張耀軍，王道大

(信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院 信息工程學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000)

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系

張耀軍，王道大

(信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院 信息工程學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000)

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為核心及基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的相結(jié)合，它將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)延伸、拓展到了物理世界中。本文在充分研究移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)理論的基礎(chǔ)上，利用物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的各種技術(shù)設(shè)計(jì)基于移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，建立一套完善的跟蹤與追溯體系，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)有記錄、信息可查詢、流向可追蹤、責(zé)任可追溯的目標(biāo)。

互聯(lián)網(wǎng)；物聯(lián)網(wǎng)；追溯

農(nóng)產(chǎn)品安全歷來(lái)是關(guān)乎民生的頭等大事，近年來(lái)一系列惡性食品安全事件讓群眾在消費(fèi)時(shí)望而卻步，同時(shí)也使得一些良心生產(chǎn)企業(yè)和經(jīng)銷商受到了無(wú)辜的牽連。因此，如何保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全，提高消費(fèi)者對(duì)食品安全的信心成為了社會(huì)關(guān)心的話題。想要預(yù)防突發(fā)或群發(fā)性因食品質(zhì)量引起的安全事故，就必須要求農(nóng)產(chǎn)品從種植生產(chǎn)到加工流通，到最后的銷售，都要實(shí)現(xiàn)科學(xué)的監(jiān)管。我國(guó)的北京、山東、海南等地根據(jù)各地實(shí)際情況都建設(shè)起了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯平臺(tái)[1]，河南省農(nóng)業(yè)正處于由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的時(shí)期，還未建立起相對(duì)規(guī)范的食品質(zhì)量安全追溯體系。

針對(duì)河南省農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)地分散、生產(chǎn)規(guī)?；潭鹊偷那闆r，在分析我國(guó)其它省份農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)所存在的問(wèn)題與產(chǎn)品質(zhì)量安全現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，借鑒已有的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系研究成果，整合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、信息技術(shù)和二維碼技術(shù)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立基于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品從種植到餐桌各個(gè)環(huán)節(jié)的管理和監(jiān)督，解決農(nóng)產(chǎn)品發(fā)生安全事故時(shí)，無(wú)法及時(shí)準(zhǔn)備定位問(wèn)題環(huán)節(jié)，問(wèn)題產(chǎn)品無(wú)法及時(shí)召回處理，問(wèn)題發(fā)生原因難以查明，安全事件易擴(kuò)大升級(jí)等一系列的難題。同時(shí)可引入政府監(jiān)管部門對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量水平。

1 分布式架構(gòu)體系設(shè)計(jì)

農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)供應(yīng)鏈中的各個(gè)環(huán)節(jié)，參與行為主體較多，且地域分散，存在多種不確定性因素[2]。為保證整個(gè)系統(tǒng)追溯準(zhǔn)確高效，系統(tǒng)采用多層分布式體系架構(gòu)設(shè)計(jì)，使用B/S結(jié)構(gòu)模式設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)分為Web應(yīng)用層、Web服務(wù)層、數(shù)據(jù)層、硬件層，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

硬件層以Web服務(wù)器為核心，農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀、RFID標(biāo)簽和讀寫(xiě)器、條碼標(biāo)簽打印設(shè)備、條碼標(biāo)簽掃描設(shè)備、GPS定位設(shè)備為信息采集終端，以網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備為橋接，搭建整個(gè)系統(tǒng)的硬件框架，是我們整個(gè)追溯系統(tǒng)能夠運(yùn)行的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)層是支撐整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)運(yùn)行的核心，整個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用都是針對(duì)數(shù)據(jù)層的操作，其中包括與系統(tǒng)各種業(yè)務(wù)邏輯密切相關(guān)的數(shù)據(jù)[3]，以及對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改、查、更新的所有操作?；趯?duì)農(nóng)產(chǎn)品的研究分析，結(jié)合農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)的功能需求，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯數(shù)據(jù)庫(kù)，為系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能和信息的交換提供及時(shí)有效的數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)到最終銷售的正向追溯及其過(guò)程的反向追蹤，達(dá)到生產(chǎn)企業(yè)、監(jiān)管部門、消費(fèi)者之間的信息共享目的。

Web服務(wù)層按照農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的環(huán)節(jié)，可以劃分為四個(gè)子系統(tǒng)：企業(yè)管理系統(tǒng)、生產(chǎn)管理系統(tǒng)、監(jiān)管系統(tǒng)、追溯信息管理系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)多維數(shù)據(jù)接入，各個(gè)系統(tǒng)針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品不同的行為主體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，數(shù)據(jù)同步、工作流引擎、權(quán)限管理等功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品全程追溯管理。

