農(nóng)作物安全生產(chǎn)追溯系統(tǒng)設計研究

朱曉冬

摘要 農(nóng)作物生產(chǎn)與安全問題自始至終都與人們身體健康利害相關，也是消費者購買農(nóng)作物商品時最關心的問題。農(nóng)作物安全生產(chǎn)溯源系統(tǒng)可以讓消費者了解到產(chǎn)品產(chǎn)地、生產(chǎn)過程、采摘時間、檢測結果等農(nóng)作物的重要信息。本文總結了農(nóng)作物質(zhì)量安全存在的隱患、追溯系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)過程，以期保障農(nóng)作物質(zhì)量與安全以及消費者的合法權益。

關鍵詞 農(nóng)作物安全生產(chǎn)；追溯系統(tǒng)；設計

中圖分類號 F322 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）01-0280-02

Research on Design of Traceable System for Crop Safety Production

ZHU Xiao-dong

（Beijing University of Agriculture，Beijing 102206）

Abstract Crop production and safety issue is related to the healthy of people from beginning to end，and it is also the most important problem for consumers to buy crop products.The traceable system of crop safety production can make consumers understand the important information of crops including the production area，production process，picking time，test results and so on.This paper summarized the hidden dangers of crop quality and safety，the design and implementation process of traceable system，so as to ensure the quality and safety of crops and the legitimate rights and interests of consumers.

Key words crop safety production；traceable system；design

1 農(nóng)作物質(zhì)量安全存在的隱患

1.1 農(nóng)藥、化肥的施選和施量不當

近幾年來，農(nóng)藥在清除農(nóng)副產(chǎn)品的病菌、蟲害、雜草、鼠類等方面的調(diào)節(jié)作用越來越薄弱，因農(nóng)藥施選不當引起的安全隱患問題數(shù)不勝數(shù)。2017年在山東壽光有一農(nóng)戶因給自家養(yǎng)殖的羊食用了來自遼寧省沈陽的農(nóng)戶種植的大蔥后死亡。經(jīng)過一番調(diào)查，該農(nóng)戶在沈陽種植大蔥逾13.33 hm2，年產(chǎn)大蔥500 t。而喂養(yǎng)羊群的大蔥中含有毒死蜱、甲拌磷等劇毒的農(nóng)藥成分?？梢娹r(nóng)藥施選、施量不當不僅給人們帶來了不可估量的經(jīng)濟損失，同時也帶來了農(nóng)作物及其生長土地的安全隱患。

1.2 生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)控缺失

近年來，食品加工過程中存在混雜、偽造、濫竽充數(shù)的問題不勝枚舉。更有“瘦肉精”“地溝油”“毒奶粉”等影響惡劣的案件，導致社會惶惶不安。早在2011年9月，發(fā)生過1起蒙牛牌低脂高鈣牛奶由于食品生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)監(jiān)管不利，導致飯店賓客在席間開啟牛奶時倒出了1杯發(fā)綠的水。經(jīng)蒙牛企業(yè)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)是由于牛奶在加工期間個別工序控制不嚴格，導致了在設備中混入了細菌，細菌經(jīng)發(fā)酵后導致牛奶變質(zhì)。此類事情對社會和企業(yè)影響巨大，也證明了生產(chǎn)環(huán)節(jié)的監(jiān)控在食品加工中的重要性。

1.3 保鮮與貯藏技術落后

生鮮蔬菜為消費者食用的主要農(nóng)產(chǎn)品，但從采摘到消費者食用需要經(jīng)過數(shù)天甚至1個月的遠程運輸。采摘后的農(nóng)產(chǎn)品因放置過久而發(fā)酵產(chǎn)生的氧化物和異味，對使用者有致癌作用。2017年《關于3批次食品不合格情況的通告》文中提到了三只松鼠股份有限公司，其生產(chǎn)的開心果經(jīng)檢測霉菌值超出國家標準的1.8倍，原因是農(nóng)產(chǎn)品貯藏和運輸條件控制不當導致加工用原料受霉菌污染而致霉菌超標。

1.4 溯源體系建設參差不齊

已建立起來的追溯系統(tǒng)在把控食用商品安全中起到的作用有限，這與中國缺少的食品供應鏈信息平臺以及社會群眾對可追溯系統(tǒng)的認識度不高有關。追溯系統(tǒng)在中國起步較晚、技術成熟度不足，對建造科學的可追溯系統(tǒng)帶來了一定的阻礙。三鹿公司因其未建立完善的可追溯系統(tǒng)最終引發(fā)2008年“三鹿奶粉”中含有危害人身體健康的三聚氰胺事件。對于有危害的奶制品沒有及時地追溯召回，最終導致事態(tài)愈演愈烈，無法控制，給社會和受害者帶來了巨大的影響和傷害。

