付志文， 李建軍， 林 健， 梁寶玲， 石玉強， 劉光華

(仲愷農業(yè)工程學院，廣東廣州 510225)

通信作者：劉光華，博士研究生，副教授，主要從事農業(yè)產業(yè)化及品牌建設研究。E-mail：lgh-one@163.com。

1 研究背景

社區(qū)支持農業(yè)(Community Support Agriculture，CSA)自引進我國以來，因其在食品安全保障方面的優(yōu)勢[1]，呈現出良好的發(fā)展態(tài)勢。自2009年石嫣建立了中國第一個CSA農場——“北京小毛驢市民農園”之后，國內逐漸興起了一些類似的農場，CSA在中國得到了初步的發(fā)展[2]。據陳衛(wèi)平統(tǒng)計，在2014年我國已有超過70個社區(qū)支持農業(yè)項目，為1萬多個市民家庭供應新鮮安全的農產品[3]。然而，由于CSA是以信任為基礎的互助農業(yè)，參與其中的消費者具有2種信任屬性——基于面對面交互的經驗信任與基于價值認同的特征信任。這2種信任形式使得CSA的信任范圍只能局限于某一特征群體，難以擴張[4]，這也導致CSA的發(fā)展面臨巨大的挑戰(zhàn)，“信任問題阻礙合作”成為國內推進CSA困難的主要成因之一[5]。因此，研制提升CSA信任問題的有效措施，是CSA得以持續(xù)發(fā)展的重要保障，對探索新型農業(yè)經營模式、發(fā)展現代農業(yè)經濟具有重要意義。

研究者們就如何解決CSA中的信任問題進行了多角度的探討，并提出了不同的策略。馬新樂提出了宏觀層面的解決方案，包括“政府引導公眾信任，創(chuàng)造和諧市場環(huán)境；倡導農業(yè)企業(yè)肩負社會責任；完善營銷機制，創(chuàng)新營銷途徑；加強‘產—消’互動，增進互信；落實農產品質量認證，推進規(guī)?；l(fā)展”5個方面[5]，問題在于這些措施政策性較強，實施難度較大。應用信息技術手段，縮短CSA中經營者與消費者之間的距離，增加農產品生產、流通環(huán)節(jié)的透明度是廣受關注的一個研究方向。楊曦等認為，通過加快網絡技術嵌入、運營模式創(chuàng)新來促進平等性、增加透明度和提升信任感等，可進一步降低社區(qū)支持農業(yè)交易成本和管理成本來突破其發(fā)展困境[6]。王志剛等指出，物聯網技術是一條增加消費者信任的新途徑，物聯網技術的應用與物聯網平臺的構建可以使消費者獲得更多關于農產品與CSA的信息，并促進制度信任的形成，使CSA贏得更多消費者[4]。何洪珍提出了以二維碼為紐帶，打造一個物聯網農產品溯源平臺，以解決社區(qū)支持農業(yè)面臨的信任危機與質量安全問題，該研究不足之處在于僅提出了平臺的設計框架，沒有付諸于實踐[7]。陳衛(wèi)平通過實證研究，證實了消費者的社交媒體參與這種虛擬參與形式可以提升社區(qū)支持農業(yè)消費者的信任度，提升消費者對產品的滿意度，這一研究說明了社區(qū)支持農業(yè)從業(yè)者占領新媒體陣地對解決好社區(qū)農業(yè)的信任問題的重要性[3]。

從以上文獻分析可知，解決好CSA消費者信任問題對推動社區(qū)支持農業(yè)的發(fā)展極為關鍵，利用物聯網、新媒體等新興信息技術是重要的應對策略。然而已有研究中如何利用物聯網、二維碼、新媒體等技術推動CSA信任問題的解決探討多為理論分析，已建成體系并投入使用的系統(tǒng)較少報道。本研究擬結合廣州某基于CSA模式運營的蔬菜企業(yè)的實際需求，以蔬菜行業(yè)作為切入點，應用移動互聯網及二維碼技術，開發(fā)一個基于CSA模式的蔬菜質量安全溯源系統(tǒng)，以增強社區(qū)消費者的信任度。

2 基于CSA模式的蔬菜質量安全溯源系統(tǒng)需求分析

對蔬菜質量安全溯源系統(tǒng)的設計與開發(fā)，已有較多學者進行了研究，應用不同技術如RFID條碼[8]、二維碼[9]、EPC標簽[10]、物聯網[11]、GIS技術[12]等構建了不同的系統(tǒng)。但他們的研究對象為普通蔬菜種植企業(yè)，與CSA模式運營的企業(yè)在供應鏈、生產管理上的需求具有明顯的區(qū)別。

