基于物聯(lián)網(wǎng)的寶雞農(nóng)產(chǎn)品助推系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

◇寶雞文理學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院 郭正輝 任曉莉

本文提出設(shè)計(jì)一套電子商務(wù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合的農(nóng)產(chǎn)品助推系統(tǒng)，主要分為電商銷售平臺(tái)、農(nóng)產(chǎn)品采收信息采集模塊和NFC溯源模塊三個(gè)部分。設(shè)計(jì)電商銷售平臺(tái)后端使用Spring Boot搭建，提供數(shù)據(jù)接口服務(wù)，移動(dòng)端采用Flutter開(kāi)發(fā)提供電商購(gòu)買的操作界面。農(nóng)產(chǎn)品采收信息采集模塊采用壓力傳感器對(duì)農(nóng)產(chǎn)品采摘時(shí)的重量、攝像頭對(duì)外觀品相等信息進(jìn)行測(cè)量。NFC溯源模塊利用張貼在農(nóng)產(chǎn)品表面的NFC標(biāo)簽進(jìn)行溯源查詢，將NFC標(biāo)簽中的唯一ID在區(qū)塊鏈中進(jìn)行存儲(chǔ)，防止標(biāo)簽被篡改，使消費(fèi)者可以獲取源產(chǎn)信息。

1 引言

由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，寶雞的優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品依然采用傳統(tǒng)農(nóng)商上門采購(gòu)的被動(dòng)銷售方式，不但定價(jià)十分被動(dòng)，而且不利于農(nóng)產(chǎn)品的溯源體系建立。針對(duì)傳統(tǒng)銷售方式的不足，提出設(shè)計(jì)一套電子商務(wù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合的農(nóng)產(chǎn)品助推系統(tǒng)[1]，利用電商直銷的方式為農(nóng)戶打開(kāi)銷路，利用NFC技術(shù)進(jìn)行溯源體系的支持，從源頭進(jìn)行質(zhì)量把控。

2 基于物聯(lián)網(wǎng)的寶雞農(nóng)產(chǎn)品助推系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)的硬件部分可以分為農(nóng)產(chǎn)品信息采集、NFC標(biāo)簽簽發(fā)和產(chǎn)源地透景三個(gè)部分，軟件部分可以分為農(nóng)產(chǎn)品銷售平臺(tái)、農(nóng)產(chǎn)品信息采集、NFC區(qū)塊鏈溯源、農(nóng)產(chǎn)品品相分析等程序?？傮w的軟件功能圖如圖1所示。

圖1 總體軟件功能框圖

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)中在銷售平臺(tái)服務(wù)端部分使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理和存儲(chǔ)，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，需要對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證所設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)可以保證使用的前提下，做到較低的冗余性和數(shù)據(jù)所占空間的合理性。

數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)和物理設(shè)計(jì)三方面展開(kāi)。由于篇幅的限制，這里只給出邏輯設(shè)計(jì)部分，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)的邏輯設(shè)計(jì)如下所示。

（1）文章（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，作者，標(biāo)題）。

（2）banner（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，banner id，界面，參數(shù)，標(biāo)題，類型，banner鏈接）。

（3）欄目（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，編碼，名稱）。

（4）邀約人信息（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，聯(lián)系郵箱，聯(lián)系電話，備注，邀約人姓名）。

（5）消息發(fā)送（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新人，發(fā)送類，名稱，短信模板）。

（6）消息模板（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，編號(hào)，發(fā)送條件，內(nèi)容，發(fā)送者id，標(biāo)題，消息類型）。

（7）專題（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，是否禁用，專題文章，商品id，閱讀量，標(biāo)題）。

（8）郵寄地址（id，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新時(shí)間，詳細(xì)地址，地區(qū)編碼，市，縣區(qū)，用戶id，是否默認(rèn)，是否刪除，收件人，郵政編碼，省份）。

（9）商品類別（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，屬性名，商品名，商品類別id）。

（10）商品屬性（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，屬性值，屬性id）。

（11）購(gòu)物車（id，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新時(shí)間，數(shù)量，商品id，sku id，用戶id）。

（12）商城分類（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，圖標(biāo)，名稱，鏈接地址）。

（13）banner類別（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，bannerid，類別id）。

（14）收藏（id，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新時(shí)間，商品id，用戶id）商品（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，產(chǎn)品簡(jiǎn)介，產(chǎn)品詳情，大圖列表，類別id，是否刪除，是否為人氣商品，是否為新品推薦，是否上架，收藏?cái)?shù)，名稱，小圖，價(jià)格，庫(kù)存）。

（15）商品sku（id，創(chuàng)建時(shí)間，創(chuàng)建人，最后更新時(shí)間，最后更新人，sku編碼，商品id，sku名稱，原價(jià)，售價(jià)，庫(kù)存）。

