『互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)』的場(chǎng)景賦能
——以琯溪蜜柚為例

集美大學(xué)誠(chéng)毅學(xué)院 曾于嘉 趙國(guó)強(qiáng) 黃沁芳

文中結(jié)合了社會(huì)背景和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)提出了農(nóng)產(chǎn)品溯源的必要性，指出了當(dāng)下溯源體系的存在的信息易被篡改的痛點(diǎn)，所以將區(qū)塊鏈技術(shù)引入現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展成為必然要求，本文以“琯溪蜜柚”為實(shí)例，具體闡述從“農(nóng)地”到“餐桌”的整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈。

1 相關(guān)技術(shù)介紹

1.1 區(qū)塊鏈溯源技術(shù)

從狹義上講，區(qū)塊鏈?zhǔn)且环N分布式的共享賬本和數(shù)據(jù)庫(kù)。去中心化、不可篡改、可追溯、公開透明等特點(diǎn)是基于它的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸、共識(shí)機(jī)制、智能合約等技術(shù)的底層邏輯，保證了區(qū)塊鏈可應(yīng)用于各大行業(yè)保障安全防偽的特性。從區(qū)塊鏈溯源體系的架構(gòu)上來講，數(shù)據(jù)接入層的作用在于，上傳物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集的整個(gè)溯源體系中每個(gè)節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。為面向整個(gè)溯源系統(tǒng)提供基礎(chǔ)技術(shù)支持，在區(qū)塊鏈基礎(chǔ)層中搭建溯源機(jī)制，為用戶的認(rèn)證加入、共識(shí)機(jī)制、智能合約提供高速穩(wěn)定的運(yùn)行環(huán)境。在數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)建中，大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)層是最重要的一環(huán)，以ETL工具為技術(shù)支持，將數(shù)據(jù)接入層中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選匯總，并加以分析。為提供數(shù)據(jù)管理、大數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)共享以及溯源查詢等四大服務(wù)，需要在數(shù)據(jù)服務(wù)層中構(gòu)建數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)用來存放采集的海量數(shù)據(jù)。

在數(shù)據(jù)服務(wù)層的基礎(chǔ)上，建立數(shù)據(jù)管理與分析、區(qū)塊鏈管理等系統(tǒng)同時(shí)提供了溯源信息接口、集成lot外部數(shù)據(jù)的接口以及對(duì)外發(fā)送溯源信息，這是應(yīng)用接口層的主要作用，也是整個(gè)區(qū)塊鏈溯源架構(gòu)的最后一環(huán)。在區(qū)塊鏈技術(shù)3.0體系的日益完善下，區(qū)塊鏈目前基本形成了智慧金融、智慧醫(yī)療、智慧交通、智慧物流、智慧農(nóng)業(yè)等區(qū)塊鏈技術(shù)賦能的產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)在互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)電信網(wǎng)的特性上進(jìn)行一定的延伸，通過環(huán)境信息傳感器、無線識(shí)別技術(shù)、全球定位系統(tǒng)等外植裝置與技術(shù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)采集與監(jiān)控各種聲源、光源、熱能、電能、化學(xué)、生物等信息。

在物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的萬物互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)中，使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中的每個(gè)物理對(duì)象都能夠?qū)崿F(xiàn)相互通信。物聯(lián)網(wǎng)的核心在于“萬物互聯(lián)”，具有系統(tǒng)感知、穩(wěn)定傳輸和智能處理的三個(gè)基本特征，系統(tǒng)感知主要的功能是通過核心的RFID技術(shù)感知事物的屬性狀態(tài)和識(shí)別事物狀態(tài)并以一定方式表達(dá)，從而獲取信息。穩(wěn)定傳輸?shù)奶卣髦饕獙?shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的任務(wù)傳輸，通信過程包括了信息的發(fā)送、傳輸、接受等環(huán)節(jié)。智能處理主要擔(dān)任物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的決策者，將系統(tǒng)感知與穩(wěn)定傳輸環(huán)節(jié)中獲取的信息并進(jìn)行加工產(chǎn)生新的信息反饋給智能處理終端并施效信息。物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成熟運(yùn)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)境、交通等基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域中，推動(dòng)了這些方面的智能化發(fā)展。

1.3 小程序開發(fā)