2.1 基于CSA模式的蔬菜供應鏈分析

蔬菜質量安全溯源系統(tǒng)的核心是采集蔬菜供應鏈中各個環(huán)節(jié)中與質量安全有關的信息，通過某種標志載體實現信息的連接、傳遞、跟蹤和溯源，可見蔬菜供應鏈的長度決定了系統(tǒng)的復雜程度。典型的蔬菜種植企業(yè)的供應鏈一般包括生產、倉儲與加工、流通、門店、消費者5個環(huán)節(jié)(圖1)，而CSA模式下蔬菜供應鏈將會大為縮短(圖2)。以本研究為例，廣州市某蔬菜企業(yè)采用CSA模式經營，消費用戶群主要為高校教師，消費者采用包月套餐形式訂購該企業(yè)蔬菜產品。企業(yè)按照綠色蔬菜種植的標準，遴選遠離水源土壤污染的山區(qū)作為種植基地，種植過程嚴格控制農藥與化肥的使用，生產出質量安全度較高的蔬菜產品供應給會員消費。會員可參加蔬菜生產的農事活動，同時也是對蔬菜質量的一種實地監(jiān)控。配送模式為田間新鮮采摘的蔬菜當場簡易包裝，通過公司自有的配送車當天上午直接送達會員所在社區(qū)，由會員自取。

從以上經營過程可知，CSA模式下蔬菜供應鏈縮減為“生產、消費者”2個環(huán)節(jié)，縮減了倉儲與加工、流通、門店的環(huán)節(jié)，對溯源數據的采集提取只需要關注這2個環(huán)節(jié)。理清CSA模式下蔬菜供應鏈將為下一步的系統(tǒng)設計及實現提供最直接的指引。

2.2 基于CSA模式經營的蔬菜企業(yè)生產管理需求分析

2.2.1 滿足社區(qū)會員對生產過程的知情權 為滿足社區(qū)會員對蔬菜質量、生長情況的跟蹤和了解的需求，該CSA蔬菜企業(yè)常規(guī)做法是每周在QQ群或微信群進行一次菜況預報，同時配以相應的圖片，包括蔬菜的生長情況、病蟲害以及基地生產的整體形勢，但預報的信息相對籠統(tǒng)且不能對某種蔬菜的整體生長周期進行跟蹤。同時社區(qū)會員也僅依據公司發(fā)送的信息進行數據瀏覽，不能依據個人需要有針對性地進行跟蹤查詢數據。

2.2.2 企業(yè)種植生產的信息化、精細化管理的需求 CSA模式的本質要求種植產品與消費需求達到匹配，否則將產生消費與供求的矛盾。隨著企業(yè)種植面積和品種的擴增、生產人員的增加，需要更精確化的信息化管理。任何一種蔬菜都有其生長周期，不同的季節(jié)對種植品種生長、可采收時間間隔、可能出現的病蟲害均不同，建立溯源系統(tǒng)對種植過程的數據收集、分析，可為后續(xù)的生產提供參考依據。

3 基于CSA模式的蔬菜質量安全溯源系統(tǒng)設計

3.1 系統(tǒng)結構

基于CSA模式的蔬菜質量安全溯源系統(tǒng)采用二維碼生成與識別技術、網絡數據庫和動態(tài)網頁開發(fā)技術、移動互聯網技術進行研發(fā)，為企業(yè)管理員、種植工人、消費者3種類型的用戶提供追溯數據的錄入、監(jiān)管、查詢服務。在業(yè)務層為蔬菜生產企業(yè)提供農場實時信息發(fā)布、會員管理等基礎性功能，為種植工人提供便攜式蔬菜種植信息采集系統(tǒng)，通過計算機和智能移動終端實現企業(yè)種植生產信息、溯源數據的采集與傳輸。為消費者提供網站、手機2種形式的追溯。所有數據都由數據層的數據庫進行統(tǒng)一管理，為溯源及監(jiān)管提供數據支持。該系統(tǒng)的體系架構見圖3。