（16）訂單（id，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新時(shí)間，管理員備注，確認(rèn)收貨時(shí)間，優(yōu)惠券抵扣金額，收貨信息，快遞公司，用戶id，訂單備注，訂單號(hào)，支付狀態(tài)，支付類型，實(shí)付金額，配送費(fèi)用，快遞單號(hào)，出庫(kù)時(shí)間，狀態(tài)，總交易，交易金額）。

（17）訂單信息（id，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新時(shí)間，數(shù)量，商品id，所屬訂單id，sku id，單價(jià)，合計(jì)）。

（18）訂單日志（id，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新時(shí)間，日志詳情，所屬訂單id）。

（19）管理用戶（id，注冊(cè)時(shí)間，最后登錄時(shí)間，頭像，性別，最后登錄時(shí)間，手機(jī)號(hào)，昵稱，密碼，密碼鹽）。

（20）系統(tǒng)配置（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，備注，參數(shù)名稱，參數(shù)值）。

（21）用戶分組（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，分組名稱，分組編號(hào)，父id，所屬分組，簡(jiǎn)稱，提示）。

（22）物流公司（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，公司編碼，是否禁用，公司名稱，排序）。

（23）登錄日志（id，創(chuàng)建時(shí)間，ip地址，日志名稱，消息，狀態(tài)）。

（24）系統(tǒng)菜單（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，編號(hào)，組件配置，是否隱藏，圖標(biāo)，是否為菜單，是否默認(rèn)打開(kāi)，級(jí)別，名稱，父菜單編號(hào)，遞歸菜單編號(hào)，狀態(tài)，鼠標(biāo)懸停提示，連接）。

（25）通知（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新人，最后更新時(shí)間，內(nèi)容，標(biāo)題，類型）。

（26）操作日志（id，創(chuàng)建時(shí)間，類型，日志名稱，日志類型，詳細(xì)信息，方法，狀態(tài)）。

（27）分級(jí)顯示控制（id,菜單id，role id）角色（id,創(chuàng)建時(shí)間，創(chuàng)建人，最后更新時(shí)間，最后更新人，分組id，角色名稱，角色編號(hào)，所屬父id，提示，版本）。

（28）用戶賬號(hào)（id，創(chuàng)建人，創(chuàng)建時(shí)間，最后更新時(shí)間，最后更新人，作者，內(nèi)容，欄目id，分組id，郵箱，姓名，密碼，聯(lián)系方式，角色id，密碼鹽，性別，狀態(tài)）。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)的寶雞農(nóng)產(chǎn)品助推系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 農(nóng)產(chǎn)品銷售平臺(tái)

與大多數(shù)農(nóng)產(chǎn)品在線銷售方式相同，本系統(tǒng)農(nóng)產(chǎn)品銷售平臺(tái)部分也采用了“服務(wù)端+移動(dòng)端”的形式向用戶提供服務(wù)。服務(wù)端程序使用Spring boot作為基礎(chǔ)web服務(wù)框架，將所有服務(wù)使用微服務(wù)的架構(gòu)方式進(jìn)行，農(nóng)戶商家通過(guò)在服務(wù)端的管理界面進(jìn)行農(nóng)商產(chǎn)品的信息上傳錄入，再通過(guò)API接口到達(dá)消費(fèi)者的手機(jī)上。消費(fèi)者通過(guò)手機(jī)APP可以即時(shí)瀏覽新上架的新鮮農(nóng)產(chǎn)品，可以對(duì)采收時(shí)間進(jìn)行預(yù)約把控，獲得最新鮮的時(shí)令農(nóng)時(shí)果蔬。

（1）服務(wù)端。農(nóng)產(chǎn)品助推系統(tǒng)的服務(wù)端使用Java語(yǔ)言編寫，通過(guò)Vue實(shí)現(xiàn)后臺(tái)管理界面。服務(wù)端后端程序提供HTTP API接口，可以通過(guò)瀏覽器對(duì)后臺(tái)銷售的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行信息錄入上傳、已有信息進(jìn)行更新刪除等操作。在進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品信息管理之前必須進(jìn)行登錄操作，之后便可以進(jìn)行商品、用戶等信息的管理。

服務(wù)端遵循MVC三層架構(gòu)模式并融合了時(shí)下流行的微服務(wù)+SPA單頁(yè)應(yīng)用開(kāi)發(fā)模式。服務(wù)端為Browser/Server體系結(jié)構(gòu)應(yīng)用，數(shù)據(jù)交互控制部分由服務(wù)端的控制器層進(jìn)行邏輯實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)庫(kù)的讀寫以及數(shù)據(jù)持久層則依賴于模型層代碼進(jìn)行維護(hù)。當(dāng)農(nóng)戶商家對(duì)后臺(tái)農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)更新后，通過(guò)動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)交互方式可以實(shí)現(xiàn)全體用戶的同步更新，降低了維護(hù)難度。服務(wù)端的管理流程圖如圖2所示。