2 農(nóng)作物安全生產(chǎn)追溯系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)特點與功能

2.1.1 系統(tǒng)主要特點。一是透明性。跟蹤記錄了農(nóng)作物從種植、生產(chǎn)、倉儲到最后銷售的各個環(huán)節(jié)信息與數(shù)據(jù)；時刻對農(nóng)作物安全生產(chǎn)及加工流程實行全面、綜合的監(jiān)控；實時監(jiān)控貨物集中地，掃碼過程全程管控，供事后查詢。二是增效行。人工掃碼、視覺讀碼，效率提升逾5倍；利用追溯工具，減少風險、成本、時間；完善流程體系的搭建，實現(xiàn)高效、精準、靈活的分析與決策。

2.1.2 子系統(tǒng)功能分析。農(nóng)作物安全生產(chǎn)追溯系統(tǒng)是將系統(tǒng)的各個關鍵組成部分分成4個子系統(tǒng)來詳細呈現(xiàn)。這種分工更能清晰展現(xiàn)出農(nóng)作物從生產(chǎn)到加工的業(yè)務流程。其功能如下。

（1）種植管理子系統(tǒng)。包括農(nóng)產(chǎn)品種植基地數(shù)據(jù)、農(nóng)產(chǎn)品生長數(shù)據(jù)、農(nóng)藥投放數(shù)據(jù)以及無公害農(nóng)作物認證數(shù)據(jù)四大模塊組成。通過物聯(lián)網(wǎng)檢測技術對農(nóng)產(chǎn)品在種植階段的數(shù)據(jù)、各項指標和環(huán)境數(shù)據(jù)嚴格檢測與把關[1-2]。農(nóng)作物種植基地進行無公害檢測后，對符合國家標準的土地進行施種。在種植過程中，通過遠程視頻監(jiān)控技術、環(huán)境監(jiān)測技術、農(nóng)藥殘留遠程檢測技術，對種植基地的土壤條件、灌溉水質(zhì)、空氣成分質(zhì)量進行實時傳輸、數(shù)據(jù)上傳、統(tǒng)計并對播種、施肥、灌溉、病蟲害防治等農(nóng)務進行詳細記錄。endprint

（2）加工管理子系統(tǒng)。生產(chǎn)加工信息主要包括采摘記錄、清洗記錄、分割記錄、包裝材料等信息。系統(tǒng)對農(nóng)作物采收之后的相關檢測、包裝材料等加工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進行存儲記錄，保證了加工環(huán)節(jié)的監(jiān)督檢測。這其中也包含了記錄農(nóng)作物獨有的生產(chǎn)批號，以及對合格農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)批號打印生成溯源碼的記錄[3]。

（3）倉庫管理子系統(tǒng)。包含了人員操作數(shù)據(jù)、進出貨倉數(shù)據(jù)、物流數(shù)據(jù)3個模塊。倉庫是用來存儲農(nóng)產(chǎn)品的重要場地。未被消費者購買的商品放到各個倉庫，其中倉庫工作人員是此系統(tǒng)的核心參與者。倉庫管理操作人員要詳盡地把農(nóng)產(chǎn)品的進出庫情況在系統(tǒng)上進行登記，以便對日后出現(xiàn)的產(chǎn)品問題進行追溯和查看信息。

（4）銷售管理子系統(tǒng)。大型企業(yè)采購銷售和物流配送人員是此系統(tǒng)的核心參與者。負責記錄等級農(nóng)作物的配送和運輸情況。包括了供貨商的追溯數(shù)據(jù)以及產(chǎn)生追溯信息的上傳與查看。

以上四大子系統(tǒng)內(nèi)容作為最終呈現(xiàn)農(nóng)作物從生產(chǎn)到銷售的健康履歷報告的基礎。

2.2 系統(tǒng)運行環(huán)境

軟件運行化境為Linux操作系統(tǒng)Centos 6.5版本，Mysql數(shù)據(jù)庫。硬件運行環(huán)境為CPU 2.0G，內(nèi)存1GB，硬盤500G。

2.3 系統(tǒng)技術應用及實現(xiàn)

在對農(nóng)作物產(chǎn)品追溯的過程中容易產(chǎn)生農(nóng)作物生產(chǎn)信息或在追溯過程中不符合產(chǎn)品要求的節(jié)點，以及在系統(tǒng)記錄信息過程中發(fā)生信息缺失的節(jié)點。其中包括溫濕度傳感、圖像設備、CO2傳感、土壤水分傳感、光照傳感、無線傳感、安防人員管理傳感、環(huán)境設備監(jiān)測傳感、RFID讀寫設備等節(jié)點，信息的無縫精確采集以及采集數(shù)據(jù)傳輸是實現(xiàn)農(nóng)作物安全生產(chǎn)追溯的關鍵[4-5]。