整個系統(tǒng)的作業(yè)流程可以概括為種植階段和查詢階段(圖4)。在種植階段，追溯系統(tǒng)的功能是存儲溯源數據及社區(qū)會員管理、信息發(fā)布等。管理員進行蔬菜種植計劃的規(guī)劃、向會員發(fā)布蔬菜狀況、進行每天的配菜管理。種植工人負責在農事操作過程中錄入溯源數據，數據需要管理員進行審核。在查詢階段，工人采摘蔬菜后，在蔬菜產品上張貼由系統(tǒng)生產的追溯碼，配送到社區(qū)會員手中。會員可以使用移動設備直接掃描查詢碼獲取溯源數據，或者登陸網站查看相關數據，若遇到產品質量問題，可以通過系統(tǒng)向管理員反饋。

3.2 關鍵技術

3.2.1 HTML 5移動端自適應技術 本研究實現的溯源系統(tǒng)，在追溯數據錄入、追溯數據查詢這2個關鍵環(huán)節(jié)均通過接入互聯網的智能手機完成。在追溯數據錄入環(huán)節(jié)，種植基地工人在完成蔬菜田間作業(yè)(播種、移栽等)時，需要按田間作業(yè)內容提交相應的溯源數據。為方便工人錄入數據，所有錄入操作均可在菜地現場完成。在社區(qū)用戶查詢追溯數據時，也是掃描蔬菜包裝上貼的二維碼以查看溯源數據。結合這種應用模式的需求，必須使用手機作為終端，勢必要求錄入界面和檢索界面兼容移動終端。因此做好適應移動終端的自適應，是本系統(tǒng)要解決的一個重點問題。在本系統(tǒng)實現過程中，采取HTML5進行響應式的頁面編碼，使用Mobile Jquery類庫配合響應式布局相對代價較小地實現跨終端兼容。圖5和圖6是系統(tǒng)實現后的效果圖。

教育部的體衛(wèi)藝司是我國學校體育管理部門的最高行政管理機構，它的主要工作職責是：指導全國學校的體、衛(wèi)、藝術以及國防教育等方面工作的開展；擬訂相關政策和教育教學指導性文件；規(guī)劃、指導相關專業(yè)的教材建設以及師資的培訓和培養(yǎng)；指導和協調學生參加國內外的體育和藝術方面的競賽和交流。

從圖5和圖6可以看出，本系統(tǒng)實現的操作界面，不僅可以做到臺式計算機端和移動設備端的無縫銜接，對于不同型號、不同尺寸屏幕的手機終端同樣做到了兼容。

3.2.2 二維碼技術 在農產品的溯源領域，二維碼和RFID(射頻無線技術)的應用成為推動溯源系統(tǒng)發(fā)展的兩駕馬車，得到了廣泛的應用，在畜牧、肉類食品、谷物、蔬菜等產品的溯源系統(tǒng)中均可見到它們的身影[13-14]。二維碼具有信息容量大、尺寸小、具唯一性等特點，使用二維碼作為蔬菜溯源管理的標志將是大勢所趨[15-17]。

基于CSA的蔬菜溯源系統(tǒng)在追溯數據錄入、追溯數據提取這2個關鍵環(huán)節(jié)均通過智能手機完成，這2個讀寫數據的關鍵操作均通過二維碼作為媒介。首先來看實現整個溯源數據鏈條構建的具體過程，如圖7所示。

圖7描述了溯源數據鏈條應用的3個階段，即二維碼準備、二維碼錄入數據、二維碼追溯數據。

(1)二維碼準備階段

A.首先由蔬菜企業(yè)管理人員根據季節(jié)、氣候、社區(qū)會員需求等因素，確定當前時間準備種植的蔬菜品種。

B.管理人員為每種蔬菜分配一名種植管理責任人，由責任人負責該品種蔬菜的田間管理工作及管理過程數據的錄入工作。

D.根據2個參數生成該品種蔬菜該批次溯源數據錄入模塊的網頁入口地址，為方便溯源數據錄入的便捷性，采用二維碼的方式將地址提供給種植責任工人，工人通過掃描二維碼打開數據錄入界面。

E.打印二維碼。將生成的二維碼打印并過膠進行保護，以方便在種植區(qū)域安置張貼，如圖9所示。

F.在對應種植區(qū)張貼二維碼。根據蔬菜種植基地對土地的規(guī)劃，將溯源數據入口二維碼安裝到對應種植區(qū)域的大棚內。

(2)二維碼應用階段

責任人在蔬菜種植的不同階段，完成田間作業(yè)如播種、移栽、淋水、施肥、打藥、除草、搭架等，完成作業(yè)后馬上在現場進行溯源數據錄入。圖10為工人在操作完畢后錄入數據，使用手機掃描在該種植區(qū)設立的二維碼，登入溯源數據錄入系統(tǒng)，

