第三方稻米溯源平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

姜 爽，韓貴清，司震宇，田景齊，王立舒，戚國強(qiáng)

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第三方稻米溯源平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

姜 爽1，韓貴清1※，司震宇2，田景齊3，王立舒4，戚國強(qiáng)4

（1. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，哈爾濱 150030；2. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)與信息中心，哈爾濱 150030；3. 哈爾濱市積掃成多網(wǎng)絡(luò)科技有限公司，哈爾濱 150001；4. 東北農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣與信息學(xué)院，哈爾濱 150030）

中國現(xiàn)有農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源平臺(tái)大多以生產(chǎn)企業(yè)（基地）為主體自行設(shè)計(jì)和實(shí)施，造成溯源平臺(tái)與生產(chǎn)企業(yè)同屬一個(gè)利益團(tuán)體，溯源結(jié)果難以得到消費(fèi)者認(rèn)同。為解決這一問題，該文分析現(xiàn)有農(nóng)產(chǎn)品溯源機(jī)制及實(shí)現(xiàn)方式，以稻米為例提出一種第三方溯源平臺(tái)的設(shè)計(jì)模式。第三方溯源平臺(tái)在政府監(jiān)管下，通過獨(dú)立權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)對(duì)稻米生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，并把溯源數(shù)據(jù)安全可靠地提供給消費(fèi)者。該溯源平臺(tái)系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，數(shù)據(jù)庫采用 MySQL，采用J2EE（Java 2 Platform Enterprise Edition）等技術(shù)手段，通過與微信公眾號(hào)連接，向消費(fèi)者提供二維碼溯源服務(wù)，針對(duì)溯源平臺(tái)中二維碼防偽關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行深入研究，并實(shí)現(xiàn)試運(yùn)行。該系統(tǒng)為2家企業(yè)的稻米高端農(nóng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全程溯源。試運(yùn)行結(jié)果表明，由第三方溯源模式帶來的成本提升，在售價(jià)提升20%后，得到了消費(fèi)者認(rèn)可，且銷量提高了20%，達(dá)到了企業(yè)的效益增長。證明本文設(shè)計(jì)的第三方溯源平臺(tái)較好解決了消費(fèi)者對(duì)溯源結(jié)果的認(rèn)同問題，為優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品安全溯源提供了一種有效手段。

農(nóng)產(chǎn)品；追溯；編碼；稻米；第三方；溯源系統(tǒng)；二維碼；J2EE；食品安全

0 引 言

國外農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)建立于20世紀(jì)70年代，研究成果顯著。Fontanesi[1]探討運(yùn)用基因鑒定的方法對(duì)食品信息進(jìn)行溯源的可行性。Garcia等研究了RFID（射頻識(shí)別，radio frequency identification）技術(shù)在食品溯源領(lǐng)域應(yīng)用的可行性、優(yōu)勢和不足[2]。Thakur等研究EPCIS（EPC information services）框架應(yīng)用于食品溯源信息管理的可行性[3]。Dabbene等首次成功搭建基于語義網(wǎng)絡(luò)的食品安全溯源系統(tǒng)[4]。Voorhuijzen等總結(jié)基于DNA的多重溯源信息檢測工具在農(nóng)作物品質(zhì)檢測方面的進(jìn)展[5]。中國農(nóng)產(chǎn)品溯源研究起步較晚，但近年來發(fā)展迅速，在畜產(chǎn)品追溯體系方面研究相對(duì)集中。在農(nóng)產(chǎn)品溯源方面制定了一些相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和指南，初步建立部分食品溯源制度，搭建起部分食品溯源信息系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)交換平臺(tái)。董玉德等建立了基于農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的質(zhì)量安全可追溯系統(tǒng)[6]。鄭火國詳細(xì)研究了食品安全可追溯系統(tǒng)[7]。趙榮等探討了山東省壽光市蔬菜追溯體系發(fā)展、評(píng)價(jià)及展望[8]。有研究探討基于.NET及GIS構(gòu)架的安全豬肉、牛肉、水產(chǎn)品全程可追溯系統(tǒng)研發(fā)[9-13]。亦有學(xué)者實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)優(yōu)化，進(jìn)行了對(duì)策及管理模式研究[14-19]。王立方等系統(tǒng)闡述家畜和畜產(chǎn)品可追溯系統(tǒng)的研究進(jìn)展[20]。傅澤田等探討了食品質(zhì)量安全可追溯關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展[21]。但上述的系統(tǒng)溯源存在信息內(nèi)容不一致，有簡有繁；溯源鏈條較短，沒有實(shí)現(xiàn)上下游企業(yè)之間的溯源信息的傳遞；質(zhì)量溯源終端匱乏及服務(wù)模式可行性差等問題，阻礙了溯源系統(tǒng)的普及和推廣。