2.3.1 物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)關鍵節(jié)點追溯以及數(shù)據(jù)采集。物聯(lián)網(wǎng)是按事先的約定協(xié)議將物品通過紅外感應器、射頻識別（RFID）、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、紅外感應器等信息傳感設備與互聯(lián)網(wǎng)進行通訊、交換信息以及連接來實現(xiàn)實時定位、識別、監(jiān)控、追蹤的一種新型技術。物聯(lián)網(wǎng)包括3層，分別為實體感知層、網(wǎng)絡傳輸層以及數(shù)據(jù)應用層。

（1）實體感知層包括RFID標簽、紅外線感應、讀卡設備、攝像監(jiān)控儀器等[6]。種植管理系統(tǒng)中實現(xiàn)了對農(nóng)作物進行標識以及農(nóng)作物、農(nóng)務基本信息的采集。農(nóng)戶通過登錄系統(tǒng)PC端后臺對感知層讀取的數(shù)據(jù)進行查看，包括空氣濕度、空氣溫度、土地濕度、土地濕度、風速、水質(zhì)、負氧離子等數(shù)據(jù)。

（2）網(wǎng)絡傳輸層是數(shù)據(jù)傳輸與通信的基礎。通過通信網(wǎng)絡進行信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)庫中，工作人員根據(jù)不同應用的需要進行信息處理和展示。

（3）數(shù)據(jù)應用層是將紅外感應器、射頻識別（RFID）、激光掃描器等相關技術與相關技術及領域的融合應用。在本系統(tǒng)中物聯(lián)網(wǎng)應用層與精準農(nóng)業(yè)、環(huán)境檢測技術相結合提供農(nóng)作物到農(nóng)產(chǎn)品的追溯源頭和基礎。結合物聯(lián)網(wǎng)技術，農(nóng)戶可以在移動端設備中輸入特定位置進行農(nóng)場信息的查看，也可以將采集到的數(shù)據(jù)添加到發(fā)布的商品和商品追溯信息當中。

2.3.2 二維碼技術實現(xiàn)一物一碼追溯查看。二維碼又稱QR Code-QuickResponse，是一種有規(guī)律的數(shù)據(jù)符號，由1種或多種預先設定好的黑、白2種顏色的圖形組成，是近年來移動設備上最流行、最普遍的一種編碼方式，QR Code比傳統(tǒng)的BarCode（條形碼）能儲存更多的信息，也能應用于多種數(shù)據(jù)類型的表示[5]。

二維碼作為全新的存儲傳遞和識別技術，應用范圍廣泛，常見的應用功能有手機支付、會員管理、網(wǎng)站跳轉(zhuǎn)、廣告推送、手機電商，防偽溯源、信息獲取、優(yōu)惠促銷等，這些功能給人們?nèi)粘Ｉ顜砹饲八从械谋憷⑶乙呀?jīng)滲透到生活中的各個方面。本系統(tǒng)結合二維碼技術以及無線感應的物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)、數(shù)據(jù)信息獲取以及產(chǎn)品信息追溯的功能[6-7]。

在移動端商品詳情頁面中點擊“更多”，生成商品追溯二維碼，可保存至相冊進行打印以便消費者進行掃描追溯查詢。消費者通過掃描商品二維碼后會進入Web端界面，界面中展示了農(nóng)作物所在農(nóng)場及生長信息。通過掃描二維碼完成了植物從生長到銷售的履歷追溯，從而保障了消費者的合法權益[8-9]。

3 結語

農(nóng)作物生產(chǎn)安全追溯系統(tǒng)的實現(xiàn)，使每個產(chǎn)品擁有了像人一樣的身份ID以及生長信息。這些信息包含了從“萌芽”到“出生”再到倉儲運輸最后銷售各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)信息，使產(chǎn)品的物流追溯成為可能。通過本系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理，可方便查詢到在市場上流通的農(nóng)產(chǎn)品的詳細信息。系統(tǒng)對生產(chǎn)、倉儲、銷售等部分節(jié)點進行全面實時監(jiān)控，消費者以及監(jiān)管部門可通過農(nóng)產(chǎn)品的“ID”即二維碼識別出該產(chǎn)品詳細具體的信息，有益于對生產(chǎn)加工違規(guī)不合法的商品進行實時檢測、監(jiān)督以及召回。避免了以往農(nóng)作物安全生產(chǎn)系統(tǒng)功能單一的局限性而導致監(jiān)管難的問題發(fā)生，同時提升了監(jiān)管效率[10-11]。

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