姜明富，段天堯

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

0 引言

隨著食品安全越來(lái)越被社會(huì)重視,消費(fèi)者和監(jiān)管部門(mén)希望更全面地了解茶葉的制作過(guò)程,企業(yè)需要監(jiān)督溯源。 本文通過(guò)分析毛尖從生產(chǎn)到銷(xiāo)售的流通過(guò)程,構(gòu)建快速追溯、簡(jiǎn)潔查看、簡(jiǎn)單信息錄入的溯源系統(tǒng)。 追溯系統(tǒng)由應(yīng)用軟件(JSP,SSM 框架等)、二維碼、RFID 標(biāo)簽等技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)毛尖茶葉生產(chǎn)流通過(guò)程的記錄。 企業(yè)僅需要將含有詳細(xì)信息的二維碼或者溯源碼印刷到產(chǎn)品包裝上面,即可對(duì)毛尖產(chǎn)品進(jìn)行追溯與監(jiān)控,便于消費(fèi)者更加直觀(guān)地了解其信息。 溯源系統(tǒng)既有利于追溯毛尖茶葉的各個(gè)環(huán)節(jié)詳細(xì)信息,又有利于茶葉行業(yè)生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化,在茶葉的生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)、銷(xiāo)售的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤記錄［1］。

1 溯源系統(tǒng)主要技術(shù)

1.1 RFID 技術(shù)

無(wú)線(xiàn)射頻識(shí)別技術(shù)(Radio Frequency Edenfication,RFID)原理是RFID 標(biāo)簽在感應(yīng)到讀寫(xiě)器的磁場(chǎng)后,芯片電源通過(guò)天線(xiàn)獲得感應(yīng)電流,經(jīng)過(guò)升壓電路,然后射頻前端電路將帶有信息的感應(yīng)電流送入邏輯控制電路中心進(jìn)行信息處理。 信息分析正確后,感應(yīng)電流形成的電源把該產(chǎn)品的詳細(xì)信息發(fā)送給接收方［2］。

1.2 二維碼技術(shù)

二維碼技術(shù)是在一張二維平面上,信息隱藏于按照某種規(guī)律排列并用黑白條紋表示在幾何圖形中,在計(jì)算機(jī)中二進(jìn)制編碼用采用“0”“1”表示,若干個(gè)“0”“1”采用二進(jìn)制來(lái)表示數(shù)值編碼信息,圖像輸入設(shè)備(攝像頭、手機(jī)等)結(jié)合掃碼軟件識(shí)別二維碼,解析二維碼并顯示所隱藏的信息。

1.3 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)及數(shù)據(jù)庫(kù)

本系統(tǒng)采用B/S 架構(gòu)［3］,MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù),JSP 技術(shù)Model,View 和Control 組件,SSM 框架。

2 信陽(yáng)毛尖產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的需求分析和總體設(shè)計(jì)

2.1 溯源系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)流程需求

溯源系統(tǒng)業(yè)務(wù)分為3 個(gè)環(huán)節(jié):茶樹(shù)管理環(huán)節(jié),記錄茶樹(shù)信息、購(gòu)買(mǎi)的除蟲(chóng)藥、營(yíng)養(yǎng)液等茶樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)程中所用信息；管理者需要記錄當(dāng)日具體的實(shí)施情況記錄,確定關(guān)鍵點(diǎn)。 在加工生產(chǎn)環(huán)節(jié),記錄毛尖的采摘時(shí)間信息、記錄加工環(huán)節(jié)的各個(gè)流程以及所需要的時(shí)間等。在倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)輸環(huán)節(jié),管理員將記錄茶葉的出入庫(kù)時(shí)間、庫(kù)存剩余等信息。 以上各環(huán)節(jié)的詳細(xì)信息,消費(fèi)者或者茶商可通過(guò)掃描二維碼或者登錄特定網(wǎng)址在PC 端詳細(xì)了解毛尖詳細(xì)信息。 本溯源系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)是記錄毛尖茶葉在各個(gè)環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的詳細(xì)數(shù)據(jù),并存入MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù),管理員可以查詢(xún)、修改、刪除、分析存儲(chǔ)的信息,消費(fèi)者或者政府可以通過(guò)溯源碼或者二維碼查詢(xún)?cè)敿?xì)信息［4］。 控制系統(tǒng)的用戶(hù)有兩類(lèi),一類(lèi)是前臺(tái)操作,即消費(fèi)者,只能進(jìn)行查看茶葉的詳細(xì)信息；另外一類(lèi)是管理員,即對(duì)系統(tǒng)各種功能進(jìn)行常規(guī)操作。系統(tǒng)管理員具有最高管理權(quán)限,可以控制系統(tǒng)的不同模塊功能,包括有茶樹(shù)管理、加工生產(chǎn)、庫(kù)存管理、經(jīng)銷(xiāo)商信息等。 消費(fèi)者或者有關(guān)職能人員可以使用手機(jī)掃描二維碼,就能查詢(xún)相關(guān)產(chǎn)品的信息,或者進(jìn)入特定的網(wǎng)址查看了解茶葉的詳細(xì)信息。