雖然近年來農(nóng)產(chǎn)品溯源有一定發(fā)展[22-26]，但相關(guān)法律法規(guī)體系與標(biāo)準(zhǔn)還不健全，未能形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)主體各方面認(rèn)知不足，目前溯源機(jī)制仍存在不足，國內(nèi)現(xiàn)有的農(nóng)產(chǎn)品溯源平臺(tái)大多以生產(chǎn)企業(yè)（基地）為主體自行設(shè)計(jì)和實(shí)施的，屬于非獨(dú)立性“自我溯源”模式，造成溯源平臺(tái)與生產(chǎn)企業(yè)同屬一個(gè)利益團(tuán)體，溯源結(jié)果消費(fèi)者不認(rèn)同，博弈結(jié)果是面對(duì)消費(fèi)者的是“假溯源”，企業(yè)方容易形成管理上的“疲勞”，平臺(tái)可持續(xù)性差，最終流于形式，這也是眾多溯源產(chǎn)品投入市場運(yùn)行后難于長期運(yùn)行的主要原因。

中國東北地區(qū)生產(chǎn)的粳稻由于其優(yōu)異的品質(zhì)暢銷國內(nèi)外。部分地區(qū)的優(yōu)質(zhì)米早在2013年就獲得中國原產(chǎn)地域保護(hù)產(chǎn)品認(rèn)證，具有較高的品牌價(jià)值。但產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)問題亟待解決。為此，本文提出由政府監(jiān)管的第三方溯源機(jī)制，即第三方稻米溯源平臺(tái)，通過獨(dú)立權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)對(duì)生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，農(nóng)產(chǎn)品的最終零售包裝內(nèi)放置帶有經(jīng)過安全防偽技術(shù)處理后二維碼的卡片，把溯源數(shù)據(jù)安全可靠地提供給消費(fèi)者，消費(fèi)者用微信掃描二維碼溯源。通過第三方溯源平臺(tái)設(shè)計(jì)模式和管理模式的創(chuàng)新，以期從體制上保證稻米的優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)以及消費(fèi)者的權(quán)益保護(hù)。

1 第三方稻米溯源機(jī)制構(gòu)建

1.1 第三方溯源機(jī)制的提出

溯源是農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)以及食品安全的必然要求。目前常見的溯源模式有2種，自我溯源模式和企業(yè)加盟開放溯源平臺(tái)溯源模式。

自我溯源模式的結(jié)構(gòu)如圖1a所示，溯源平臺(tái)由生產(chǎn)企業(yè)自行開發(fā)，溯源數(shù)據(jù)由企業(yè)本身提供，企業(yè)容易受到利益的驅(qū)使而展示對(duì)銷售有利的結(jié)果。當(dāng)發(fā)生相關(guān)質(zhì)量以及食品安全問題維權(quán)時(shí)，消費(fèi)者在舉證、責(zé)任認(rèn)定、追責(zé)等方面比較困難。

