基于二維碼技術(shù)的陜北蘋果質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)

楊云 曹亭

摘 要：為了實(shí)現(xiàn)水果行業(yè)、監(jiān)管部門、消費(fèi)者對(duì)果品各環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化、信息化的信息數(shù)據(jù)的追溯與監(jiān)管，本文基于二維碼技術(shù)設(shè)設(shè)計(jì)了一款蘋果質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括四個(gè)子系統(tǒng)，即數(shù)據(jù)獲取子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、查詢子系統(tǒng)和追溯子系統(tǒng)。利用該系統(tǒng)，能有效地查詢蘋果的有關(guān)信息。

關(guān)鍵詞：蘋果質(zhì)量安全;追溯系統(tǒng);二維碼技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391.44;TP311.52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2020）04-0024-03

Abstract： In order to achieve the fruit industry， regulatory authorities， consumers to standardize all aspects of fruit， information-based information data tracing and supervision， this paper designed an apple quality and safety traceability system based on two-dimensional code technology. The system mainly includes four subsystems： data acquisition subsystem， management subsystem， query subsystem and traceability subsystem. Using this system， we can effectively query the information about apple.

Keywords： apple quality safety;traceability system;QR code technology

食品是維系人類生存和發(fā)展的重要物質(zhì)，食品安全對(duì)廣大消費(fèi)者來(lái)說(shuō)至關(guān)重要?？勺匪蒹w系作為控制產(chǎn)品質(zhì)量安全最有效的方法日益受到各國(guó)的重視?；谶@種現(xiàn)狀，本研究利用二維碼技術(shù)構(gòu)建陜北蘋果溯源系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)蘋果種植過(guò)程、存儲(chǔ)以及加工過(guò)程的無(wú)疏漏跟蹤，為更好地保障蘋果安全性提供一個(gè)可靠的途徑，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)公害蘋果從產(chǎn)地到加工經(jīng)營(yíng)企業(yè)整個(gè)流程的有效監(jiān)管和追溯。系統(tǒng)最終可實(shí)現(xiàn)水果行業(yè)、監(jiān)管部門、消費(fèi)者對(duì)果品各環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)化、信息化的信息數(shù)據(jù)的追溯與監(jiān)管，以此為國(guó)內(nèi)和國(guó)際果品市場(chǎng)提供較為完善可行的質(zhì)量追溯體系[1-4]。

1 需求分析

本研究的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一款基于二維碼技術(shù)的陜北蘋果追溯系統(tǒng)。在種植階段，該追溯系統(tǒng)可以記錄蘋果品種來(lái)源、種植過(guò)程中的環(huán)境狀況（溫度、濕度、光照等信息）;在加工過(guò)程中，記錄套袋情況、監(jiān)測(cè)情況、重量情況;在檢查階段，記錄蘋果信息是否合格，并保存到追溯系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，在蘋果出廠時(shí)，將其信息生成一個(gè)二維碼，貼到農(nóng)產(chǎn)品包裝箱上，以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)過(guò)程的追溯，保證農(nóng)產(chǎn)品安全可靠。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循以下原則：完整性與可維護(hù)性原則;實(shí)用性原則;可靠性和安全性原則;經(jīng)濟(jì)效益性原則。

通過(guò)對(duì)蘋果的種植、加工、檢驗(yàn)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行調(diào)查研究，在了解實(shí)際情況的前提下，分析和總結(jié)各類型用戶對(duì)追溯系統(tǒng)的實(shí)際需求。該追溯系統(tǒng)涉及的用戶類型包括種植企業(yè)、加工企業(yè)和消費(fèi)者。不同類型的用戶對(duì)平臺(tái)的功能要求不同。對(duì)于種植企業(yè)，其需要平臺(tái)提供蘋果種植的溫濕度、光照信息，以及蘋果的品種種類及產(chǎn)地等;對(duì)于加工企業(yè)，其需要平臺(tái)提供是否套袋、產(chǎn)品重量等信息;對(duì)于消費(fèi)者，需要平臺(tái)提供可追溯的信息二維碼，二維碼中所包含的信息包括廠家網(wǎng)址、蘋果基本信息等。