微信小程序客戶端主要運(yùn)用微信小程序的“MINA”框架，以wxml、wxss等特有的描述語言，實(shí)現(xiàn)視圖層中頁面的基礎(chǔ)視圖結(jié)構(gòu)，開發(fā)人員可個(gè)性化設(shè)計(jì)頁面的展現(xiàn)樣式。邏輯層，基于JavaScript的技術(shù)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)程序和頁面的注冊(cè)功能，并于視圖層構(gòu)建兩種聯(lián)系，即數(shù)據(jù)傳輸和事件處理機(jī)制。采用微信MINA中app和page方法，并在豐富的API中實(shí)現(xiàn)支付、掃一掃等功能。系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)的功能主要有三點(diǎn)，包括臨時(shí)數(shù)據(jù)或緩存、文件存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)與調(diào)用?；谖⑿牌脚_(tái)巨大流量，微信小程序作為輕量級(jí)的程序，已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域。

2 琯溪蜜柚的產(chǎn)業(yè)分析

琯溪蜜柚至今已有500年的歷史，早在乾隆年間就被譽(yù)為朝廷貢品，又被稱為“皇帝柚”，平和拋即為平和縣種植的蜜柚——“琯溪蜜柚”。在2020年10月份舉辦的世界地理標(biāo)志產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上，平和琯溪蜜柚也和平和白芽奇蘭茶共同被授予金獎(jiǎng)。

目前琯溪蜜柚主打有三個(gè)品種，分別為白心蜜柚、紅心蜜柚以及三紅蜜柚?，g溪蜜柚的果皮為橙黃色，皮薄多汁。不僅內(nèi)含豐富的維生素C以及膳食纖維，而且有預(yù)防感冒、促進(jìn)消化的良效；內(nèi)含果酸和某種氨基酸，在增加飽腹感的同時(shí)還能夠抑制脂肪的形成，有效達(dá)到瘦身功能。其中三紅蜜柚外皮、果皮下的海綿層以及果肉均呈粉紅色，最具特色。其主要產(chǎn)地位于平和縣小溪鎮(zhèn)與坂仔鎮(zhèn)的交界處和以此地為中心向外輻射15km的地區(qū)。

截止到2020年10月份，平和縣蜜柚種植面積達(dá)70萬畝，產(chǎn)量創(chuàng)收130萬噸，產(chǎn)值50億元。就出口而言，平和縣蜜柚年出口量達(dá)到15噸以上，成功打開海外市場(chǎng)。在全國(guó)縣級(jí)柚類品牌、種植面積、產(chǎn)量、產(chǎn)值、市場(chǎng)份額、出口量等方面都名列第一，存在很高的產(chǎn)業(yè)價(jià)值。

在市場(chǎng)的影響下，琯溪蜜柚作為平和縣主要農(nóng)產(chǎn)作物的收入來源，在其發(fā)展的過程中，為符合智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，打造區(qū)塊鏈可溯源的琯溪蜜柚具有一定的必然性。當(dāng)下的水果溯源體系大部分都是通過在水果表皮粘貼紙質(zhì)標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)的，而紙質(zhì)標(biāo)簽易破損、易掉落，容易造成信息丟失的情況。而可溯源蜜柚將采取利用激光技術(shù)在水果表皮直接刻上二維碼，有效的減少了紙質(zhì)標(biāo)簽帶來的不便。消費(fèi)者收到該產(chǎn)品后可以通過掃描水果表面的二維碼，清楚地看到產(chǎn)品從生產(chǎn)到收貨前的全過程。

3 相關(guān)技術(shù)的場(chǎng)景賦能

3.1 物聯(lián)網(wǎng)下的智慧農(nóng)業(yè)

物聯(lián)網(wǎng)賦能農(nóng)業(yè)場(chǎng)景，監(jiān)管農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，構(gòu)建智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)產(chǎn)鏈。通過線下對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行硬件傳感器的外植，實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)，為農(nóng)作物進(jìn)行獨(dú)立編碼，對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行位置標(biāo)識(shí)、特征提取，嚴(yán)格監(jiān)控農(nóng)作物的養(yǎng)植狀況。采集土地信息，天氣狀況，育秧與施肥等信息利用傳感器上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)中，通過技術(shù)的分析反饋，智能調(diào)控灌溉、施肥等生長(zhǎng)條件，并將感知節(jié)點(diǎn)上采集的信息通過數(shù)據(jù)傳輸至區(qū)塊鏈的數(shù)據(jù)接入層中，進(jìn)行數(shù)據(jù)上鏈，實(shí)現(xiàn)透明化農(nóng)作物的養(yǎng)植生長(zhǎng)過程。

3.2 區(qū)塊鏈下的智慧農(nóng)業(yè)

