基于二維碼標識的林下產品溯源系統(tǒng)研究

鄭詩琳，霍耀超

（1.貴陽學院 數(shù)學與信息科學學院，貴州 貴陽 550005;2.貴州航空職業(yè)技術學院 現(xiàn)代服務學院，貴州 貴陽 550009）

溯源系統(tǒng)，又叫可追溯系統(tǒng)，即在產品生產、銷售的過程中對其一切有關聯(lián)的信息進行記錄、查詢、監(jiān)督的質量保障系統(tǒng)［1］。該系統(tǒng)可以在食品發(fā)生產品安全問題的時候，能夠準確地找到從生長到生產的各個環(huán)節(jié)中，具體哪個環(huán)節(jié)出錯，從而能夠避免該產品在后續(xù)的生產過程中出現(xiàn)相同的問題，以達到使產品安全水平得到提升的目的。

近年來，食品質量安全事件頻頻發(fā)生［2］，引起了公眾的密切關注。俗話說民以食為天，當人們從媒體上看到一個又一個被曝光的食品安全問題，不得不引起大家對食品安全問題的重視［3］。國際上，一些發(fā)達國家早就已經將溯源系統(tǒng)用于食品安全質量管理當中。

我國目前也開始重視溯源系統(tǒng)在食品安全質量管理中的應用［4］，但是在林下產品的質量安全方面，并沒有太多的建設，很多方面并沒有完善。

由于食品質量安全的問題日益突出，許多發(fā)達國家都對食品的可追溯都給予越來越多的關注，且通過建立相關法律強制實施食品安全追溯制度，全面推進我國食品安全溯源系統(tǒng)的必要性就顯得至關重要［5］。頻發(fā)的食品質量安全問題暴露了在生產加工環(huán)節(jié)中存在的弊端以及安全隱患［6］，隨著當今社會人們對食品安全的重視程度以及消費觀念的提高，針對林下產品的溯源系統(tǒng)的研究就具有非常重要的意義：

第一，能夠有效地存儲和記錄林下產品信息，滿足消費者的知情權和選擇權。

第二，能夠促進貿易，增強林下產品的國際競爭力，增加出口機會。

第三，能夠增強消費者購買的信心，同時促進林下產品生產企業(yè)的自律。

第四，能夠幫助政府部門對林下產品質量安全的監(jiān)管。

第五，通過林下產品溯源系統(tǒng)來解決整個大興安嶺的特色林下產品的溯源問題，從而確保大興安嶺特色林下產品產業(yè)的健康發(fā)展。

當前，很多國家的相關政府部門和廣大消費者都要求建立林下產品供應鏈的溯源機制，且許多國家已開始制定相關的法律法規(guī)，用法律法規(guī)的手段將林下產品溯源納入林下產品質量安全管理當中。

1 林下產品溯源的流程

林下產品所涉及到的養(yǎng)殖者應該完整地記錄并保存產品生產全過程的溯源數(shù)據(jù)，并且實時上傳、提交相關產品的所有溯源數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)的真實性必須保證，數(shù)據(jù)最好要詳細體現(xiàn)，并且數(shù)據(jù)必須是完整有效的，能夠將林下產品從生產、加工到運輸中各個階段的實際情況如實地反映，這樣才能讓產品專屬的二維碼在消費者掃描時獲取到正確、全面的產品溯源數(shù)據(jù)，當產品發(fā)生質量安全問題的時候，可登錄系統(tǒng)迅速地逐環(huán)節(jié)進行追溯，找到并確定出現(xiàn)問題的相應責任人或者責任企業(yè)。

本系統(tǒng)所用到的產品信息相關的專業(yè)數(shù)據(jù)，如產地的地理、水質、氣候等信息，均為生產產品的廠商提供，建立林下產品原產地環(huán)境信息數(shù)據(jù)庫和安全生產信息數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)生產銷售的信息化。林下產品溯源流程圖結構，如圖1 所示。

圖1 林下產品溯源流程圖

本系統(tǒng)的實質是將林下產品從田間成長到成品包裝再到銷售直至消費者手中的全過程，將產品的信息進行如實記錄并且能夠有效識別出錯地方，從而能夠起到快速解決產品質量安全問題的作用。建立林下產品溯源系統(tǒng)的商家企業(yè)能夠有效地管理并記錄產品的基本信息，構建起安全的產品供應鏈，向消費者提供可查詢的產品相關信息，最終達到消費者滿意。而且，當林下產品發(fā)生安全問題時，可以第一時間向上溯源，找到問題的關鍵并且迅速解決問題，是一種對消費者生命健康有效的安全保障。

林下產品溯源系統(tǒng)的主要構成體現(xiàn)在以下幾個方面:

