蜂产品质量信息管理中原材料管理系统研究与实现

2016-08-30佟鑫丛喜东

中国林副特产 2016年4期

关键词：智能卡花种蜂产品

佟鑫，丛喜东

(1.北京邮电大学软件学院，北京100876；2.黑龙江省森林工程与环境研究所，哈尔滨150040)

蜂产品质量信息管理中原材料管理系统研究与实现

佟鑫1，丛喜东2*

(1.北京邮电大学软件学院，北京100876；2.黑龙江省森林工程与环境研究所，哈尔滨150040)

通过蜂产品溯源系统的构建，对蜂产品的收购、生产加工、销售等环节实现全程化、数据化管理。从蜂产品源头生产做起，实现蜂产品“原材料源头可控制，生产加工过程可追溯，产品质量安全可保证”的总体目标。在各个环节中，原材料的收购和存储管理是至关重要的，关系到产品的整体质量控制。

蜂产品；溯源；信息管理；数据交互

1　蜂产品质量信息管理溯源系统组成

食品安全问题越来越成为当今社会的热点问题，它不仅影响到人门的身体健康和生活水平，还严重威胁着社会的安定和谐。如何实现产品溯源是保证食品安全追踪，构建溯源管理系统是实现产品诚信、食品安全、管理全程信息化的重要手段。

传统的蜜蜂养殖和蜂蜜生产过程是相对粗放的，一旦蜂产品质量出现问题之后，难以找到出错环节，也就很难进行责任追究和分配。而运用该系统进行管理之后，可以做到从原材料的采购、存储，到半成品的加工、质检、打包，再到成品的存储、运输等所有过程进行监测和管控，发现问题之后迅速响应及时解决，使整个蜂蜜生产过程透明化、可视化，彻底打消消费者对于产品安全的顾虑。另一方面，该系统对所有管理人员，包括系统管理员、统计管理员、生产管理员、原材料和成品库存管理员、收储管理员等都进行了明确的分工，一旦出现任何问题，都可以找到相关负责人进行责任划分，分析和追踪迅速找到问题根源，并将具有隐患的产品、半成品、原材料等进行准确的区分和隔离，防止问题继续扩大或蔓延。

蜂产品质量信息管理溯源系统根据产品原材料收购、产品生产、产品溯源等部分进行系统构建，采用移动设备、数据库、网络、WEBGIS等技术手段，在B/S和C/S相互结合的应用模式下，全面实现蜂产品原材料收集、厂内生产管理、网络产品溯源的全程化信息管理，为可靠掌握蜂产品的生产、流通等环节，实现有效的监督和管理。

蜂产品质量信息管理溯源系统由原材料管理子系统、厂内生产管理子系统、产品溯源子系统组成，本文将主要介绍原材料管理子系统的原理和实现方法。

图1　溯源系统总体方案

图2　信息交换流程图

2　原材料管理子系统的功能

在蜂产品在进行生产之前，需要进行原材料的采集和收储过程。蜂蜜生产商通常需要到有合作关系的蜂场进行原材料的收购工作。因此，根据溯源平台的信息需求，蜂产品在原材料阶段需要记录的信息包括很多，如蜂场位置、蜜源植物、蜂蜜种群、批次信息、收购信息等。原材料相关的信息所包含内容较多，又是蜂产品溯源平台的重要数据来源，因此基于xUtils框架和JSON通信在Android终端平台上开发了专门用于蜂产品原材料收储管理的手机应用程序，即原材料管理子系统。

原材料管理子系统是基于Android系统平台开发的手机软件，实时记录原材料收储过程中的产地分布、花粉来源、批次相关信息、收购相关信息等，包含蜂蜜、花粉、蜂王浆、蜂胶等多种原材料的所有信息，并作为基础数据提供给质量信息溯源系统平台使用。通过互联网技术能够将手持终端的原材料相关数据上传至服务器并存储到相应的数据库中，企业管理员通过Web生产管理子系统对产品在原材料阶段的相关信息进行数据统计、报表生成，代理商和消费者通过溯源管理平台进行防伪及溯源查询。

3　原材料管理子系统的组成结构

根据蜂产品原材料的收购流程及溯源需求，原材料管理子系统主要包括原材料批次管理、原材料收储管理、原材料上传、原材料统计、产地管理、花种管理、智能卡管理等功能模块，如图3所示。

图3　原材料管理子系统的功能组成框图

4　原材料管理子系统各模块的功能

原材料管理子系统由相应的功能模块组成，各个模块间保持着紧密的关系，有效的完成了数据的处理和应用功能的实现。数据更新与登录模块首先需要进行数据更新。其主要的工作机理是通过安卓开发中的xUtils框架，连接网络服务器，对网络中的待同步数据进行组态存储通讯，将获取的数据经过JSON分析后存储于数据库中。需要更新初始化数据时，在弹出的文本框内输入服务器的IP地址，并使用[数据更新]按钮事件,使用安卓开发中的xUtils框架的HTTP功能模块从指定服务器下载初始化信息，传输数据使用JSON格式。初始化成功后根据分配的指定用户名密码登录系统，登录成功后将会进入到功能主窗口，并在系统内部记录相关信息。

