基于NFC的有機(jī)水稻質(zhì)量安全數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究

強(qiáng)濃

摘 要：本文分析了建立有機(jī)水稻質(zhì)量安全數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)的科學(xué)性和高效性，試圖改善有機(jī)水稻生產(chǎn)、流通、銷(xiāo)售環(huán)境，提高有機(jī)水稻的品質(zhì)和美譽(yù)度，為有機(jī)水稻安全生產(chǎn)和管理的監(jiān)控信息化建設(shè)提供應(yīng)用示范。

關(guān)鍵詞：有機(jī)水稻;NFC;安全追溯

目前我國(guó)的水稻生產(chǎn)存在產(chǎn)品的品質(zhì)不能滿足人們對(duì)美好生活需要的追求的問(wèn)題。隨著人們生活水平的提高，其消費(fèi)水平也不斷發(fā)生變化，逐漸由以前追求數(shù)量型向追求品質(zhì)型消費(fèi)的轉(zhuǎn)變，人們對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)提出了更新更高的要求，有機(jī)食品愈來(lái)愈受到歡迎。但是我國(guó)有機(jī)水稻生產(chǎn)規(guī)模化程度不高，標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)尚處于示范推廣階段。再次，各種標(biāo)準(zhǔn)體系和有機(jī)水稻生產(chǎn)全過(guò)程的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)尚不健全，農(nóng)戶的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)意識(shí)薄弱。目前，我國(guó)水稻質(zhì)量檢測(cè)檢驗(yàn)體系以及水稻產(chǎn)地、質(zhì)量、等級(jí)、包裝、儲(chǔ)運(yùn)等標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)不完善。因此，通過(guò)信息技術(shù)手段幫助優(yōu)質(zhì)的有機(jī)水稻生產(chǎn)提供質(zhì)量安全追溯，能夠利于對(duì)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的質(zhì)量保護(hù)和競(jìng)爭(zhēng)力提升。

一、基于NFC的有機(jī)水稻質(zhì)量安全數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)

根據(jù)國(guó)家《有機(jī)產(chǎn)品管理辦法中》的規(guī)定，認(rèn)證監(jiān)督管理部門(mén)對(duì)有機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、銷(xiāo)售活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)督檢查，監(jiān)督檢查可采取多種方式來(lái)進(jìn)行監(jiān)管，盡管如此，但其檢查方法都是針對(duì)某一個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行的，而對(duì)其有機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程及流通過(guò)程還是缺乏全程的監(jiān)控。因此，為了有機(jī)食品的質(zhì)量完成得到保障，我們應(yīng)該建立一個(gè)生產(chǎn)安全的全程監(jiān)控系統(tǒng)，從有機(jī)食品的生產(chǎn)，加工，儲(chǔ)藏，物流等各個(gè)環(huán)節(jié)都把它嚴(yán)密地監(jiān)控起來(lái)，同時(shí)利用NFC標(biāo)簽進(jìn)行自動(dòng)化寫(xiě)入各個(gè)環(huán)節(jié)的相關(guān)信息，減少人工干預(yù)過(guò)程，提升信息準(zhǔn)確度。

二、系統(tǒng)采用的技術(shù)手段

該系統(tǒng)充分利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，并結(jié)合3S等地理信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、圖形圖像處理技術(shù)、多媒體技術(shù)、Web及流媒體技術(shù)等。利用NFC技術(shù)、GIS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，在進(jìn)行系統(tǒng)的軟硬件高效集成的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)水稻安全生產(chǎn)監(jiān)控、有機(jī)水稻生產(chǎn)加工的評(píng)估、促進(jìn)有機(jī)水稻的市場(chǎng)流通和貿(mào)易等信息化。

系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫(kù)做后臺(tái)支持，相關(guān)數(shù)據(jù)的顯示和輸出應(yīng)與數(shù)字視頻緊密結(jié)合，具有良好的可視化界面。開(kāi)發(fā)成果符合安全可靠，管理維護(hù)方便、系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)的要求;同時(shí)也具備容錯(cuò)、檢錯(cuò)、糾錯(cuò)能力，信息恢復(fù)和系統(tǒng)重建能力?？傮w結(jié)構(gòu)使用跨平臺(tái)的B/S體系。

