基于Android的食品溯源系統(tǒng)研究

炎士濤　王富豪

摘要：為了杜絕有毒有害食品送上人們的餐桌，危害人體健康，破壞家庭幸福生活，文章提出基于Android的食品溯源系統(tǒng)的研究。通過分析QR碼原理及特點，對中文漢字進行了數(shù)據(jù)編碼，使用WiFi技術(shù)與MYSQL數(shù)據(jù)庫進行信息采集傳輸，基于Android系統(tǒng)開發(fā)平臺，實現(xiàn)查詢搜索及錄入功能。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)抗干擾能力強，記錄信息詳細，適合應(yīng)用推廣。

關(guān)鍵詞：Android；回溯系統(tǒng)；QR碼；MYSOL

1食品研究背景

隨著人們?nèi)粘Ｉ钏降奶岣?，對食品安全質(zhì)量的追求也越來越高，即便在每個環(huán)節(jié)倍加注意，也無法抵擋不法商販為謀求高額利潤進行的制假活動。毒奶粉、毒豇豆、敵敵畏韭菜、涂藥黃瓜等有害食品屢禁不止，各種激素、農(nóng)藥、保鮮殺蟲試劑的超標違法使用，正不斷侵襲人們的健康，給無數(shù)家庭帶來了難以挽回的傷害。

為了能夠監(jiān)控食品生產(chǎn)及流轉(zhuǎn)過程，人們使用了條形碼技術(shù)，普通的一維條形碼由于構(gòu)造簡單、記錄信息少、容易偽造等特點，已經(jīng)難以滿足人們的需求。QR Code正廣泛被應(yīng)用，由于該編碼容易對漢字、字母等字符進行數(shù)據(jù)分析，糾錯強、誤碼率低，能夠存儲大量信息，所以被應(yīng)用到大量的系統(tǒng)中。Android系統(tǒng)是目前移動互聯(lián)網(wǎng)終端普遍使用的操作系統(tǒng)，市場占有率非常高，基于Android系統(tǒng)開發(fā)食品溯源系統(tǒng)具有擴展性高、便于部署等優(yōu)勢。本系統(tǒng)的設(shè)計目的在于通過溯源加強食品生產(chǎn)及銷售過程的監(jiān)督管理，保證食品從生產(chǎn)到銷售的整個環(huán)節(jié)的安全及可控性。

2技術(shù)簡介

二維碼技術(shù)目前相對比較普及，已知的可以使用的二維條碼制已經(jīng)達到200多種，不同的編碼原理不同，具有各自的優(yōu)勢，常見的有Data Matrix，CODE49和QR Code。目前被廣泛使用的QR Code編碼，是1994年日本人Denso-Wave發(fā)明的矩陣條形碼技術(shù)，能夠方便快速的識別不同字母及漢字，存儲信息量大，識別速度快，同時具有全方位識別以及抗損傷、還原性強的優(yōu)勢。MYSQL是瑞典一家公司開發(fā)的移植性能強的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，是具有C/S體系結(jié)構(gòu)的分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫可以在互聯(lián)網(wǎng)上任何地方訪問，具有功能強大、使用方便、操作簡單、速度快、可靠性和安全性高的優(yōu)點。Android是基于Linux內(nèi)核的操作系統(tǒng)平臺，Google公司開發(fā)研制，采用軟件疊層架構(gòu)，包括中間件及應(yīng)用程序。Android系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，已經(jīng)占有手機市場的大部分份額，并且急劇擴張到平板電腦、智能電視等不同領(lǐng)域，采用該平臺進行系統(tǒng)開發(fā)，可以非常方便地移植到其他平臺中，應(yīng)用前景好。

3系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)主要模塊包括信息錄入、信息查詢及系統(tǒng)管理等，為保證系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中信息的存儲，需要對MYSQL數(shù)據(jù)庫進行詳細設(shè)計。系統(tǒng)實現(xiàn)基于Android6.0版本開發(fā)，使用Java語言編程實現(xiàn)。在初始階段進行信息采集，詳細記錄食品的基本信息及關(guān)鍵碼，例如生產(chǎn)廠家、原料構(gòu)成、達標信息等，進而生成二維碼，以便在今后流通過程中進行掃描查詢；在流轉(zhuǎn)過程中，需要使用二維碼識別，根據(jù)不同權(quán)限顯示相關(guān)信息或進行信息補充，將上級供貨商、到貨時間、運輸及經(jīng)手人信息加入到數(shù)據(jù)庫中。

3.1數(shù)據(jù)庫設(shè)計

為了更好地進行食品溯源工作，需要詳細記錄相關(guān)信息，另外需要關(guān)鍵碼段和OR Code碼進行轉(zhuǎn)換識別，具體關(guān)鍵字段設(shè)計如表1所示。

