摘要：近年來，農(nóng)產(chǎn)品安全問題備受矚目，日益受到關(guān)注。為了實現(xiàn)從農(nóng)田到餐桌的全程控制，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，成為建立農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地管理與追溯系統(tǒng)平臺的重要因素。該系統(tǒng)利用計算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立了一個以農(nóng)產(chǎn)品溯源為特色的電子商務(wù)平臺。該系統(tǒng)的實施能夠提升農(nóng)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化管理水平，輔助農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)管，并同時有效增加農(nóng)產(chǎn)品的價值，推動農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：農(nóng)產(chǎn)品；溯源；商務(wù)平臺

中圖分類號：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）01-0048-03 開放科學(xué)（資源服務(wù)） 標(biāo)識碼（OSID） ：

0 引言

智慧農(nóng)業(yè)正在逐步改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和管理方式，其核心是將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實踐相結(jié)合。通過人工智能、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)的應(yīng)用，種植者和農(nóng)民可以更精準(zhǔn)地控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，優(yōu)化資源利用，提高生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全方面，智慧農(nóng)業(yè)也發(fā)揮著重要作用，其中農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯成為一個重要的建設(shè)內(nèi)容，特別是禁止或受限制的藥物被非法使用，以及常規(guī)農(nóng)藥和獸藥殘留超標(biāo)、非法添加等問題備受關(guān)注。我國現(xiàn)行的農(nóng)產(chǎn)品追蹤系統(tǒng)仍存在若干難題，例如信息格式內(nèi)容缺乏統(tǒng)一、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)缺乏一致性以及不同系統(tǒng)間軟件的不兼容性，這些問題阻礙了溯源資料的互通與交流[1]。因此，急需開展研究以建立標(biāo)準(zhǔn)化的多網(wǎng)絡(luò)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量快速溯源系統(tǒng)，以解決這些問題。隨著我國食品安全問題逐漸加劇，構(gòu)建和優(yōu)化農(nóng)產(chǎn)品追蹤系統(tǒng)顯得更為關(guān)鍵。

1 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源背景

溯源系統(tǒng)作為一種質(zhì)量保證體系，其主要功能是記錄并儲存與產(chǎn)品相關(guān)的信息。當(dāng)產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題時，它可以迅速且有效地追查問題的根源，并采用適當(dāng)?shù)姆椒▉硖嵘a(chǎn)品的質(zhì)量。而農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)則是一個追蹤農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)到銷售的完整過程的系統(tǒng)，這對于確保食品的安全性和質(zhì)量管理具有重要的幫助[2]。

最初，農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)被應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn)品的回收機(jī)制中，例如汽車和飛機(jī)。然而，隨著食品安全問題的不斷加劇，這種系統(tǒng)逐漸被廣泛應(yīng)用于食品行業(yè)。國際上，人們關(guān)注瘋牛病、禽流感等疾病的跨國傳播問題；而在國內(nèi)，2006 年的蘇丹紅、2008 的毒奶粉、2012年的毒膠囊等食品安全事件的發(fā)生更是促使人們開始認(rèn)識和接受食品溯源系統(tǒng)的重要性。自20世紀(jì)90年代以來，為了確保農(nóng)產(chǎn)品的安全性和可溯源性，保護(hù)消費者的健康和權(quán)益，許多國家和地區(qū)開始引入可追溯系統(tǒng)來監(jiān)管農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全。