圖2 服務(wù)端管理流程圖

（2）移動(dòng)端。銷售平臺(tái)的移動(dòng)端采用跨平臺(tái)的Flutter方案進(jìn)行開(kāi)發(fā)[2]，代碼邏輯使用Dart語(yǔ)言編寫實(shí)現(xiàn)。消費(fèi)者用戶在移動(dòng)端對(duì)自己的會(huì)員信息進(jìn)行維護(hù)，錄入收貨信息、配送方式等信息。在登錄后，用戶可以進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品的在線選購(gòu)，通過(guò)添加購(gòu)物車操作將產(chǎn)品加入購(gòu)物車，此時(shí)可以進(jìn)行其他商品的瀏覽操做，當(dāng)需要付款購(gòu)買時(shí)，僅需要再次打開(kāi)購(gòu)物車即可。

在提交訂單后，便可以等待賣家的物流配送，整體的操作流程如圖3所示。

圖3 移動(dòng)端操作流程圖

3.2 農(nóng)產(chǎn)品信息采集程序

為了對(duì)追溯農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行充足的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，在采收環(huán)節(jié)將通過(guò)農(nóng)產(chǎn)品品相圖像及采收時(shí)的鮮重進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集工作。采集程序通過(guò)獲取來(lái)自硬件通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的傳感器數(shù)值[3]，顯示在nodejs編寫的圖形界面中。通過(guò)對(duì)攝像頭的控制，將果蔬等農(nóng)產(chǎn)品的品相圖像進(jìn)行獲取，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，作為溯源查詢的依據(jù)。農(nóng)產(chǎn)品信息采集程序運(yùn)行流程圖如圖4所示：

圖4 農(nóng)產(chǎn)品信息采集程序流程圖

（1）品相圖像采集。品相圖像數(shù)據(jù)的采集主要依賴攝像頭進(jìn)行，通過(guò)Linux中的fswebcam進(jìn)行攝像頭的調(diào)用。程序在觸發(fā)控制按鈕后執(zhí)行拍照代碼塊，執(zhí)行拍照命令，將農(nóng)產(chǎn)品的照片進(jìn)行存儲(chǔ)。在用戶進(jìn)行溯源查詢時(shí)，可以獲取原始采摘時(shí)的果蔬等農(nóng)產(chǎn)品的品相圖像記錄。

（2）稱重采集。在農(nóng)產(chǎn)品采收后，會(huì)使用稱重模塊對(duì)其進(jìn)行鮮重稱重并將稱重?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行記錄，為追溯提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶購(gòu)買產(chǎn)品后，通過(guò)追溯查詢這些信息就可以對(duì)水分等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失進(jìn)行估算，進(jìn)而把控農(nóng)產(chǎn)品的新鮮程度。

3.3 NFC溯源程序

（1）NFC標(biāo)簽簽發(fā)。NFC標(biāo)簽具有唯一的ID，且不可進(jìn)行復(fù)制。在采收后通過(guò)RC 522 RFID讀寫器模塊對(duì)NFC原始標(biāo)簽ID進(jìn)行獲取，通過(guò)將農(nóng)產(chǎn)品采收階段采集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與之進(jìn)行關(guān)聯(lián)，方便消費(fèi)者受到商品后進(jìn)行產(chǎn)源追溯[4]。

（2）NFC標(biāo)簽識(shí)讀。NFC標(biāo)簽識(shí)讀過(guò)程在支持NFC功能的手機(jī)上進(jìn)行，通過(guò)調(diào)用安卓手機(jī)的NFC權(quán)限進(jìn)行模塊訪問(wèn)，讀取NFC貼紙上的信息[5]。

（3）區(qū)塊鏈建立。為了對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的信息進(jìn)行公證的存儲(chǔ)和提供公眾的可驗(yàn)證性，在NFC標(biāo)簽的簽發(fā)階段對(duì)每個(gè)標(biāo)簽的唯一ID進(jìn)行區(qū)塊化的存儲(chǔ)[6]。使得每個(gè)NFC標(biāo)簽都能從去中心化的存儲(chǔ)服務(wù)節(jié)點(diǎn)中進(jìn)行驗(yàn)證，從而降低偽造的可能。

4 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)基于物聯(lián)網(wǎng)的寶雞農(nóng)產(chǎn)品助推系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，并通過(guò)各部分的介紹說(shuō)明初步完成了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過(guò)使用NFC技術(shù)簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)了對(duì)寶雞地區(qū)農(nóng)產(chǎn)品的溯源體系建立。在農(nóng)產(chǎn)品追源的實(shí)際應(yīng)用中，也同時(shí)運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)技術(shù)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行助推助銷，幫助農(nóng)戶增收致富。從地區(qū)發(fā)展和國(guó)家食品安全政策的落實(shí)上也具有一定的助推作用，通過(guò)綠色無(wú)公害的特色農(nóng)產(chǎn)品打造綠色寶雞的生態(tài)名牌。