根據作業(yè)種類進行錄入。根據不同的作業(yè)種類，需要錄入的追溯數據各有不同，如播種作業(yè)后，溯源數據為上傳播種之后的地塊全景。而在打藥作業(yè)中，則需要記錄所打農藥的防治對象如跳甲、瓜實繩、薊馬等。根據規(guī)范的操作，每次作業(yè)之后完成溯源數據錄入，直至該批次蔬菜收獲，即可形成完整的生長過程溯源數據鏈條。

(3)二維碼查詢溯源數據階段

社區(qū)用戶收到訂購的蔬菜之后，使用智能手機掃描外包裝的追溯二維碼，即可在手機上看到相應的溯源數據。

4 基于CSA模式的蔬菜質量安全溯源系統(tǒng)實現

本系統(tǒng)是采用PHP開發(fā)語言的Web應用程序，運行環(huán)境為Windows Server 2008、Apache 2.4、MySQL 5.5。系統(tǒng)充分考慮了CSA蔬菜企業(yè)生產管理的需求，有機融入了CSA模式種植和生產管理理念。以下對系統(tǒng)的核心功能包括基礎功能模塊、配菜選菜模塊、溯源數據管理模塊、溯源數據錄入模塊的實現進行描述。

4.1 基礎功能模塊

及時地向社區(qū)會員發(fā)布蔬菜種植的信息，告知蔬菜的生長情況、病蟲害以及基地的整體形勢是蔬菜企業(yè)維護客戶關系的重要內容。社區(qū)會員是蔬菜企業(yè)的核心財富，建立社區(qū)會員管理系統(tǒng)，蔬菜企業(yè)就可以記錄所有社區(qū)會員的資料，了解他們的蔬菜愛好、消費特點，針對不同客戶的需求，為其提供優(yōu)質的個性化服務，是經營不可或缺的一個有利工具。鑒于以上分析，系統(tǒng)實現了會員管理及信息發(fā)布等基礎功能。

(1)會員信息管理可分為會員注冊端和管理員對會員的管理。會員在注冊過程中僅需用戶提交姓名、手機號碼、取菜套餐等少量信息，消費偏好等數據可在使用系統(tǒng)過程中進行數據挖掘予以提取。

(2)信息發(fā)布功能旨在加強社區(qū)會員與企業(yè)之間的信息交流，及時地將蔬菜的生長情況、病蟲害、自然災害、生產規(guī)劃等信息進行公布，加強互動交流。

4.2 配菜選菜

在基于CSA的蔬菜企業(yè)中，需要根據社區(qū)用戶的個人喜好需求進行配菜，讓社區(qū)用戶可以自由選擇喜歡的蔬菜品種是核心的服務項目。從企業(yè)運作的效益角度出發(fā)，種植的品種要與消費需求達到匹配，不然容易產生消費與供求關系矛盾，因此需要精確的數據化管理。配菜選菜模塊就是滿足這種需求而設計的，包括為每個社區(qū)配送何種蔬菜、配送的數量、是否允許額外配菜等詳細信息。管理員在配菜模塊完成配菜之后，默認情況下社區(qū)會員就按照配菜計劃收到相應的蔬菜。但是這種配菜模式難以照顧到每位會員的喜好和實際需求，為了提升社區(qū)會員的用戶體驗，系統(tǒng)還允許社區(qū)會員根據自己的喜好進行配菜調整。

4.3 溯源數據管理模塊

溯源數據管理模塊是整個溯源系統(tǒng)的核心部分，按使用者角色可分為管理員端和工人錄入數據端。管理員端實現了某月某批次某種蔬菜溯源構建、溯源二維碼生成、溯源數據查看修正功能。圖11為溯源數據總覽頁面，列出了當前生產周期內的所有蔬菜品種、追溯碼、溯源二維碼參數等信息。點擊某蔬菜的“產品溯源管理”可進入如圖12所示的溯源數據管理頁面。

溯源數據管理詳情頁保存了當前生產期內某種蔬菜的整個溯源鏈條數據，圖12展示的是油麥菜的溯源數據。溯源數據包括錄入時間、溯源類型(可以是播種、移栽、淋水、施肥、打藥、除草、搭架、上線等項目)，項目明細(常規(guī)數據是圖片，如果是打藥類型則包含農藥種類、劑量信息)。除了查看信息外，也提供了補充溯源數據的功能，這是為了防止在田間作業(yè)階段因突發(fā)因素(移動輸入端沒電、無信號、天氣不允許等)無法當場輸入數據，可由管理員在事后補登數據。