2000年，歐盟成為首批實施農(nóng)產(chǎn)品追蹤機(jī)制的區(qū)域，并頒布了《食品安全白皮書》，標(biāo)志著其在食品衛(wèi)生安全管理方面的一個重要發(fā)展，旨在通過引進(jìn)HACCP體系來提高食品的安全性，并要求在生產(chǎn)和銷售過程中提供清晰的產(chǎn)品標(biāo)識信息，這有助于跟蹤食品的起源、流通和質(zhì)量，并能夠及時識別和解決食品安全問題。 美國的農(nóng)產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)主要是由企業(yè)自愿建立的，政府在推動和促進(jìn)過程中發(fā)揮作用。這種模式鼓勵企業(yè)通過建立可追溯系統(tǒng)自主提升食品安全管理水平，以此來改善產(chǎn)品質(zhì)量和安全性。日本在實施農(nóng)產(chǎn)品追蹤系統(tǒng)方面領(lǐng)先，不僅設(shè)立了相關(guān)法規(guī)，還在銷售環(huán)節(jié)配備了追溯設(shè)備。這有助于消費者了解食品產(chǎn)品的來源和質(zhì)量信息，使其能夠選擇更安全、更健康的選項。其他國家如英國、加拿大等也實施了農(nóng)產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)。這些系統(tǒng)的應(yīng)用有助于全球提高食品安全標(biāo)準(zhǔn)，保障消費者的健康和權(quán)益。

總的來說，隨著經(jīng)濟(jì)和生活條件的改善，公眾對農(nóng)產(chǎn)品安全的關(guān)心程度不斷上升。世界各國政府和企業(yè)正在建立可追溯系統(tǒng)來管理農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性，從而提高食品安全標(biāo)準(zhǔn)并保護(hù)消費者的健康和權(quán)益[3]。

2 農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)的現(xiàn)狀和新機(jī)遇

農(nóng)產(chǎn)品的溯源和召回系統(tǒng)是食品質(zhì)量和安全管理的有效工具，可幫助政府和企業(yè)追溯食品的生產(chǎn)、加工、存儲、運輸和銷售等環(huán)節(jié)，以確保食品的安全性。中國政府高度重視食品的安全性，致力于通過立法及政策驅(qū)動，激勵企業(yè)與相關(guān)政府部門發(fā)展食品的溯源系統(tǒng)。例如，《國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)食品安全工作的決定》這一政策文件中明確提出，要推進(jìn)食品安全的全鏈條可追溯性，并規(guī)范相關(guān)信息的報告與公示流程[4]。當(dāng)前，農(nóng)產(chǎn)品安全的主要挑戰(zhàn)在于缺乏明確的產(chǎn)品標(biāo)識，導(dǎo)致消費者難以判斷產(chǎn)品的安全性。受中國國情影響，小規(guī)模生產(chǎn)者占據(jù)市場主導(dǎo)地位，監(jiān)管部門難以實現(xiàn)無縫監(jiān)管。一旦問題出現(xiàn)，責(zé)任追究也頗具挑戰(zhàn)。因此，為確保農(nóng)產(chǎn)品的安全性，必須加強(qiáng)源頭管控，明確責(zé)任主體，并實施農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和安全溯源系統(tǒng)。

3 基于農(nóng)產(chǎn)品溯源的電子商務(wù)平臺的設(shè)計

追蹤農(nóng)產(chǎn)品的來源是確保其質(zhì)量安全的重要方式，通過監(jiān)控產(chǎn)品的生產(chǎn)、分銷和消費環(huán)節(jié)的信息，可以及時識別并解決質(zhì)量和安全問題，進(jìn)而保護(hù)消費者的健康與權(quán)益?，F(xiàn)代信息技術(shù)被應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)，用于監(jiān)控農(nóng)產(chǎn)品從種植、加工、存儲、物流到銷售的整個過程。目前，傳統(tǒng)的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)存在數(shù)據(jù)篡改和信息不透明等問題，因此研發(fā)適用的農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺成為一項重要課題。

軟件架構(gòu)上分為3個層面：

首先，支撐層作為基礎(chǔ)，由軟件與硬件平臺構(gòu)成，目的是支持分布式集群的部署。它的主要功能是向服務(wù)層和運營層提供所需的基礎(chǔ)設(shè)施支持。

接著是服務(wù)層的構(gòu)建，它由基礎(chǔ)的開發(fā)平臺和多個公共核心組件組成。這些基礎(chǔ)平臺包含了如客戶支持、報告生成、物流處理等關(guān)鍵功能，旨在為應(yīng)用層提供基礎(chǔ)的服務(wù)支持。同時，公共核心組件中還整合了數(shù)據(jù)存取、日志記錄，以及第三方支付等功能，為應(yīng)用層提供了統(tǒng)一的接口支持。