（1）生產加工信息采集，主要是記錄產品生產基地以及加工過程中的基本信息，是本溯源系統(tǒng)在建設中所需要搜集的基本信息，需要讓生產經營者真實記錄消費者所關心的該產品生產所經歷的各個階段的相關信息，從而供消費者查詢使用。

（2）倉儲運輸信息維護，主要是記錄產品在倉庫儲存環(huán)節(jié)中的詳細信息，并記錄產品在物流運輸過程中的一些重要數(shù)據(jù)，用這些信息保證產品在生產到售出的中間環(huán)節(jié)的有效信息的錄入，以供查詢。

（3）銷售訂單信息維護，主要是記錄訂貨、發(fā)貨、到貨的相關操作，方便消費者在產品出現(xiàn)問題或者想要溯源的時候能夠準確定位該產品所在的批次的相關產出信息。

（4）溯源信息查詢，消費者可以通過掃描產品外包裝上的二維碼［7］，或者直接登錄網站輸入產品包裝上的編碼，從何能夠看到產品從生長一直到消費者手中的全部相關信息，從而能夠徹底了解到產品的所有信息。

林下產品溯源系統(tǒng)主要由三部分組成:產品數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫、產品生產管理與查詢網站模塊和二維碼生成及溯源碼分配模塊。本文主要討論林下產品溯源系統(tǒng)的研究，并不關注林下產品在生產、加工、儲存、運輸?shù)冗^程的一些過于實際的細節(jié)。因此，現(xiàn)在假設在產品交易之前，有關于其一切真實有效、完整一致的數(shù)據(jù)是可以獲取的，并且是在有關監(jiān)督部門的監(jiān)督之下進行的。

2 林下產品溯源系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

2.1 功能模塊設計

本系統(tǒng)一共分為五個模塊，包含了生產加工模塊、倉儲物流模塊、銷售訂單模塊、后臺管理模塊以及二維碼生成模塊。

在產品生產加工環(huán)節(jié)，農戶對土地進行整改灌溉并將情況記錄下來，由于多種林下產品對于生長環(huán)境的特殊要求，農戶還需要將室溫、空氣的相對濕度、光照強度等相關因素記錄下來，形成產品生產檔案，經過審核合格后系統(tǒng)為生產基地建立唯一編號。產品的生產環(huán)節(jié)主要有：基地選擇，包括水源、空氣、土壤、氣溫、光照；肥料供給，取之于土地，還至于土地；品種篩選，世界范圍內甄選優(yōu)良品種；除蟲除草，巧妙應用自然法則，完全采用物理方式；種植技術，尊重自然規(guī)律，相信科學數(shù)據(jù)。這些過程中的相應相關數(shù)據(jù)都應記錄在案，經過檢測合格后，管理員將其上傳至數(shù)據(jù)庫，然后再對產品進行包裝，并配以電子標簽。

在倉儲物流環(huán)節(jié)，工作人員將倉儲環(huán)節(jié)相關數(shù)據(jù)如倉庫名稱、地址、溫度、存放庫位等上傳至數(shù)據(jù)庫，形成每批次產品相對應的倉儲檔案，發(fā)貨時，將發(fā)貨單號、發(fā)貨點物流公司信息、配送車輛信息記錄生成物流檔案，由管理員上傳。也需記錄產品經過何種方式，到各大商場售賣的全過程。

在銷售訂單環(huán)節(jié)，管理員通過訂單對應銷售地點，為其配備相應批次的電子標簽，以便銷售人員對產品進行溯源標識，以達到消費者購買時可溯源產品相關信息的目的。

在后臺管理環(huán)節(jié)，管理者主要整理每天錄入系統(tǒng)的各種信息如生產商、物流公司、賣場等各個環(huán)節(jié)的相關信息，并進行分類匯總。

在二維碼生成環(huán)節(jié)，需要整理產品從生產到銷售全過程的所有信息，包括原產地的基本信息以及倉儲物流的所有數(shù)據(jù)，然后進行二維碼生成，生成每個產品獨一無二的二維碼。

結合多種關鍵技術，如產品個體標識技術、數(shù)據(jù)組織技術、數(shù)據(jù)存取技術、數(shù)據(jù)共享與交換技術等［8］，以軟件設計的基本流程為主線，完成大興安嶺林下產品溯源系統(tǒng)相關模塊的設計研究工作。系統(tǒng)總體框架如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)總體框架圖

2.2 系統(tǒng)架構設計

林下產品溯源系統(tǒng)主要由三部分組成：產品數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)庫、產品生產管理與查詢網站模塊和二維碼生成及溯源碼分配模塊。網站端采用B/S（Browser/Server）架構。

2.3 系統(tǒng)的主要功能

本系統(tǒng)主要由三個子系統(tǒng)組成，每個子系統(tǒng)都能體現(xiàn)相應的多種功能，它們的功能模塊結構圖如圖3 所示：

圖3 林下產品溯源系統(tǒng)功能模塊結構圖

2.3.1 溯源數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)