另一種是企業(yè)加盟開放溯源平臺(tái)的模式如圖1b所示，這種方式溯源數(shù)據(jù)一般是由生產(chǎn)企業(yè)提供或者企業(yè)提供送測樣品，數(shù)據(jù)來源于送測樣品的檢測結(jié)果。這種模式下，用戶購買到的產(chǎn)品發(fā)生問題在追責(zé)時(shí)，但是仍然存在舉證、責(zé)任認(rèn)定、追責(zé)相對(duì)較難的問題。

針對(duì)以上2種溯源方式的不足，本文提出第三方溯源平臺(tái)新模式，如圖1c所示，溯源平臺(tái)在政府監(jiān)管下，平臺(tái)通過傳感器、手工錄入等方式采集產(chǎn)品的相關(guān)信息，通過獨(dú)立權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)對(duì)生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，把溯源數(shù)據(jù)安全可靠地提供給消費(fèi)者。企業(yè)入駐溯源平臺(tái)可以提高消費(fèi)者對(duì)該企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的信心，用戶出現(xiàn)質(zhì)量問題也可以方便地檢測、舉證、追責(zé)。實(shí)現(xiàn)多贏的局面。

圖1 兩種傳統(tǒng)溯源與第三方溯源模式

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 總體框架

溯源以消費(fèi)者溯源信息追溯，結(jié)合稻米生產(chǎn)過程作為主要流程，結(jié)合傳感器信息采集和人工手動(dòng)輸入信息，通過獨(dú)立權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)產(chǎn)品和環(huán)境進(jìn)行檢測，由政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)，對(duì)產(chǎn)品信息的二維碼進(jìn)行安全技術(shù)進(jìn)行處理，與微信公眾號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。消費(fèi)者通過二維碼掃描方式，獲取產(chǎn)品的溯源查詢信息。平臺(tái)整體框架設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 第三方溯源平臺(tái)基本框架

首先政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)對(duì)申請(qǐng)加入溯源平臺(tái)的企業(yè)進(jìn)行準(zhǔn)入資格審核，通過審核的企業(yè)具有管理本企業(yè)信息的權(quán)限，可以對(duì)企業(yè)相關(guān)信息進(jìn)行設(shè)置。在種植信息采集模塊中，需要采集產(chǎn)品的生產(chǎn)全過程的信息，包括田間種植信息采集（溫度，水質(zhì)，肥料等），種植管理相關(guān)信息（灌溉，施肥，農(nóng)藥，土質(zhì)，生長期監(jiān)測等），以及生產(chǎn)加工倉儲(chǔ)等信息。這些信息一部分通過傳感器自動(dòng)采集，一部分通過手動(dòng)錄入。在生產(chǎn)過程中，獨(dú)立檢測機(jī)構(gòu)會(huì)對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行檢測，并對(duì)加工后的產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)檢，并返回質(zhì)檢報(bào)告文檔，文檔既可以提供給消費(fèi)者查詢，也作為檔案信息進(jìn)行保存，為發(fā)生食品安全問題時(shí)提供相關(guān)證明。政府對(duì)全過程進(jìn)行監(jiān)管，并對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，對(duì)指導(dǎo)生產(chǎn)銷售等環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)支撐和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，形成有效的把控。消費(fèi)者在購買到商品后，可通過包裝內(nèi)部經(jīng)過防偽加密后的二維碼進(jìn)行掃描后，訪問微信公眾號(hào)端的溯源信息頁面獲取到產(chǎn)品相關(guān)溯源信息。

2.2 平臺(tái)組成

稻米第三方溯源平臺(tái)由4個(gè)子平臺(tái)組成：政府監(jiān)管子平臺(tái)，用于政府對(duì)平臺(tái)的監(jiān)管和決策以及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警；種植管理子平臺(tái)，存儲(chǔ)產(chǎn)品灌溉，施肥等種植管理信息；田間種植信息系統(tǒng)采集子平臺(tái)，用于收集田間溫度、水質(zhì)等環(huán)境信息；企業(yè)信息管理子平臺(tái)，對(duì)企業(yè)信息、產(chǎn)品信息進(jìn)行管理。溯源查詢信息通過對(duì)數(shù)據(jù)庫查詢并提取相關(guān)信息顯示給消費(fèi)者，通過相關(guān)調(diào)用完成，不需要設(shè)計(jì)成為單獨(dú)子平臺(tái)。