三、基于NFC的有機(jī)水稻質(zhì)量安全數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

基于NFC的有機(jī)水稻質(zhì)量安全數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)源廣泛，包括示范區(qū)的基礎(chǔ)地形信息、土壤數(shù)據(jù)、養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)、病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)、有機(jī)水稻作物等數(shù)據(jù)和視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)等。根據(jù)有機(jī)水稻安全生產(chǎn)的需求，質(zhì)量安全數(shù)據(jù)庫(kù)包括如下數(shù)據(jù)源：（1）大中比例尺的土壤圖：第二次土壤普查圖，含土壤類(lèi)型、質(zhì)地、養(yǎng)分圖;（2）土壤中量及微量元素分布圖，以第二次土壤普查或最新的檢測(cè)數(shù)據(jù)為準(zhǔn);（3）土壤樣品數(shù)據(jù)（采集地點(diǎn)與分析結(jié)果）：使用GPS定位，采樣點(diǎn)的空間分布應(yīng)相對(duì)均勻，根據(jù)采樣點(diǎn)的GPS測(cè)位，自動(dòng)形成采樣點(diǎn)位置分布圖;（4）土壤養(yǎng)分分區(qū)圖：采樣點(diǎn)土壤樣品的測(cè)試分析結(jié)果，并結(jié)合第二次土壤普查結(jié)查，采用克里金（Kriging）插值法，進(jìn)行土壤養(yǎng)分空間插值，制作土壤養(yǎng)分分區(qū)圖;（5）社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)、各作物配套栽培技術(shù)與病蟲(chóng)害資料數(shù)據(jù)：項(xiàng)目實(shí)施縣（區(qū)）主要作物品種，品種特性及種植管理方法、各作物的栽培配套技術(shù)，主要病蟲(chóng)害發(fā)生規(guī)律與防法方法、各作物圖片庫(kù)、主要病蟲(chóng)害各發(fā)生時(shí)期圖片庫(kù)等;（6）有機(jī)水稻生產(chǎn)投入數(shù)據(jù)、與有機(jī)水稻安全有關(guān)的關(guān)鍵控制技術(shù)數(shù)據(jù)，該部分?jǐn)?shù)據(jù)將通過(guò)專(zhuān)用設(shè)備將信息寫(xiě)入到有機(jī)水稻產(chǎn)品的NFC標(biāo)簽內(nèi)。

四、基于NFC的有機(jī)水稻質(zhì)量安全數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

有機(jī)水稻質(zhì)量安全數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)包括生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)監(jiān)控、加工過(guò)程的數(shù)據(jù)監(jiān)控、儲(chǔ)藏過(guò)程的監(jiān)控三個(gè)功能。

生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)據(jù)監(jiān)控主要是針對(duì)有機(jī)水稻的田間生長(zhǎng)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全程視頻監(jiān)控管理，主要用來(lái)將各個(gè)批次的有機(jī)水稻生產(chǎn)的田間信息采用全程視頻監(jiān)控的形式記錄下來(lái)，并把生產(chǎn)過(guò)程的管理和投入物信息寫(xiě)入初始化的NFC標(biāo)簽內(nèi)，作為產(chǎn)品的最初始安全數(shù)據(jù)信息。

（1）生產(chǎn)過(guò)程全程跟蹤：在現(xiàn)場(chǎng)安裝監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)管理的全面跟蹤，利用視頻技術(shù)在測(cè)試領(lǐng)域安排監(jiān)控點(diǎn)。實(shí)時(shí)捕獲的視頻傳輸?shù)椒?wù)器，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)。

（2）田間生產(chǎn)管理：對(duì)有機(jī)水稻的種植、插秧、施肥、灌溉、施藥、除草、收貨等每各個(gè)生長(zhǎng)環(huán)節(jié)進(jìn)行跟蹤控制，通過(guò)信息平臺(tái)統(tǒng)一管理，并生成NFC標(biāo)簽。

（3）實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控：可以通過(guò)系統(tǒng)查看生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控屏幕。

加工過(guò)程的監(jiān)控主要是針對(duì)有機(jī)水稻的加工生產(chǎn)車(chē)間的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行全程監(jiān)控管理，主要用來(lái)將有機(jī)水稻的加工信息，在主要的加工過(guò)程生產(chǎn)線或者環(huán)節(jié)上，配置專(zhuān)用的數(shù)據(jù)寫(xiě)入設(shè)備，自動(dòng)將每個(gè)環(huán)節(jié)的信息寫(xiě)入到對(duì)應(yīng)批次的產(chǎn)品的NFC標(biāo)簽內(nèi)，為有機(jī)水稻質(zhì)量的監(jiān)測(cè)和有機(jī)食品安全的檢測(cè)提供保障和依據(jù)，為消費(fèi)者提供有機(jī)安全食品的依據(jù)和保障，為相關(guān)監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)管工作提供監(jiān)管依據(jù)。

（1）生產(chǎn)車(chē)間監(jiān)控：通過(guò)在生產(chǎn)車(chē)間安裝電子監(jiān)控，對(duì)加工過(guò)程中的稻谷脫殼、大米包裝等活動(dòng)進(jìn)行控制。

（2）有機(jī)稻質(zhì)量監(jiān)控：保證在加工過(guò)程中嚴(yán)格遵守有機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)則，以確保生產(chǎn)的有機(jī)食品的質(zhì)量。

