目標是：（1）建立運行穩(wěn)定、安全的食品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)。（2）建立高質(zhì)量的系統(tǒng)操作體系，規(guī)范業(yè)務(wù)流，降低質(zhì)量風險。（3）提高企業(yè)在信息化管理上的水平，推動企業(yè)往技術(shù)創(chuàng)新方向發(fā)展。（4）采用Hadoop架構(gòu)，極大的降低了硬件配置成，使得存儲、查詢大量信息數(shù)據(jù)方便快捷。（5）實現(xiàn)可以在任何地方進行操作而不用安裝任何專門的軟件，只要可以連入互聯(lián)網(wǎng)，任何PC機、移動終端、手機終端都可以通過登陸該平臺。

2關(guān)鍵技術(shù)研究

2.1食品信息知識組織與標準化

食品本體知識庫設(shè)計：食品知識庫是建立在食品本體的基礎(chǔ)上。本課題采用了資源描述框架（RDF）關(guān)系圖構(gòu)建食品知識本體，并在此基礎(chǔ)上建立食品知識庫。食品本體知識庫框架結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1所示。

圖1食品本體知識庫框架結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

本體庫結(jié)構(gòu)：本體庫是由本體元數(shù)據(jù)信息庫、本體概念庫和本體概念的關(guān)系集合組成。本體元數(shù)據(jù)信息庫（本體名稱，創(chuàng)建者，設(shè)計時間，修改時間，目的，知識來源，本體概念關(guān)聯(lián)），食品本體概念庫（本體名稱，屬性1，屬性2，…，屬性m，元數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，關(guān)系關(guān)聯(lián)，側(cè)面關(guān)聯(lián)，公理關(guān)聯(lián)）概念的關(guān)系通?？梢杂靡粋€三元組來表示。本體概念的關(guān)系動詞（對象1，對象2，約束關(guān)系），這個三元組表示當關(guān)系動詞在對象1與對象2之間的動作發(fā)生時的約束關(guān)系或條件，其中的對象可以是本體名或本體概念名，這個關(guān)系動詞也可以看著是一條知識規(guī)則。

2.2食品信息智能服務(wù)

著重圍繞食品信息智能服務(wù)個性化、本地化的重大需求，利用語義技術(shù)對眾多涉食品信息智能服務(wù)的多源、海量和異構(gòu)涉農(nóng)信息進行語義集成整合，構(gòu)建基于語義數(shù)據(jù)庫的自動推理機制，從而提供本地化和個性化食品信息服務(wù)，實現(xiàn)基于語義技術(shù)的食品信息智能服務(wù)。

2.3食品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)運行機制與發(fā)展模式探索

發(fā)展模式：

（1）政府主導與社會參與的前期建設(shè)及發(fā)展模式；

（2）企業(yè)主導和市場運營的后期建設(shè)及發(fā)展模式。

長效運行機制：

資金投入機制：前期采取政府公益性投入運作機制，中期建立政府補貼與企業(yè)投入相結(jié)合的運營機制，后期逐步建立商業(yè)信息有償消費機制。

利益分配機制：建立農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息收集、加工、傳播、發(fā)布、反饋等環(huán)節(jié)信息服務(wù)參與者的利益共享機制，形成有效的利益分配形式和合理的利益分配比例，建立利益分配過程中。的協(xié)調(diào)及保障機制。

動態(tài)管理機制：在各級部門以及企業(yè)之間建立分級管理考核制度，并完善對平臺資源提供者和后期平臺使用者的內(nèi)容、行為進行監(jiān)管機制。

服務(wù)保障機制：建立網(wǎng)絡(luò)共享環(huán)境下農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息的質(zhì)量保證、信息服務(wù)過程的時效控制以及專家現(xiàn)場服務(wù)的質(zhì)量控制等服務(wù)保障機制，提高服務(wù)效能。

3食品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)設(shè)計

以蔬菜的種植與流通為例，構(gòu)建食品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的主要功能如圖2所示。

圖2食品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

3.1運行環(huán)境

在J2EE技術(shù)的基礎(chǔ)之上，采用B/S（瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)模式，以MyEclipse8.0作為開發(fā)平臺，Struts2作為web編程框架，Weblogic10.3作為web服務(wù)器，MySQL作為數(shù)據(jù)庫的環(huán)境下進行了開發(fā)。