2.3 開發(fā)架構(gòu)

本文主要設(shè)計(jì)的第三方稻米溯源平臺(tái)，采用Jfinal系統(tǒng)框架，Browser/Server（瀏覽器/服務(wù)器）結(jié)構(gòu)模式，開發(fā)工具Java語言，運(yùn)用J2EE（Java 2 Platform Enterprise Edition）技術(shù)，運(yùn)行環(huán)境采用Myeclipse。滿足現(xiàn)有平臺(tái)各應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)的需求的同時(shí)，保證平臺(tái)的可拓展性。數(shù)據(jù)服務(wù)器專門存放數(shù)據(jù)，應(yīng)用服務(wù)器提供各類服務(wù)組件來訪問數(shù)據(jù)服務(wù)器和響應(yīng)客戶端的請(qǐng)求，用戶手機(jī)端只發(fā)出請(qǐng)求和顯示結(jié)果。

稻米溯源平臺(tái)的實(shí)際需求，溯源信息管理系統(tǒng)主要分為前臺(tái)展示和后臺(tái)管理2個(gè)部分，前臺(tái)主要是用來向消費(fèi)者展示稻米產(chǎn)品的相關(guān)信息。網(wǎng)站后臺(tái)主要是用于管理員管理基本信息，企業(yè)員工采集溯源信息，實(shí)現(xiàn)稻米生產(chǎn)的信息化。為了保證溯源信息的安全、準(zhǔn)確避免誤操作的發(fā)生，在網(wǎng)站后臺(tái)管理中企業(yè)信息管理模塊只有具有管理員權(quán)限的用戶才能訪問。

3 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

3.1 溯源流程設(shè)計(jì)

將網(wǎng)站與微信服務(wù)號(hào)做關(guān)聯(lián)處理，消費(fèi)者首先要打開微信的掃描功能，掃描二維碼，進(jìn)入稻米溯源平臺(tái)查詢結(jié)果頁面。消費(fèi)者買到稻米產(chǎn)品后，可以通過產(chǎn)品包裝內(nèi)部的二維碼查詢稻米產(chǎn)品的溯源信息，如產(chǎn)地、生產(chǎn)商、質(zhì)檢結(jié)果、相關(guān)資質(zhì)等。稻米產(chǎn)品的溯源碼具有唯一性，每袋（獨(dú)立包裝）產(chǎn)品只有一個(gè)溯源碼，查詢到的溯源信息都相同，對(duì)查詢次數(shù)計(jì)數(shù)并顯示，超過2次，消費(fèi)者基本可判斷查詢信息被泄露，買到的商品為假冒。溯源查詢信息模塊從數(shù)據(jù)庫中提取產(chǎn)品信息、質(zhì)檢信息、企業(yè)信息，查詢次數(shù)統(tǒng)計(jì)并顯示，數(shù)據(jù)將從數(shù)據(jù)表中提取，顯示在查詢結(jié)果頁面。溯源的流程如圖3所示。

3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫使用MySQL數(shù)據(jù)庫，根據(jù)溯源平臺(tái)系統(tǒng)整體架構(gòu)與功能分析，建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫，5個(gè)數(shù)據(jù)表項(xiàng)，供系統(tǒng)信息采集錄入及查詢和管理等操作。

圖3 溯源流程

具體表項(xiàng)如下：

企業(yè)信息表：設(shè)計(jì)有多個(gè)字段（如企業(yè)相關(guān)信息，相關(guān)資質(zhì)，產(chǎn)品質(zhì)檢信息與類別管理，種植、加工、倉儲(chǔ)信息采集等），根據(jù)企業(yè)表中的各數(shù)據(jù)字段建立模版。