應(yīng)用層構(gòu)成了平臺的最上層，它集成了農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)、O2O電商系統(tǒng)、活動平臺系統(tǒng)以及企業(yè)ERP管理系統(tǒng)。這些系統(tǒng)各承擔(dān)著電商平臺中的核心職能，通過相互協(xié)作，共同構(gòu)建了一個完備的電子商務(wù)生態(tài)系統(tǒng)。此外，服務(wù)與數(shù)據(jù)的安全性是整個交易過程中的重要保障，為整個平臺提供了堅實的基礎(chǔ)。

4 農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

農(nóng)產(chǎn)品溯源的電子商務(wù)平臺涉及技術(shù)主要包括以下幾個部分。

4.1 Web 服務(wù)端開發(fā)技術(shù)

該平臺實行了B/S架構(gòu)的網(wǎng)站開發(fā)模式，這是一種廣泛采用且具備眾多優(yōu)點的策略。利用這種模型，大部分的業(yè)務(wù)邏輯被部署在服務(wù)器端，這樣做不僅輕裝了客戶前端負(fù)載，還減少了系統(tǒng)保養(yǎng)及更新的經(jīng)濟(jì)和時間成本，同時也確保了數(shù)據(jù)平臺的安全性和對訪問權(quán)限的有效控制。

涉及的主要技術(shù)環(huán)節(jié)包括：

基于Nginx+Tomcat的負(fù)載均衡架構(gòu)是一種高性能、高可靠性的架構(gòu)方案。Nginx作為反向代理服務(wù)器，可以將請求分發(fā)到多個Tomcat服務(wù)器上，實現(xiàn)負(fù)載均衡，提高系統(tǒng)的并發(fā)處理能力和穩(wěn)定性。同時，Nginx還可以根據(jù)不同的調(diào)度規(guī)則，對后端服務(wù)器進(jìn)行動態(tài)、靜態(tài)頁面的分離，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的性能和效率?？傊?，基于Nginx+Tomcat的負(fù)載均衡架構(gòu)是一種優(yōu)秀的架構(gòu)方案，可以滿足高并發(fā)、高可靠性的應(yīng)用場景需求。該平臺使用Nginx來處理靜態(tài)數(shù)據(jù)，而動態(tài)服務(wù)請求則通過Nginx作為反向代理，根據(jù)特定算法將請求分配給多個Tomcat進(jìn)行處理，以實現(xiàn)服務(wù)器的負(fù)載均衡。

為了滿足項目中多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)通信的需求，平臺選擇使用Java語言作為主要開發(fā)語言，并結(jié)合Spring MVC 框架、Ajax、JSP、Spring Data 持久層、DBCP數(shù)據(jù)庫連接池以及Memcache緩存技術(shù)來實現(xiàn)。

為了處理大量數(shù)據(jù)的存儲和高并發(fā)讀寫需求，平臺采用了MySQL分布式集群的存儲解決方案。

硬件設(shè)備集成，因為項目需求，平臺需要將攝像頭、農(nóng)殘速測儀、標(biāo)簽打印機(jī)、小票打印機(jī)、掃描槍等設(shè)備集成到一起。

4.2 移動客戶端技術(shù)

為了讓用戶可以通過移動智能終端實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品溯源、購物等交互功能，該技術(shù)是對網(wǎng)頁版相關(guān)功能的擴(kuò)展和延伸。

涉及的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)包括：

采用Hybrid App作為客戶端框架技術(shù)，這種技術(shù)結(jié)合了Native App和Web App的優(yōu)勢，利用Native技術(shù)構(gòu)建App的外殼，并利用Web服務(wù)端技術(shù)提供App 內(nèi)部的內(nèi)容。Hybrid App 可同時適配Android 和iPhone 平臺，確保用戶在不同設(shè)備上的使用體驗一致。Hybrid App 通過在原生框架中嵌入 Web 頁面內(nèi)容，既保持了用戶體驗的優(yōu)質(zhì)，又確保了 App 內(nèi)容的靈活擴(kuò)展。即便集成了大量內(nèi)容和業(yè)務(wù)功能，也不會導(dǎo)致整個 App 的安裝包體積增加。

html5兼容性，App客戶端需要解決不同型號手機(jī)瀏覽器對html 5的兼容性問題。

平臺自定義數(shù)據(jù)適配，是指客戶端與產(chǎn)品自身數(shù)據(jù)服務(wù)之間通過特定的通信協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的過程。