2.2 溯源系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的邏輯架構(gòu)［5］主要包括3 個(gè)部分:茶葉數(shù)據(jù)采集、茶葉數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、茶葉數(shù)據(jù)顯示。 (1)數(shù)據(jù)采集:底層數(shù)據(jù)采集通過(guò)RFID 采集各種數(shù)據(jù)并匯總,再由專(zhuān)業(yè)的管理輸入信息,將采集的數(shù)據(jù)提供給數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層。(2)數(shù)據(jù)存儲(chǔ):數(shù)據(jù)存儲(chǔ)具有承上啟下的作用。 對(duì)下,接收采集的數(shù)據(jù)并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。 對(duì)上,將數(shù)據(jù)完整地傳輸給數(shù)據(jù)展示層。 (3)數(shù)據(jù)顯示:數(shù)據(jù)顯示作為溯源系統(tǒng)的表現(xiàn)層,相當(dāng)于可視化窗口,將數(shù)據(jù)通過(guò)文本形式進(jìn)行展示,管理員在此頁(yè)面完成對(duì)茶葉的添加、刪除、修改、查詢(xún)等相關(guān)操作。 溯源系統(tǒng)記載毛尖的茶樹(shù)管理、加工生產(chǎn)、庫(kù)存儲(chǔ)運(yùn)、經(jīng)銷(xiāo)商信息各個(gè)環(huán)節(jié)的詳細(xì)信息,再將數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù),用特定的關(guān)鍵詞建立相關(guān)表,使得消費(fèi)者可以通過(guò)溯源碼或者二維碼查詢(xún)某種茶葉的詳細(xì)信息。

2.3 溯源系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)及相關(guān)數(shù)據(jù)表

毛尖溯源系統(tǒng)分為主頁(yè)面信息管理模塊、茶樹(shù)管理模塊、加工生產(chǎn)管理模塊、庫(kù)存管理模塊、經(jīng)銷(xiāo)商信息管理模塊和溯源查詢(xún)模塊。 主頁(yè)面信息表模塊主要是對(duì)茶樹(shù)的加工生產(chǎn)過(guò)程、經(jīng)銷(xiāo)商基本信息的管理,對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行常規(guī)操作等［6］。 主頁(yè)面信息及其功能描述如表1 所示。

表1 主頁(yè)面信息

茶樹(shù)管理模塊主要對(duì)毛尖在茶園種植階段的栽種、打藥、施肥、采摘等農(nóng)事活動(dòng)信息的管理。 農(nóng)事活動(dòng)包括對(duì)毛尖的栽種、施肥、打藥、除草、采摘等,根據(jù)上述結(jié)構(gòu)劃分［7］,種植管理模塊的功能描述如表2 所示。

表2 茶樹(shù)種植管理模塊功能描述

加工生產(chǎn)管理模塊記錄毛尖加工各個(gè)步驟的過(guò)程,包括加工生鍋時(shí)間、熟鍋時(shí)間、初烘時(shí)間、攤晾時(shí)間、復(fù)烘時(shí)間、毛茶整理時(shí)間等步驟信息［8］。 庫(kù)存儲(chǔ)運(yùn)管理主要是記錄毛尖茶葉庫(kù)存儲(chǔ)運(yùn)的信息以及運(yùn)輸?shù)缴碳业男畔?主要記錄毛尖茶葉從加工廠(chǎng)發(fā)貨至經(jīng)銷(xiāo)商的運(yùn)輸過(guò)程。 依據(jù)上述結(jié)構(gòu)劃分,其系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)分為輸入、輸出、記錄增加、刪除、修訂、查詢(xún)等操作。

2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是將用戶(hù)需求用模型表示出來(lái)［9］,包括3 個(gè)部分:實(shí)體、聯(lián)系、屬性。 數(shù)據(jù)庫(kù)中主要表如下:主頁(yè)面表實(shí)體字段包括編號(hào)、名稱(chēng)、產(chǎn)地、庫(kù)存、錄入時(shí)間。 茶樹(shù)管理表實(shí)體字段包括編號(hào)、種植時(shí)間、營(yíng)養(yǎng)劑、噴灑營(yíng)養(yǎng)劑時(shí)間、除草劑、除草時(shí)間、采摘時(shí)間、種植地、信息錄入時(shí)間。 加工生產(chǎn)管理頁(yè)面表實(shí)體字段包括編號(hào)、采摘時(shí)間、生鍋時(shí)間、熟鍋時(shí)間、初烘時(shí)間、攤晾時(shí)間、復(fù)烘時(shí)間、毛茶整理時(shí)間、再?gòu)?fù)烘時(shí)間、信息錄入時(shí)間。 庫(kù)存管理表實(shí)體字段包括編號(hào)、庫(kù)名、庫(kù)存溫度、入庫(kù)時(shí)間、數(shù)量、信息錄入時(shí)間、溯源碼。 經(jīng)銷(xiāo)商管理表實(shí)體字段包括編號(hào)、姓名、電話(huà)、地址、進(jìn)貨數(shù)、信息錄入時(shí)間、溯源碼。 從系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程得知,包括各個(gè)流通環(huán)節(jié)的操作過(guò)程數(shù)據(jù)庫(kù)包含的信息表有:主頁(yè)面信息表、茶樹(shù)管理信息表、加工生產(chǎn)信息表、庫(kù)存管理信息表、經(jīng)銷(xiāo)商信息表,其中一些表的設(shè)計(jì)如表3—4 所示。