2 系統(tǒng)架構(gòu)分析

本系統(tǒng)采用Tomcat+JSP，即J2EE架構(gòu)，使用Java EE（Java Enterprise Edition）來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)追溯系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。Java EE是一種利用Java 2平臺(tái)來(lái)簡(jiǎn)化企業(yè)解決方案的開(kāi)發(fā)、部署和管理相關(guān)復(fù)雜問(wèn)題的體系結(jié)構(gòu)。蘋果追溯系統(tǒng)包括追溯信息獲取、追溯系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩大塊，所要追溯的信息包括蘋果在種植環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)、檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的一些數(shù)據(jù)信息，這部分信息通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)獲取并上傳到系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中;追溯系統(tǒng)主要包括三個(gè)方面：管理子系統(tǒng)、查詢子系統(tǒng)和追溯子系統(tǒng)。其中，管理子系統(tǒng)指的是系統(tǒng)管理子系統(tǒng);查詢子系統(tǒng)指的是對(duì)種植環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)及檢驗(yàn)環(huán)節(jié)的信息進(jìn)行查詢;追溯子系統(tǒng)指的是信息的對(duì)外發(fā)布，主要采用二維碼作為載體進(jìn)行信息發(fā)布。系統(tǒng)的具體框架如圖1所示。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)功能模塊

該追溯系統(tǒng)主要包括4個(gè)功能模塊：數(shù)據(jù)獲取子系統(tǒng)、管理子系統(tǒng)、查詢子系統(tǒng)和追溯子系統(tǒng)。該追溯系統(tǒng)的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于數(shù)據(jù)獲取子系統(tǒng)。各個(gè)子系統(tǒng)又有具體的功能子模塊，如圖2所示：管理子系統(tǒng)主要是對(duì)管理員進(jìn)行管理，根據(jù)權(quán)限可將該追溯系統(tǒng)的管理員分為超級(jí)管理員和普通管理員，超級(jí)管理員權(quán)限最大，可以為普通管理員授權(quán)。查詢子系統(tǒng)主要包括對(duì)種植環(huán)節(jié)、加工環(huán)節(jié)及檢驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行信息的查詢;追溯子系統(tǒng)主要包括二維碼查詢和網(wǎng)站查詢。

3.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.2.1 管理子系統(tǒng)。管理子系統(tǒng)的主要作用是添加用戶權(quán)限、開(kāi)放用戶權(quán)限。管理人員主要包括超級(jí)管理員與普通管理員，超級(jí)管理員具有給普通管理員開(kāi)通權(quán)限的權(quán)利，開(kāi)通流程如下：普通管理員提交開(kāi)通申請(qǐng)，由超級(jí)管理員進(jìn)行信息審核，審核通過(guò)后，超級(jí)管理員將普通管理員的信息添加到系統(tǒng)中，此時(shí)普通管理員就具備了相關(guān)操作權(quán)限。超級(jí)管理員和普通管理員界面如圖3所示。

3.2.2 查詢子系統(tǒng)。信息查詢子系統(tǒng)包括蘋果基本信息查詢、蘋果種植信息查詢、蘋果加工信息查詢和蘋果檢驗(yàn)信息查詢。在查詢時(shí)，輸入種植品種編號(hào)即可獲取相關(guān)信息。同時(shí)，該子系統(tǒng)也支持打印功能。信息查詢子系統(tǒng)查詢界面如圖4所示，打印界面如圖5所示。

3.2.3 數(shù)據(jù)獲取子系統(tǒng)。本追溯系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來(lái)源于兩部分：基于單片機(jī)的溫濕度及光照傳感器系統(tǒng)和RFID系統(tǒng)。基于單片機(jī)的溫濕度及光照傳感器系統(tǒng)是以51單板機(jī)作為主控系統(tǒng)，采用溫濕度傳感器采集環(huán)境的溫度和濕度，利用光照傳感器采集環(huán)境的光照，通過(guò)上位機(jī)將溫濕度數(shù)據(jù)和光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)上傳至電腦中，并生成數(shù)據(jù)庫(kù)文件，可通過(guò)顯示屏實(shí)時(shí)顯示溫度。信息采集界面如圖6所示。

3.2.4 追溯子系統(tǒng)。為了方便生成二維碼，完成信息追溯，本文開(kāi)發(fā)了一款基于Python的二維碼生成系統(tǒng)。Python是一種計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，是一種面向?qū)ο蟮膭?dòng)態(tài)類型語(yǔ)言，最初被設(shè)計(jì)是用于編寫自動(dòng)化腳本（shell），隨著版本的不斷更新和語(yǔ)言新功能的添加，其逐漸被用于獨(dú)立的大型項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)。Python生成二維碼主要用的是Python中的qrcode庫(kù)，并將其打包生成一個(gè).EXE文件，便于實(shí)時(shí)操作（見(jiàn)圖7）。對(duì)于二維碼，一方面可生成追溯公司網(wǎng)站的二維碼;另一方面也可生成蘋果信息二維碼。生成的二維碼如圖8所示。

4 結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)國(guó)內(nèi)外商品追溯系統(tǒng)的不足，明確系統(tǒng)設(shè)計(jì)所要達(dá)到的效果，從而開(kāi)發(fā)出了一套基于二維碼技術(shù)的追溯系統(tǒng)。

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