溯源數據錄入模塊是獲取蔬菜種植數據的主要來源，其用戶為管理員分配的種植責任人。責任人在蔬菜種植的不同階段，完成田間作業(yè)如播種、移栽、淋水、施肥、打藥、除草、搭架等，完成作業(yè)后馬上在現場進行溯源數據的錄入。圖13展示的是數據錄入模塊的首頁，而圖14為打藥作業(yè)之后，責任人需要根據施藥對象點擊選項實現數據的當場錄入。考慮到操作的簡便，提高工作效率，所有的數據錄入均通過點擊頁面相應的按鈕，無需工人在頁面上手動輸入任何數據，這也提高了工人使用的用戶體驗。

5 應用效果

基于CSA模式的蔬菜溯源系統(tǒng)于2016年初在廣州某蔬菜企業(yè)正式啟用，經過1年多的使用，系統(tǒng)整體運行穩(wěn)定，主要成效體現在以下3點：(1)提升了企業(yè)的信任度。該企業(yè)自從采用溯源系統(tǒng)后，便利了社區(qū)會員對訂購蔬菜的溯源數據查詢、調配蔬菜品種，不僅受到社區(qū)會員的好評，新增會員也比系統(tǒng)使用前增加近60%。(2)產生經濟效益。通過信息化管理，生產規(guī)劃包括品種的輪換、種植面積以及種植周期均有據可依，避免了在種子、肥料、大棚在利用率上的浪費，產生一定的經濟效益。(3)提升企業(yè)的工作效率。在系統(tǒng)使用之前，所有生產數據狀況均需專門人員拍攝照片，數據組織后通過QQ群以及微信群進行信息公開，蔬菜溯源系統(tǒng)的使用減少了信息公布與組織的手動操作工作，并提高了數據的可信度。

6 結論與討論

本研究通過分析廣州市某蔬菜生產企業(yè)基于CSA模式的生產銷售管理流程，總結了供應鏈條，建立相應的追溯體系，并采用PHP 語言開發(fā)了蔬菜質量安全溯源系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有2個顯著特點：一是緊扣CSA蔬菜企業(yè)需求。獨創(chuàng)的社區(qū)會員配菜、個性化選菜模式，凸顯了CSA的特征，充分滿足社區(qū)會員的便利、個性化需求。二是技術簡易可行，投入產出效益比高。精準切合CSA模式的供應鏈，避免冗余的溯源數據，保證了系統(tǒng)的輕便；溯源數據的錄入與檢索使用通用移動智能終端，無須購置專業(yè)設備，降低了系統(tǒng)使用門檻，從而削減用戶培訓的開銷?？傊@是一套面向成長型CSA模式蔬菜企業(yè)的花費少、部署簡易的質量安全追溯系統(tǒng)。系統(tǒng)在廣州某農業(yè)科技有限公司應用一年多，取得了較好的應用效果，為保障蔬菜質量安全提出了有效的解決方案，增強了消費者對CSA農場蔬菜產品的信任度。

系統(tǒng)投入使用之后，我們收集了社區(qū)用戶的反饋意見，結合企業(yè)在使用過程中產生的新需求，發(fā)現系統(tǒng)還存在一定的功能性缺陷。本系統(tǒng)未來可以在以下幾方面進行完善：(1)構建物聯網溯源系統(tǒng)。在種植大棚內裝置集成感應器、攝像頭等設備，以此記錄農作物的成長過程的環(huán)境數據、實時圖像。通過自動獲取的數據和視頻影像，可最大化還原蔬菜種植的過程，并將這些數據開放給社區(qū)用戶查詢，可提升社區(qū)用戶對產品的直觀了解，從而增加對企業(yè)的互信。(2)打通與微信的連接。微信是廣泛應用的移動端社交軟件，其信息推送、實時互動聊天等功能已經使其成為強大的營銷工具。未來蔬菜企業(yè)可考慮開設微信公眾號，通過微信公眾平臺的API和與蔬菜溯源系統(tǒng)對接，可讓社區(qū)用戶直接從微信端查詢到相關數據，在微信端直接發(fā)送反饋意見給企業(yè)管理人員，從而大大提升企業(yè)和客戶之間的溝通交流，提高CSA的活力。

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