圖1 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系系統(tǒng)模型圖

Web應(yīng)用層系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)，用戶只需要在PC電腦或者移動(dòng)終端通過(guò)瀏覽器客戶端，通過(guò)登錄驗(yàn)證便可以訪問(wèn)不同的子系統(tǒng)[4]，系統(tǒng)將根據(jù)用戶的權(quán)限分配相應(yīng)的數(shù)據(jù)接口，執(zhí)行權(quán)限準(zhǔn)許的操作，保證系統(tǒng)的信息安全，提高系統(tǒng)與用戶的交互性。

2 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，使用主流的PHP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)Web應(yīng)用程序，采用體積小、速度快的mySQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)，搭配Apache作為 Web 服務(wù)器，可開(kāi)發(fā)出效率高且可跨平臺(tái)運(yùn)行的系統(tǒng)[5]。依靠物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、農(nóng)藥殘留檢測(cè)儀、RFID射頻識(shí)別技術(shù)、EPC編碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品信息的采集與交換，GPS實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的定位與追蹤。從生產(chǎn)到銷售，所有的產(chǎn)品信息都將上傳并存儲(chǔ)到追溯平臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，并隨著產(chǎn)品的運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)庫(kù)，一旦發(fā)生質(zhì)量安全問(wèn)題，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并阻止產(chǎn)品的流通擴(kuò)散。消費(fèi)者在購(gòu)買產(chǎn)品時(shí)，可以通過(guò)手機(jī)掃描二維碼實(shí)時(shí)了解產(chǎn)品的各種信息，放心購(gòu)買。質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)圖

根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的參與者分配不同的用戶權(quán)限，用戶通過(guò)電腦或者手機(jī)瀏覽器訪問(wèn)系統(tǒng)，執(zhí)行信息管理操作，通過(guò)系統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)信息、物流運(yùn)輸、農(nóng)藥殘留檢測(cè)、銷售信息都可一目了然，同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的多平臺(tái)管理。

2.2 追溯業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈為主線，以追溯的精確度為切入，通過(guò)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的種植、采摘、包裝、加工、銷售等產(chǎn)品生產(chǎn)和流通過(guò)程進(jìn)行研究分析。設(shè)計(jì)各流通信息管理功能模塊，滿足企業(yè)日常的管理經(jīng)營(yíng)，在農(nóng)產(chǎn)品信息的基礎(chǔ)上通過(guò)質(zhì)檢，檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品通過(guò)EPC編碼技術(shù)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)范編碼，完成農(nóng)產(chǎn)品信息標(biāo)識(shí)二維碼及標(biāo)簽的打印和粘貼，以及對(duì)RFID標(biāo)簽的信息錄入，最后通過(guò)智能終端的掃描、登錄系統(tǒng)網(wǎng)站查詢等方式完成農(nóng)產(chǎn)品的追溯，其核心業(yè)務(wù)流程如圖3所示。

圖3 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)核心業(yè)務(wù)流程

3 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系的建立

3.1 查詢平臺(tái)

以RFID為核心技術(shù)的數(shù)據(jù)采集和跟蹤可以貫穿到農(nóng)產(chǎn)品種植、加工、物流、銷售的整個(gè)流程，能將各個(gè)環(huán)節(jié)的信息都上傳到Web數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中以被查詢。在追溯系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以根據(jù)企業(yè)識(shí)別代碼、產(chǎn)品代碼及生產(chǎn)日期等信息生成唯一識(shí)別追溯碼。

查詢平臺(tái)為應(yīng)用PHP開(kāi)發(fā)的Web應(yīng)用程序，用戶通過(guò)PC電腦或者移動(dòng)終端的瀏覽器輸入網(wǎng)站網(wǎng)址便可進(jìn)入查詢系統(tǒng)，通過(guò)輸入產(chǎn)品上唯一識(shí)別追溯碼就可以查詢到購(gòu)買產(chǎn)品的相關(guān)信息，使用二維碼、條形碼技術(shù)方便用戶使用移動(dòng)手機(jī)快捷查詢信息。應(yīng)用系統(tǒng)融合了多種信息技術(shù)，讓消費(fèi)者充分地感受到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)的生活便利[6]。

3.2 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯

在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)中，將對(duì)各個(gè)企業(yè)的農(nóng)產(chǎn)品種植、生產(chǎn)到銷售各個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳，并將數(shù)據(jù)匯總到核心數(shù)據(jù)庫(kù)，建立一個(gè)統(tǒng)一的追溯數(shù)據(jù)庫(kù)。終端用戶通過(guò)追溯平臺(tái)子系統(tǒng)向Web服務(wù)發(fā)出查詢請(qǐng)求，經(jīng)服務(wù)器程序校驗(yàn)追溯碼后，向數(shù)據(jù)庫(kù)提取該追溯碼對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品信息，通過(guò)Ajax異步通信返回給用戶終端，若校驗(yàn)失敗則向用戶返回校驗(yàn)失敗信息[7]。