溯源數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)的功能主要是完成林下產品所需要的數(shù)據(jù)的收集與編碼。

（1）系統(tǒng)注冊登錄功能。有意愿使用該系統(tǒng)的企業(yè)或個人，需要進行注冊，經過認證審核之后，方可在使用權限范圍內使用本系統(tǒng)。對于企業(yè)用戶，注冊認證需要提供企業(yè)相關資質文件等相關信息，而個人用戶僅需要提供基本身份信息進行認證。進入到本系統(tǒng)的首頁以后，如果通過認證的企業(yè)或個人可以通過已經注冊過的賬號和密碼在相應區(qū)域內登錄，未注冊的用戶可以進入首頁點擊首次注冊，進入頁面進行注冊并等待管理員審核。

（2）數(shù)據(jù)導入以及二維碼生成功能。通過審核的企業(yè)可指定工作人員將溯源數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)，由管理員審核通過后公布。在導入產品相關溯源信息后，通過二維碼生成模塊，生成商品獨有的二維碼，并將信息自動保存到相關數(shù)據(jù)庫中。

2.3.2 溯源信息查詢子系統(tǒng)

該溯源系統(tǒng)提供的溯源信息查詢平臺可供消費者、企業(yè)和政府監(jiān)管部門查詢產品品質安全信息，其查詢的方式分為互聯(lián)網網站查詢以及手機掃描二維碼查詢。通過產品包裝上的二維碼以及下方溯源碼，可以方便地在本系統(tǒng)的溯源信息查詢子系統(tǒng)中看到產品的溯源信息、企業(yè)信息、安全標準等，使產品信息透明公開化。

2.3.3 溯源系統(tǒng)管理子系統(tǒng)

溯源系統(tǒng)管理子系統(tǒng)主要的作用是對搜集到的數(shù)據(jù)進行基本維護及對管理員進行管理。采用權限管理和角色分配的方式管理系統(tǒng)，角色可分為一級管理員、二級管理員和普通用戶。系統(tǒng)內權限最高的用戶是一級管理員，可以對系統(tǒng)內的所有成員進行管理，包括分配新的管理員賬戶，修改已有管理員賬戶，啟用或禁用已有管理員賬戶，并對他們的權限進行分配管理。二級管理員負責系統(tǒng)的維護工作，如數(shù)據(jù)備份維護、溯源數(shù)據(jù)審核、普通用戶的賬號管理等。普通用戶可分為企業(yè)用戶和個人用戶，企業(yè)用戶上傳相關溯源信息經管理員審核后發(fā)布，個人用戶可查詢產品相關信息。

2.4 系統(tǒng)實現(xiàn)過程

為使系統(tǒng)能夠順利運行，應該將主要的模塊之間聯(lián)系起來，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)生成以及數(shù)據(jù)的展現(xiàn)。圖4 主要介紹了系統(tǒng)實現(xiàn)過程中各模塊之間的聯(lián)系。

圖4 系統(tǒng)實現(xiàn)過程圖

（1）數(shù)據(jù)采集。系統(tǒng)對產品從種植到面向消費者階段共記錄和管理了生產、農資、收儲運、檢測四個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)，每個階段都會有專人負責自己階段的記錄，在系統(tǒng)的相應位置存入信息保存到數(shù)據(jù)庫中。同一產品具有相同的產品ID，當一個產品ID 的四個階段數(shù)據(jù)全部錄入完成，這條數(shù)據(jù)即可進行二維碼的生成。

（2）數(shù)據(jù)生成。只有系統(tǒng)的管理員具有數(shù)據(jù)生成二維碼的權限，當產品數(shù)據(jù)全部存入數(shù)據(jù)庫中，管理員點擊生成二維碼。在二維碼生成過程中，將數(shù)據(jù)推送到遠端服務器（可以外網訪問）同時生成一條鏈接地址和二維碼，鏈接內容為產品的數(shù)據(jù)信息。二維碼內容為鏈接地址。

（3）二維碼掃描。當消費者想了解產品的溯源信息時，用手機掃面二維碼，獲取鏈接地址訪問到服務器展現(xiàn)給用戶鏈接下的溯源信息。

3 結語

本文建立了一個主要針對林下產品的溯源系統(tǒng)。系統(tǒng)主要分為游客登錄以及系統(tǒng)后臺登錄。后臺包括用戶管理、數(shù)據(jù)管理、權限管理、報表管理以及密碼管理。方便消費者查詢以及系統(tǒng)所涉及的相關人員的數(shù)據(jù)采集錄入，方便后臺管理人員對商品信息、人員信息、溯源碼等進行管理。