儲(chǔ)藏過(guò)程的監(jiān)控模塊主要是針對(duì)有機(jī)水稻的倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)藏過(guò)程進(jìn)行全程視頻監(jiān)控管理，這是有機(jī)水稻從生產(chǎn)到消費(fèi)者手中的最后一道關(guān)口，也是最重要的一道工序，將有機(jī)水稻的儲(chǔ)藏監(jiān)控起來(lái)，為農(nóng)超對(duì)接保障了安全、高質(zhì)量的有機(jī)食品，使得消費(fèi)者能食用到真正的、有保證的有機(jī)稻米。

（1）倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控：通過(guò)在倉(cāng)庫(kù)安裝電子監(jiān)控，確保在儲(chǔ)存過(guò)程中嚴(yán)格遵守有機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)程，從而保證生產(chǎn)出來(lái)的有機(jī)食品的質(zhì)量。

（2）三防控制：對(duì)儲(chǔ)藏過(guò)程中的防鼠、防蟲(chóng)、防霉等措施進(jìn)行控制。

最后，這些數(shù)據(jù)將用于發(fā)布到電子商務(wù)平臺(tái)，包括有機(jī)水稻的各個(gè)生長(zhǎng)階段的施肥、除草、病蟲(chóng)害防治的視頻數(shù)據(jù)，以及在每個(gè)階段拍攝的照片，并包括與這些數(shù)據(jù)有關(guān)的責(zé)任人等屬性數(shù)據(jù)。用關(guān)聯(lián)到平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)信息的NFC標(biāo)簽對(duì)同一批次的有機(jī)水稻進(jìn)行標(biāo)識(shí)，在流通過(guò)程中，供應(yīng)鏈中的節(jié)點(diǎn)企業(yè)通過(guò)讀寫(xiě)器等設(shè)備獲取水稻信息并保存到服務(wù)器中，直到在銷(xiāo)售環(huán)節(jié)將NFC取下，并將NFC標(biāo)簽內(nèi)的編碼換成條碼貼在商品包裝上，同時(shí)將信息關(guān)聯(lián)到基于微信平臺(tái)的電子商務(wù)平臺(tái)上，消費(fèi)者可以通過(guò)微信公眾號(hào)或微信小程序在線瀏覽產(chǎn)品從種植、加工、流通等各個(gè)環(huán)節(jié)的信息，下單購(gòu)買(mǎi)收貨后，再次通過(guò)掃描產(chǎn)品編碼，核對(duì)產(chǎn)品信息是否與在線信息一致，確保有機(jī)水稻全程安全可查詢。

五、研究特點(diǎn)和創(chuàng)新

（1）智能化。系統(tǒng)具有基于專(zhuān)家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的有機(jī)水稻相關(guān)專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)，能為有機(jī)水稻的生產(chǎn)管理及病蟲(chóng)害防治提供相應(yīng)功能。

（2）網(wǎng)絡(luò)化。該系統(tǒng)是基于Web開(kāi)發(fā)的，從互聯(lián)網(wǎng)的任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)Internet用戶都可以瀏覽萬(wàn)維網(wǎng)站點(diǎn)中的視頻數(shù)據(jù)、有機(jī)水稻監(jiān)控信息等，以及進(jìn)行各種檢索和分析。

（3）運(yùn)用信息融合技術(shù)。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)多媒體技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的互補(bǔ)和整合，提高信息獲取的完整性和準(zhǔn)確性。系統(tǒng)運(yùn)用可視化技術(shù)來(lái)提高信息的監(jiān)管能力，使得用戶更直觀的了解有機(jī)水稻的整個(gè)生產(chǎn)和加工過(guò)程。

（4）運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。能實(shí)現(xiàn)有機(jī)稻質(zhì)量安全追溯，結(jié)合目前先進(jìn)的條碼技術(shù)對(duì)有機(jī)稻的流通進(jìn)行編碼，使得消費(fèi)者能夠查詢并了解到有機(jī)稻的種源情況、生產(chǎn)基地環(huán)境質(zhì)量、用料用藥情況等各個(gè)環(huán)節(jié)的信息。

六、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)信息化技術(shù)及手段助力農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)提升，打造安全放心的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，已成為在新時(shí)期、新形勢(shì)下一項(xiàng)支農(nóng)惠農(nóng)的政策措施和農(nóng)民增收的一項(xiàng)政府行動(dòng)?；贜FC的有機(jī)水稻質(zhì)量安全數(shù)據(jù)追溯系統(tǒng)，能夠推進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品安全生產(chǎn)工作，提升農(nóng)業(yè)綜合效益，減少農(nóng)產(chǎn)品食品安全問(wèn)題，助力農(nóng)產(chǎn)品安全建設(shè)。