系統(tǒng)將對(duì)不同的用戶分配相應(yīng)的權(quán)限，消費(fèi)者只能查詢到正在銷售的產(chǎn)品的詳細(xì)信息。而系統(tǒng)對(duì)監(jiān)管部門開(kāi)放全部查詢權(quán)限，可以通過(guò)追溯碼查詢到生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、銷售各個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，以便及時(shí)了解農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全情況。同時(shí)監(jiān)管部門可查詢各個(gè)環(huán)節(jié)的歷史數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)安全問(wèn)題可以很快追溯發(fā)生原因，通過(guò)GPS定位系統(tǒng)快速追蹤問(wèn)題產(chǎn)品，及時(shí)阻止產(chǎn)品擴(kuò)散，已銷售的也能通過(guò)銷售子系統(tǒng)追蹤并召回，減少事故影響。

3.3 監(jiān)管平臺(tái)

建立一個(gè)完整的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系，有效的監(jiān)管手段與平臺(tái)是必不可少的，相關(guān)國(guó)家政策、法規(guī)才是整個(gè)追溯體系的設(shè)計(jì)與運(yùn)作的依據(jù)。系統(tǒng)可以為相關(guān)監(jiān)管部門提供數(shù)據(jù)接口，農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生和質(zhì)檢等部門可以通過(guò)數(shù)據(jù)中心查看農(nóng)產(chǎn)的各種信息。消費(fèi)者也可以通過(guò)系統(tǒng)反應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量情況，對(duì)不合格產(chǎn)品進(jìn)行投訴建議?？勺匪蒹w系事關(guān)多個(gè)行為主體，想要建立一個(gè)可靠安全的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系，對(duì)各行為主體的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合才是關(guān)鍵，建立有效的農(nóng)產(chǎn)品安全信息共享機(jī)制與中心數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)地到餐桌的追蹤以及過(guò)程的反向追蹤，實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者、生產(chǎn)企業(yè)、監(jiān)管部門之間的信息共享。

4 總結(jié)

建立完整的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的全方位的追蹤服務(wù)，不僅在發(fā)生問(wèn)題時(shí)能夠可追溯，更重要的是能保障產(chǎn)品生產(chǎn)不出問(wèn)題，從源頭解決問(wèn)題，為企業(yè)提供更好的技術(shù)服務(wù)，提高監(jiān)管效率，同時(shí)降低監(jiān)管的成本。如今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展日新月異，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合，建立起農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全云計(jì)算、大數(shù)據(jù)平臺(tái)，相信實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全零事故，指日可待。

[1] 王東亭，饒秀勤，應(yīng)義斌.世界主要農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品追溯體系發(fā)展現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2014，30(8):236-250．

[2] 趙 麗，邢 斌，李文勇，等.基于手機(jī)二維條碼識(shí)別的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2012，43(7):124-129．

[3] 董玉德，丁保勇，張國(guó)偉，等.基于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016(1)：280-285.

[4] 羅利平,蔣 勇.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的大宗農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)控體系[J].中國(guó)科技論壇，2012(12):127-132.

[5] 周正貴.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版.理工)，2016，13(28):71-74.

[6] 唐艷薇，郭中華，李樹(shù)慶，等.基于QR碼的清真牛羊肉質(zhì)量安全信息追溯系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014(10)：395-397.

[7] 武爾維，郜魯濤，楊林楠，等.基于Android智能終端的農(nóng)產(chǎn)品安全追溯系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J].云南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011(2)：273-278.

(編輯：嚴(yán)佩峰)

The Product Quality Safety Traceability System Based on IOT Technology

ZHANG Yao-jun，WANG Dao-da

(Information Engineering Institute，Xinyang Agriculture and Forestry University，Xinyang 464000,China)

IOT technology is a network technology based on Internet technology.It is a combination of Internet of things and Internet.It extends the Internet technology into the physical world.Based on the full study of the technology theory of mobile Internet of things,this paper designs the quality and safety traceability system of agricultural products based on mobile Internet of things by using various technologies of Internet of things and Internet,establishes a set of perfect tracking and tracing system,realizes the goal of the agricultural production records,information query,flow to the traceability and responsibility the traceability.

Internet;the Internet of things;trace

2017-07-06

河南省軟科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目( 152400410386).

張耀軍(1979—)，男，河南信陽(yáng)人，碩士，講師，主要研究方向：物聯(lián)網(wǎng)、信息安全、圖像智能信息處理.

TN929.5

A

2095-8978(2017)03-0104-04