田間種植信息采集表：保存田塊中傳感器自動(dòng)采集的生產(chǎn)環(huán)境相關(guān)信息，如溫度、水分、土壤肥料以及其他種植信息。

種植管理信息采集表：保存稻農(nóng)手動(dòng)錄入的生產(chǎn)過程相關(guān)信息，如灌溉、施肥、農(nóng)藥等其他種植信息。

產(chǎn)品相關(guān)信息檢測表：保存相關(guān)信息檢測結(jié)果。

溯源信息查詢表：保存消費(fèi)者溯源查詢相關(guān)信息。

以上5個(gè)數(shù)據(jù)表保存的數(shù)據(jù)能夠提供系統(tǒng)功能的使用，在開發(fā)過程中，根據(jù)不同功能需求，還進(jìn)行角色權(quán)限的設(shè)計(jì)，對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行錄入和查詢等操作：如在獨(dú)立權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)角色中，檢測機(jī)構(gòu)角色可以添加檢測結(jié)果及相關(guān)圖片；政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)角色中，可以對(duì)企業(yè)表進(jìn)行審核，可以查詢企業(yè)信息表中的信息，也可以查詢產(chǎn)品種植信息表查看信息，以及其他所有溯源系統(tǒng)的可供監(jiān)管的信息；系統(tǒng)管理員角色可以對(duì)企業(yè)信息表管理。企業(yè)信息管理員可以對(duì)企業(yè)相關(guān)信息，以及產(chǎn)品類別，產(chǎn)品信息進(jìn)行錄入等管理。消費(fèi)者角色通過二維碼對(duì)溯源信息查詢表查詢并顯示。

3.3 溯源二維碼的生成與加密的實(shí)現(xiàn)

掃碼溯源主要原理是將溯源產(chǎn)品的生產(chǎn)、運(yùn)輸、檢測等數(shù)據(jù)所在的網(wǎng)址編碼成二維碼格式，當(dāng)用戶掃碼時(shí)則會(huì)解析二維碼的內(nèi)容并跳轉(zhuǎn)到溯源平臺(tái)網(wǎng)站進(jìn)行溯源[27-30]。

要實(shí)現(xiàn)掃碼溯源不但要有在URL（統(tǒng)一資源定位符uniform resource locator）中存儲(chǔ)溯源服務(wù)器的地址還需要在URL字符串中保存相應(yīng)的稻米的溯源編碼。將稻米的溯源編碼與服務(wù)器相應(yīng)的后臺(tái)地址結(jié)合組成帶有參數(shù)的URL地址。例如溯源平臺(tái)的查詢地址是http://192.168.0.1/track.jsp，商品的溯源編碼是001000030000000000012345，對(duì)于溯源碼的編碼，通?？梢詫⑺菰创a分為幾個(gè)部分，例如在本系統(tǒng)中使用前面4位表示是哪種類型的稻米，例如可以用0001表示長粒香，0002表示稻花香等等，中間5位表示生產(chǎn)的批次，用后面15位則唯一標(biāo)識(shí)該產(chǎn)品。這樣的分級(jí)設(shè)計(jì)可以使得在數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)時(shí)可以利用產(chǎn)品類型和批次建立索引以提高檢索的速度。

如果用trackId作為溯源碼字段的話組合起來帶有參數(shù)的URL則應(yīng)該為http://192.168.0.1/track.jsp?trackId= 001000030000000000012345。

以上的方案雖然可以滿足功能和性能的需求，但是在溯源的二維碼中使用明文的參數(shù)會(huì)使得二維碼存在被惡意破解的風(fēng)險(xiǎn)。例如競爭對(duì)手或者其他惡意的用戶容易通過購買一定數(shù)量的已經(jīng)溯源的稻米，通過二維碼解碼得到一定數(shù)量的查詢參數(shù)，進(jìn)而通過分析和比對(duì)這些查詢參數(shù)找出規(guī)律從而對(duì)溯源平臺(tái)進(jìn)行破壞或者對(duì)溯源碼進(jìn)行盜用。