3.2系統(tǒng)平臺模塊設(shè)計

系統(tǒng)運行進入主界面后，根據(jù)登錄權(quán)限顯示不同的界面。系統(tǒng)管理進行用戶權(quán)限的管理；當信息錄入時，根據(jù)初次錄入還是后繼錄入進行編（解）碼，輸入食品相關(guān)的詳細信息，例如上表中提到的生產(chǎn)廠家、物流信息、產(chǎn)品信息等，通過WiFi將數(shù)據(jù)存儲到MYSQL數(shù)據(jù)庫中；當進行信息查詢時，進行掃描解碼，對應(yīng)MYSQL數(shù)據(jù)庫中提取相應(yīng)信息進行顯示；檢測管理專門提供給質(zhì)檢單位，在初次錄入信息后由質(zhì)檢部分進行核實，進而將評測信息寫入到數(shù)據(jù)庫中，供查詢使用。

4系統(tǒng)關(guān)鍵功能實現(xiàn)

整個實現(xiàn)過程中針對數(shù)據(jù)庫的操作非常簡單，系統(tǒng)管理和檢測管理只牽涉到對MYSQL數(shù)據(jù)庫表的簡單修改操作，由MYSQL提供的結(jié)構(gòu)化查詢語句即可完成。與之對應(yīng)，信息錄入、信息查詢及QR編碼模塊則需要考究關(guān)鍵信息的篩選，QR二維碼的編碼及解碼功能實現(xiàn)。

4.1編碼模塊實現(xiàn)

在QR二維碼生成模塊中，實現(xiàn)步驟包括數(shù)據(jù)分析（確定編碼字符類型并選擇糾錯等級）、數(shù)據(jù)編碼（數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為位流并構(gòu)成碼字序列）、糾錯編碼（根據(jù)糾錯等級進行糾錯）、構(gòu)造數(shù)據(jù)信息并生成矩陣、掩摸及最終加入版本信息等若干環(huán)節(jié)。由于本系統(tǒng)需要在二維碼中存入大量漢字信息，需要采用GB2312編碼，每個漢字對應(yīng)的GB2312編碼轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)二進制流，按上述步驟執(zhí)行形成二維碼。QR編碼形成的矩陣共有40個規(guī)格版本，從版本1的21×21矩陣到版本40的177×177能容納的信息量逐級遞增，本實例采用版本7，糾錯級別使用M，即15%的數(shù)碼糾正。

4.2信息查詢模塊實現(xiàn)

當用戶登錄系統(tǒng)選擇信息查詢功能時，會彈出掃碼界面，用戶將手機對準食品上的二維碼掃描識別，進行解碼操作，把二維碼蘊含的基本信息顯示在信息界面上。提取二維碼編碼時產(chǎn)生的OR關(guān)鍵碼，通過WiFi連接MYSQL數(shù)據(jù)庫進行查詢，進一步將食品的相關(guān)產(chǎn)品信息及物流信息顯示在詳細界面中，滿足用戶對保證食品質(zhì)量安全的各個環(huán)節(jié)的信息有更進一步的了解。

4.3信息錄入模塊實現(xiàn)

該模塊主要實現(xiàn)食品溯源信息的數(shù)據(jù)庫存儲。首次錄入信息主要是食品名稱、生產(chǎn)廠家、生產(chǎn)日期等簡單信息，這些信息將會在錄入后編碼記錄在OR二維碼中，當進行掃碼解碼時直接顯示。基本信息錄入后由質(zhì)檢用戶登錄進行認證，然后調(diào)用編碼模塊生成QR二維碼，認證信息補充存儲在二維碼中。該環(huán)節(jié)一個關(guān)鍵工作是產(chǎn)生一個OR關(guān)鍵碼，該編碼作為數(shù)據(jù)庫中食品信息表的關(guān)鍵字段，為以后流通環(huán)節(jié)補充物流信息時提供依據(jù)。每次解碼時都可以得到該字段，從而訪問食品信息表，進行信息的讀取顯示或補充寫入。

5結(jié)語

本系統(tǒng)實現(xiàn)了食品生產(chǎn)信息創(chuàng)建、OR二維編碼生成、掃碼顯示食品數(shù)據(jù)信息等一整套溯源環(huán)節(jié)，構(gòu)建了一個基于Android的食品溯源系統(tǒng)。實踐證明OR碼可以在很小面積的方塊中表示大量中文漢字信息，準確率和可靠性高。將系統(tǒng)部署在手機移動端使用簡單方便，查詢信息準確，適合推廣使用。通過使用該系統(tǒng)，可以方便地實現(xiàn)食品源頭可追溯、物流可跟蹤、信息可查詢、產(chǎn)品可認證等多項目標，為解決食品安全質(zhì)量問題提供了可靠有效的手段。當然，本系統(tǒng)也存在一定的問題，諸如初始信息靠人工錄入、查詢信息依靠網(wǎng)絡(luò)支持等，后期研究中將考察RFID技術(shù)的應(yīng)用，爭取實現(xiàn)信息的自動采集，進一步提高系統(tǒng)的性能。