依據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的環(huán)節(jié)流通與技術(shù)節(jié)點(diǎn)管理，設(shè)定生產(chǎn)、物流運(yùn)輸、采購(gòu)零售、監(jiān)管部門等4個(gè)節(jié)點(diǎn)，在共識(shí)機(jī)制與智能合約的運(yùn)行環(huán)境中，保證各節(jié)點(diǎn)間相互連接通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。利用區(qū)塊鏈溯源技術(shù)，跟蹤農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)、采摘情況以及流通環(huán)節(jié)，并將數(shù)據(jù)同步到分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，從生產(chǎn)商到物流商、采購(gòu)商、零售商，再到消費(fèi)者，使得所有參與者都能夠跟蹤追溯到在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，同時(shí)作為監(jiān)管部門也能通過分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)同步，實(shí)現(xiàn)更好的對(duì)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)管，保障了整個(gè)智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)產(chǎn)鏈的透明性，提升各個(gè)環(huán)節(jié)的參與者之間的相互信任程度。

3.3 智慧農(nóng)業(yè)的商城平臺(tái)

針對(duì)整個(gè)智慧農(nóng)業(yè)的銷售鏈環(huán)節(jié)，應(yīng)用小程序開發(fā)技術(shù)為農(nóng)戶與消費(fèi)者搭建商城銷售平臺(tái)，同時(shí)微信商城基于微信社交的屬性，農(nóng)戶帶來巨大潛在客戶基數(shù)，通過定制開發(fā)的方式來實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品區(qū)塊鏈溯源體系的個(gè)性化需求。在保證用戶數(shù)據(jù)安全下，微信商城小程序的客戶端具體實(shí)現(xiàn)商品瀏覽與檢索、購(gòu)物車管理，以及個(gè)人信息管理、下單支付等基礎(chǔ)功能。在商城平臺(tái)中搭建溯源入口，整個(gè)溯源環(huán)節(jié)中參與者都可通過獨(dú)立可識(shí)別的編碼進(jìn)行溯源查詢?；陔娚痰腛2O模式，打造線下與線上的立體化電商平臺(tái)，以此幫助農(nóng)戶對(duì)所種植的農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)營(yíng)掌控，同時(shí)提高了對(duì)消費(fèi)者售后服務(wù)能力，促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)的深入發(fā)展。

4 業(yè)務(wù)流程

建立線上交互平臺(tái)，消費(fèi)者通過微信登錄到小程序商城，小程序包含首頁、購(gòu)物車添加刪除、商品詳情、商品瀏覽、個(gè)人信息等界面。建立線下業(yè)務(wù)流程實(shí)現(xiàn)的農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程應(yīng)從農(nóng)作物栽植，加工、物流、消費(fèi)者購(gòu)買查詢等環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

在種植環(huán)節(jié)中，農(nóng)場(chǎng)為每一棵參加溯源的柚子樹都外植了傳感器，作為他們身份的唯一標(biāo)識(shí)，通過傳感器獲取到的數(shù)據(jù)上傳到分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，基于區(qū)塊鏈技術(shù)去中心化等特點(diǎn)，確保溯源的安全性和可靠性。

每一棵柚子樹被采摘下來的果實(shí)通過激光標(biāo)簽二維碼與每一棵柚子樹進(jìn)行綁定，使每一顆柚子果實(shí)都能追溯到之前的母體柚子樹上。加工廠將柚子果實(shí)根據(jù)品種進(jìn)行包裝，將果實(shí)的數(shù)據(jù)上傳到加工廠的數(shù)據(jù)庫(kù)中。將產(chǎn)品分銷到線上商城和線下商戶，每銷售出去的產(chǎn)品都會(huì)在銷售終端將銷售數(shù)據(jù)錄入到該分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中。消費(fèi)者可自行通過掃描果皮上的溯源二維碼查詢到該柚子從被采摘后到餐桌全部的數(shù)據(jù)信息，同時(shí)也包含其母體柚子樹的情況等。

本文的研究以“琯溪蜜柚”為例，基于區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)以及微信小程序?qū)崿F(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的場(chǎng)景賦能。區(qū)塊鏈應(yīng)用于農(nóng)業(yè)場(chǎng)景下，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的溯源過程，保證很大程度上保證了智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)產(chǎn)鏈的安全性。同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)作為智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)產(chǎn)鏈中的信息收集與管理的角色，幫助農(nóng)戶能夠更好地種植管理農(nóng)作物，智慧農(nóng)業(yè)大棚的作用嶄露頭角。微信小程序的商城平臺(tái)的助力過程中，從生產(chǎn)商到消費(fèi)者都能體驗(yàn)到便捷快速的良好買賣體驗(yàn)。在“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的場(chǎng)景賦能下，農(nóng)業(yè)從傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)行業(yè)中能夠順應(yīng)時(shí)代的潮流，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。