本文二維碼的加密與編碼主要目的是溯源數(shù)據(jù)不被破解和違規(guī)利用，因此應(yīng)該對(duì)URL進(jìn)行加密，將參數(shù)部分加密并且需要保證密文仍為有效字符，從而得到一個(gè)類似http://192.168.0.1/track.jsp?trackId=jmer3INCXEJ7Y0WNYx4bsthV9Ayvf+WOaTzafGZ6USY=的合法的URL字符串。

為保證安全性使用DES（數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，data encryption etandard）算法對(duì)參數(shù)進(jìn)行加密，先將查詢字符串轉(zhuǎn)換為字節(jié)，并按64位進(jìn)行分組，并準(zhǔn)備一個(gè)64位長的私鑰（密鑰中有56位參與DES運(yùn)算其余為是校驗(yàn)位）分組后的明文組在密鑰控制下進(jìn)行16輪替代和置換，這樣就得到查詢參數(shù)的密文。不過現(xiàn)在這個(gè)密文的各個(gè)字節(jié)不一定取值落在ASCII碼表中，并不能保證都是合法字符，為使這些字符變?yōu)楹戏ㄗ址褂肂ASE64再次對(duì)這個(gè)密文進(jìn)行一次加密，由于BASE64的密文的取值范圍都是合法字符，這樣就得到由合法字符組成的查詢字符串。溯源URL的加密過程如圖4所示。

圖4 溯源統(tǒng)一資源定位符加密過程

得到加密后的溯源URL還需要利用二維碼編碼技術(shù)來獲取用于溯源的二維碼。通過相應(yīng)的編碼算法將溯源URL字符串編碼為對(duì)應(yīng)的二維碼，這樣用戶掃碼之后就會(huì)跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的URL指示的網(wǎng)絡(luò)地址，從而實(shí)現(xiàn)掃碼溯源。

相關(guān)的執(zhí)行文件主要分為兩個(gè)文件夾具體如表1所示。

數(shù)據(jù)從加密到生成二維碼需要兩個(gè)步驟：

1）溯源碼首先通過EncryptUtils.java調(diào)用DESEncryptor.java（DES加、解密模塊）和Encryptor.java(BASE64加、解密模塊)中的接口完成DES加密，和BASE 64二次加密得到一個(gè)合法的查詢參數(shù)密文。

2）系統(tǒng)通過QRO.class文件接收加密后的查詢參數(shù)，與服務(wù)器地址結(jié)合后，生成含有密文參數(shù)的二維碼，并通過PrintO.class文件來進(jìn)行二維碼的打印。

表1 相關(guān)執(zhí)行文件分類信息

用戶掃描溯源二維碼時(shí)，會(huì)訪問加密后的URL，系統(tǒng)首先通過EncryptUtils.java來把加密后的參數(shù)進(jìn)行BASE 64和DES解密，然后系統(tǒng)利用解密之后的查詢參數(shù)在數(shù)據(jù)庫中查詢溯源信息，并把溯源結(jié)果返回給用戶。用戶手機(jī)里的掃描功能app，如微信等會(huì)自動(dòng)調(diào)用瀏覽器查看溯源結(jié)果。如果是已經(jīng)注冊(cè)過的稻米則會(huì)返回稻米的溯源信息，并更新查詢次數(shù)記錄。

4 試運(yùn)行

系統(tǒng)目前架設(shè)于東北農(nóng)業(yè)大學(xué)數(shù)據(jù)中心，通過與微信企業(yè)公眾號(hào)關(guān)聯(lián)，提供二維碼掃描溯源，向部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)企業(yè)提供服務(wù)。溯源平臺(tái)與微信公眾號(hào)關(guān)聯(lián)，可以使消費(fèi)者能夠了解微信公眾號(hào)的主體是政府指定的第三方服務(wù)單位，具有權(quán)威性，而且二維碼通過加密具備了一定的保密性，這樣基本可以保證消費(fèi)者能夠掃描到的網(wǎng)址是正規(guī)的網(wǎng)址，從而保證數(shù)據(jù)可靠性。