4.3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)

“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)”系發(fā)展于“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”之上的先進(jìn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，其根基與核心延續(xù)了“互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”。其創(chuàng)新之處在于，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將交互范圍擴(kuò)展至所有物品之間，促成了自動化的信息交流與通信。利用此類技術(shù)，能夠翔實記錄農(nóng)產(chǎn)品在其生長、加工、打包及運送各階段的重要信息，達(dá)成農(nóng)產(chǎn)品供給鏈全面的透明可追溯性，保障產(chǎn)品從產(chǎn)地到消費點的品質(zhì)與安全。

涉及的主要技術(shù)環(huán)節(jié)包括：感知層，項目利用高質(zhì)量的專業(yè)傳感器檢測壓力、濕度、溫度、pH值、含氧量等參數(shù)，并通過ZigBee和藍(lán)牙等技術(shù)與傳感器網(wǎng)關(guān)進(jìn)行有效通信；RFID標(biāo)簽作為一種復(fù)合型技術(shù)，匯聚了無線射頻技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢，主要服務(wù)于自動化識別與物流管理需求。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)是一門高度綜合的技術(shù)體系，涵蓋了計算機(jī)軟件和硬件、傳感器技術(shù)、集成電路技術(shù)及電子技術(shù)應(yīng)用等多個領(lǐng)域。得益于其卓越的性能，RFID標(biāo)簽在自動化識別和物流管理行業(yè)中被廣泛采用[5]。類比于人體，傳感器就像人的感官，網(wǎng)絡(luò)就像人的神經(jīng)系統(tǒng)，而嵌入式系統(tǒng)則相當(dāng)于人的大腦，負(fù)責(zé)接收和處理信息。在物聯(lián)網(wǎng)中，嵌入式系統(tǒng)技術(shù)扮演著至關(guān)重要的角色，它能夠?qū)崿F(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的智能化和自動化，提高設(shè)備的性能和效率。

5 基于農(nóng)產(chǎn)品溯源的電子商務(wù)平臺的實現(xiàn)

通過農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源平臺建立專屬供貨體系，在嚴(yán)格監(jiān)控產(chǎn)品質(zhì)量的同時，為生產(chǎn)企業(yè)提供溯源管理及信息數(shù)據(jù)服務(wù)；通過農(nóng)產(chǎn)品銷售平臺建立產(chǎn)、供、銷一條龍的銷售體系，并通過采購、銷售終端收集農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)做數(shù)據(jù)儲備。農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源監(jiān)管系統(tǒng)如圖1所示。

溯源系統(tǒng)二維碼掃描效果圖如圖2所示。

6 結(jié)論

智慧農(nóng)業(yè)是我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢，農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全問題是備受社會關(guān)注的焦點，需要政府、企業(yè)和消費者共同合作解決。為了解決這個問題，本項目的核心是關(guān)于農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源，以二維碼為載體，構(gòu)建了基于農(nóng)產(chǎn)品溯源的電子商務(wù)平臺。該平臺優(yōu)化了企業(yè)的生產(chǎn)流程，加強(qiáng)了政府對行業(yè)的監(jiān)督能力，并確保了消費者獲取產(chǎn)品信息的權(quán)利，從而增強(qiáng)了消費者的購買信心[6]。為了提升該系統(tǒng)的普及和使用效率，需要對其功能進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和完善，包括業(yè)務(wù)流程自主定制和拓展信息服務(wù)模式，以滿足不同企業(yè)和消費者的需求。

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【通聯(lián)編輯：梁書】