表3 茶樹(shù)管理數(shù)據(jù)

表4 主頁(yè)面茶葉數(shù)據(jù)庫(kù)

2.5 溯源查詢(xún)模塊

毛尖溯源查詢(xún)子系統(tǒng)主要是為消費(fèi)者和經(jīng)銷(xiāo)商查詢(xún)產(chǎn)品信息建立相關(guān)文檔記錄。 其系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)如表5 所示。

表5 溯源查詢(xún)模塊功能描述

3 信陽(yáng)毛尖產(chǎn)品溯源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試

3.1 功能實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)運(yùn)行在Windows10 系統(tǒng),數(shù)據(jù)庫(kù)為MySQL,Web 容器為T(mén)omcat,數(shù)據(jù)采集器為RFID 數(shù)據(jù)采集器。在登錄頁(yè)面中,用戶(hù)登錄后,系統(tǒng)有兩種類(lèi)型:一類(lèi)是消費(fèi)者登錄板塊。 消費(fèi)者只要輸入溯源碼就可以跳轉(zhuǎn)到該毛尖的詳細(xì)信息頁(yè)面。 一類(lèi)是管理員登錄板塊。信息錄入模塊由管理員記錄毛尖信息,管理員登錄界面后,可以按照內(nèi)容填寫(xiě)對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。 當(dāng)頁(yè)面中的編號(hào)毛尖名稱(chēng)等詳細(xì)信息填寫(xiě)完整后就可以進(jìn)入下個(gè)界面,輸入的信息包括茶樹(shù)管理、加工生產(chǎn)管理、庫(kù)存管理等信息。 溯源查詢(xún)頁(yè)面能夠綜合服務(wù)溯源,可供用戶(hù)追溯毛尖信息,這是一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái),能有效地滿(mǎn)足不同用戶(hù)對(duì)毛尖信息的個(gè)性化需求,還可以同時(shí)滿(mǎn)足有關(guān)政府部門(mén)人員查詢(xún)毛尖生產(chǎn)過(guò)程信息的需求。

3.2 溯源系統(tǒng)功能測(cè)試

溯源系統(tǒng)功能測(cè)試主要通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)模塊進(jìn)行測(cè)試,觀(guān)察系統(tǒng)能否滿(mǎn)足設(shè)想的目標(biāo)。 文章選取系統(tǒng)關(guān)于管理員登錄、毛尖管理功能、溯源查詢(xún)測(cè)試等功能進(jìn)行測(cè)試［10］。 通過(guò)管理員使用不同的賬號(hào)進(jìn)行登錄,便于測(cè)試登錄系統(tǒng)是否正常。 通過(guò)對(duì)毛尖溯源系統(tǒng)的增、刪、改、查等各項(xiàng)功能測(cè)試,分析該溯源系統(tǒng)管理功能是否正常運(yùn)行,其測(cè)試表如表6 所示。

表6 毛尖管理功能測(cè)試

消費(fèi)者或者有關(guān)政府職員可以通過(guò)二維碼或者輸入溯源碼,跳轉(zhuǎn)到毛尖各個(gè)環(huán)節(jié)的詳細(xì)信息頁(yè)面,其測(cè)試結(jié)果如表7 所示。

表7 溯源查詢(xún)功能測(cè)試

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要進(jìn)行毛尖生產(chǎn)過(guò)程追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),并實(shí)現(xiàn)毛尖生產(chǎn)過(guò)程的安全追溯,把毛尖的種植、加工、庫(kù)存等作為研究對(duì)象,進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)毛尖生產(chǎn)過(guò)程追溯平臺(tái)的建立［11］。

今后,筆者將針對(duì)基于大數(shù)據(jù)的信陽(yáng)毛尖產(chǎn)品防偽溯源系統(tǒng)進(jìn)行深入研究并做出如下改進(jìn)。 (1)二維碼的生成:沒(méi)有編輯自動(dòng)生成二維碼,借助與第三方生成二維碼軟件合作,需要改進(jìn)。 (2)簡(jiǎn)化系統(tǒng)的操作過(guò)程:考慮到使用系統(tǒng)的用戶(hù)大多是茶場(chǎng)的種植員工、加工廠(chǎng)的工人,對(duì)計(jì)算機(jī)的操作水平不高,因此,該系統(tǒng)在操作界面的操作流程及系統(tǒng)容錯(cuò)性方面還有待提高。 (3)強(qiáng)化數(shù)據(jù)處理能力:數(shù)據(jù)處理速度關(guān)鍵取決于數(shù)據(jù)分析速度,所以合適的算法很重要,在算法上還需要進(jìn)一步的研究。