目前已有多家稻米品牌企業(yè)與溯源平臺(tái)簽署合作協(xié)議或合作意向。溯源平臺(tái)向合作企業(yè)提供最終產(chǎn)品的溯源二維碼，由企業(yè)噴印在卡片并放置于最終產(chǎn)品的包裝內(nèi)部。

目前二維碼設(shè)計(jì)成一物一碼，即每個(gè)包裝袋里面會(huì)放入一個(gè)帶有唯一性質(zhì)的二維碼的卡片，消費(fèi)者在購買商品后，打開包裝就可以掃描卡牌上面的二維碼查詢了，掃描后，消費(fèi)者會(huì)打開溯源平臺(tái)微信公眾號(hào)的鏈接，在關(guān)注公眾號(hào)之后，消費(fèi)者會(huì)訪問到產(chǎn)品詳細(xì)信息的頁面，包括溯源產(chǎn)品的產(chǎn)地、包裝、企業(yè)信息以及產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告。溯源二維碼見圖5。查詢結(jié)果見圖6。后臺(tái)管理見圖7。

圖5 溯源二維碼

圖6 溯源查詢結(jié)果示例

5 企業(yè)成本與效益分析

企業(yè)只有當(dāng)?shù)谌剿菰聪到y(tǒng)帶來的收益大于或等于成本時(shí)，企業(yè)才有意愿加入到第三方溯源系統(tǒng)平臺(tái)中，因此，有必要對(duì)第三方溯源平臺(tái)體系中的企業(yè)進(jìn)行成本與效益分析。第三方溯源系統(tǒng)的成本主要由標(biāo)簽費(fèi)用，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和服務(wù)費(fèi)用組成，詳細(xì)成本見表2。

表2 第三方溯源系統(tǒng)的成本分析

從表2可知，每件產(chǎn)品粘貼1張二維碼，用于產(chǎn)品的溯源跟蹤，根據(jù)印刷數(shù)量決定著其成本，一般在0.09～0.12元/張，平均成本為0.10元/張；服務(wù)成本包括第三方平臺(tái)服務(wù)費(fèi)成本和信息采集、維護(hù)與咨詢費(fèi)用，信息采集、維護(hù)與咨詢費(fèi)用為3 000元/a，第三方平臺(tái)服務(wù)成本，按企業(yè)年銷售額的千分之一計(jì)算，第三方溯源系統(tǒng)軟件為1 000元。

如五常市順澤米業(yè)有限公司的稻香社品牌在2016年之前未采用溯源，銷售量為50 t/a，單價(jià)為20元/kg，采用的是10 kg的包裝，銷售額約為100萬元/a，在2016年采用溯源模式后，由于成本上升，單價(jià)提高至24元/kg，由于采用溯源模式，消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品認(rèn)可程度提高，接受價(jià)格提升，2016年銷售量達(dá)到60 t，銷售額達(dá)到144萬元，溯源成本約為7 000元人民幣。從上述數(shù)據(jù)可以看出，由溯源模式帶來的成本提升，在售價(jià)提升20%后，被消費(fèi)者認(rèn)可，并且銷量也提高了20%，達(dá)到了企業(yè)的效益增長。