3.2云平臺搭建

軟件環(huán)境：CentOS5.5+JDK6.0+hadoop0.20.203。

硬件環(huán)境：4臺普通HP商用機，Intel Pentium E5700CPU/3.0GHz主頻，2GB內(nèi)存，500GB硬盤。

第一步，4臺虛擬機上分別安裝部署Hadoop系統(tǒng)，完成所有安裝后，將其中安裝了Windows XP的虛擬機作為HIS應(yīng)用程序的Client，將另外3臺安裝了Linux的虛擬機作為HDFS架構(gòu)的3個節(jié)點進行配置。第二步，HDFS集群的搭建：將3臺虛擬機組合成一個Hadoop集群平臺，需要設(shè)置其中一臺虛擬機作為HDFS的JobTracker和NameNode節(jié)點，剩余的2臺虛擬機作為TaskTracker和Datanode節(jié)點，其IP地址以及具體功能如下表所示：

機器名IP地址作用Hadoop0202.194.20.24NameNode、master、JobTrackerHadoopl202.194.20.25DataNode、slave、TaskTrackerHadoop2202.194.20.26DataNode、slave、TaskTracker3.3系統(tǒng)功能模塊介紹

本系統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計遵循以下原則：實用性原則、分層管理原則、可擴展性原則、安全性原則。在數(shù)據(jù)庫設(shè)計上，要求數(shù)據(jù)具有一致性、完整性、安全性，可讀性的原則。通過關(guān)鍵字和程序中的判斷來設(shè)置并提示用戶在使用時避免數(shù)據(jù)的重復、命名規(guī)范便于維護及字段沖突等情況。

該平臺劃分為幾個模塊，分別是系統(tǒng)管理、檢測任務(wù)、業(yè)務(wù)科室信息管理、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計分析、專家?guī)斓?。下面對系統(tǒng)的主要功能實現(xiàn)部分按模塊進行詳細分析說明。

（1）追溯信息管理。追溯信息管理包括政府食品生產(chǎn)、運輸、配送等模塊。食品生產(chǎn)管理模塊：食品生產(chǎn)信息；配送相關(guān)信息；零售相關(guān)信息。

（2）追溯信息查詢。包括食品生產(chǎn)、運輸、配送等相關(guān)信息的查詢。

（3）追溯信息采集。此模塊主要負責錄入食品信息，包括食品編號、名稱、委托單位信息、生產(chǎn)單位信息、食品單位信息、食品基本信息，并將食品信息遞交給某科室進入業(yè)務(wù)，還包括對食品復核信息、報表、補樣信息的管理等。

（4）數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計分析。此模塊方便用戶查看采集的歷史數(shù)據(jù)。由于隨著時間的推移，歷史數(shù)據(jù)會越來越，這里可以計入一個界面實現(xiàn)選擇你要查詢的時間段，避免數(shù)據(jù)過大查找比較麻煩的問，為不同層級的用戶提供靈活條件的查詢、統(tǒng)計分析。

（5）系統(tǒng)管理。包括管理員管理和用戶管理。管理員信息的增加、修改、查詢和刪除等。用戶管理包括用戶注冊和權(quán)限分配等。

4結(jié)束語

本文對基于云計算的食品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究，并給出了相應(yīng)的系統(tǒng)總體設(shè)計和初步的實現(xiàn)成果，不僅讓Hadoop云計算平臺的優(yōu)勢充分發(fā)揮到食品安全檢測信息化平臺當，解決檢測中心目前信息量大、工作繁雜等問，也讓Hadoop云平臺的應(yīng)用領(lǐng)域加，并提升了食品安全檢測中心的信息技術(shù)水平。但在很多方面仍需要進一步的改善，主要體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）目前實現(xiàn)的系統(tǒng)功能和服務(wù)還未能盡善盡，只實現(xiàn)檢測中心最基本的功能要求，一些擴展功能還需進一步完善。

（2）Hadoop的計算框架MapReduce能夠?qū)崿F(xiàn)對分布式操作，但在某些算法方面還需要一些改，以實現(xiàn)Hadoop云平臺運轉(zhuǎn)更加高效。

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基金項目：

2015年度金華市科協(xié)重點學術(shù)研究項目。

作者簡介：

趙永暉（1974-），男，浙江東陽人，副教授，碩士，研究方向：數(shù)據(jù)挖掘與教學管理。