6 結(jié) 論

本文提出由政府監(jiān)管的第三方溯源機(jī)制，即第三方稻米溯源平臺(tái)，通過獨(dú)立權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)對(duì)生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，農(nóng)產(chǎn)品的最終零售包裝內(nèi)放置帶有經(jīng)過安全防偽技術(shù)處理后二維碼的卡片，把溯源數(shù)據(jù)安全可靠地提供給消費(fèi)者，消費(fèi)者用微信掃描二維碼進(jìn)行溯源。本研究基于J2EE（Java 2 Platform Enterprise Edition）技術(shù)手段構(gòu)建了中國東北地區(qū)優(yōu)質(zhì)稻米的在線溯源平臺(tái)，解決了溯源平臺(tái)中特有的二維碼設(shè)計(jì)問題和安全加密等關(guān)鍵技術(shù)。該系統(tǒng)為2家企業(yè)的稻米高端農(nóng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)全程溯源。試運(yùn)行結(jié)果表明，由第三方溯源模式帶來的成本提升，在售價(jià)提升20%后，得到了消費(fèi)者認(rèn)可，且銷量提高了20%，達(dá)到了企業(yè)的效益增長。該模式下第三方溯源平臺(tái)企業(yè)入駐溯源平臺(tái)可以提高消費(fèi)者對(duì)該稻米產(chǎn)品質(zhì)量的信心，消費(fèi)者因?yàn)榈久桩a(chǎn)品具有質(zhì)量保證而愿意支付因此產(chǎn)生的費(fèi)用，從而提高收入，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)。

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Design and implementation of third-party traceability platform for rice

Jiang Shuang1, Han Guiqing1※, Si Zhenyu2, Tian Jingqi3, Wang Lishu4, Qi Guoqiang4

(1.,,150030,; 2.,,150030,; 3.150001,; 4.,,150030,)

The rice produced in the northeast of China is well sold in the world because of its excellent quality. High-quality rice produced in some areas makes high brand value. For the reason that the shoddy rice phenomenon is increasing seriously, solutions should be proposed to solve the problem. Most of the existing traceability systems of agro-products in China are mainly designed and implemented by the manufacturing enterprises, which make both the organization providing traceability service and the manufacturing enterprises are community of interest, and the traceability results are difficult to meet the consumers' needs. To achieve the quality and safety of agricultural products, the existing agricultural product traceability mechanism and implementation were analyzed, and a new third-party traceability system was proposed in this paper. Under the supervision and guidance by the government, the third-party traceability system provided the traceability data to the consumer safely and reliably, as rice samples were tested by the independent authoritative testing agency . B/S architecture were used in the third-party traceability platform system,and MySQL, J2EE (Java 2 Platform Enterprise Edition) and other technical means were used for the database construction. By connecting with the WeChat public number, the QR code of the product information is processed with safety technology in order to provide the consumers with traceability services. At the same time, the anti-counterfeiting problem of the QR code on the traceability platform was studied, and the new platform succeeded in the simulation running. The platform has been used by two enterprises to achieve the full traceability of the high-quality agricultural products. The results showed that the price of rice sale was increased by 20%, which was caused by the cost of the third-party traceability mode, but it was accepted by the consumers, and the total rice sale had been increased by 20%, which had achieved the benefit growth of the enterprises. The results showed that the traceability results using the third-party traceability platform designed in this paper make the consumers’ approval, and the third-party traceability platform provides an effective means for the traceability of high-quality agricultural products.

agricultural products; tracking; encoding; rice; third-party; traceability system; QR code; J2EE; food safety

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.24.028

S24;TP391

A

1002-6819(2017)-24-0215-07

2017-07-08

2017-12-07

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51209039）；黑龍江省教育廳科技項(xiàng)目（12521038）

姜 爽，女，黑龍江人，博士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理。Email：jiangshuangjs@163.com

韓貴清，男，研究員，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理、農(nóng)業(yè)工程管理等方面研究。Email：haashangq@126.com

姜 爽，韓貴清，司震宇，田景齊，王立舒，戚國強(qiáng).第三方稻米溯源平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2017，33(24)：215－221. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.24.028 http://www.tcsae.org

Jiang Shuang, Han Guiqing, Si Zhenyu, Tian Jingqi, Wang Lishu, Qi Guoqiang. Design and implementation of third-party traceability platform for rice[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(24): 215－221. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.24.028 http://www.tcsae.org