原材料批次管理模块需要GPS功能，在添加批次信息时程序会通过调用GPS模块自动生成GPS的定位信息并显示在定位信息文本框中，依次选择采集点、花种、产地，然后根据实际情况填写产地描述、公斤数、环境温度、环境湿度、气象评分等信息，此功能支持最多2张照片信息，点击下方的两个照相机按钮即可调用设备的照相功能，拍照后将存储图像到手机TF卡中，再次点击相同按钮拍照将覆盖原来的图片。所有信息添加完成后点击右上角的保存按钮即可看见提示将卡片接近，此时请将已经初始化过的卡片接近手持设备的背部NFC识别区，手持设备识别卡片后会将相关数据写入卡片的指定位置中，同时自动生成原材料识别码，规则为RAW +日期+4位用户ID+6位流水号+3位产地码+3位花种代码，并将数据保存到手持端的SQLite数据库中。当看见数据保存成功的提示后，此次的操作结束。

原材料收购管理模块用于编辑和查看当前手持设备所有采购的原材料信息。进入此功能窗口后默认以列表形式显示所有的已采购原材料信息，包括原材料识别码、采集点、花种编码、产地编码、公斤数以及是否上传信息，单击列表上数据可以进入到详细数据窗口。只有未上传到服务器端的数据才能进入信息编辑窗口，修改除定位信息、花种、产地之外的其他相关数据。编辑完成后点击保存按钮，按照提示将初始化过的卡片靠近手持设备的背部NFC识别区，识别成功后即可保存数据，同时将相关数据写入智能卡中。另外考虑到收购信息数量过多时，需要增加查询功能，通过输入日期、花种编码、产地编码中的至少一项查询条件，即可筛选出符合条件的采购数据。另外根据需要增加了刷新功能，通过数据刷新重新加载列表数据。

原材料上传模块利用HTTP协议将收购数据上传到服务器端。进行原材料数据上传操作之前，手持设备必须提前通过GPRS或WIFI连接至网络，然后点击上传，此时将使用HTTP协议上传数据到服务器端。在界面显示上传成功的提示之前，采购员应避免进行其他操作以免上传失败；当提示上传成功后，表示原材料采购数据上传完成。需要注意的是，上传至服务器端之后的收购数据自动变为只读模式而无法修改，因此上传数据之前需要确定收购信息不再需要更改。

原材料统计模块可以实现已收购的不同类型的原材料的重量统计信息。统计条件以天为单位，统计结果以两列多行的表格形式展示。此功能需要使用android扩展控件TableFixHeaders实现，将数组形式的数据以表格形式显示在窗体上。默认显示当前月份的统计数据，如果想要显示其他时间段的统计数据，可以通过查询功能填入开始时间和结束时间，从而得到自定义时间段内的原材料统计数据。

产地管理模块中的数据来源于服务器，通过软件登陆时的数据更新功能获得，以列表形式显示出目前下载到手持设备的全部产地的相关信息。主要显示字段信息有产地编码、坐标和名称，在详细数据窗口中的字段信息还包括管理人姓名、身份证号、联系电话、常住地址、银行账户、电子邮箱、文化程度、政治面貌等。

花种管理模块中的数据也来源于服务器，同样通过数据更新功能获得，能够以列表形式显示目前下载到手持设备的全部花种的相关信息。主要显示字段信息有花种编码、花种名称和花种学名，在详细数据窗口中的字段信息还包括了花种蜜源特性的描述。

智能卡管理模块主要用于智能卡的读取及初始化。只有当空卡进行初始化之后才能被手持端识别。根据M1卡的原理，默认卡片的密钥区都是通用的密码即全是0或者全是F，这样数据无法保证安全，卡片内数据存在被篡改的危险，所以需要在卡片使用之前以自定义的密钥进行初始化。手持设备所有读取卡片数据的地方都会使用自定义密钥，如果卡片未被初始化那么将无法被手持设备识别。智能卡的初始化和读取操作都是利用NFC技术通过手持设备实现对智能卡进行读写操作的。使用过的智能卡通过初始化操作进行信息清除，从而实现卡片多次使用，节省了生产成本。

5　原材料管理子系统的业务数据需求与数据结构

在原材料管理子系统中，需要记录的数据项目有批次信息、收购信息、产地信息、花种信息等。

批次信息包含的数据有产地、产地描述、蜂箱数、继箱数、封群强弱、放蜂地点、生产开始时间、生产结束时间、运输工具、运输车牌号、包装桶皮重、包装桶新旧、环境温度、环境湿度、pH、PM2.5、空气负氧含量、植被状况评分、气象评分、定位信息、照片信息。

批次信息的编码格式为：6位日期+3位手持设备代码+4位用户ID+6位流水号。

收购信息包含的数据有批次编码、花种、原材料种类、是否抽样、抽样编码、毛重公斤数、净重公斤数、用药情况、用糖情况、浓度、色泽、口感、照片信息。

收购信息的编码格式为：RAW +6位日期+4位用户ID+6位流水号+3位产地编码+3位花种编码。

产地信息包含的数据有产地编码、名称、产地坐标、管理人姓名、身份证号码、联系电话1、联系电话2、配偶姓名、配偶电话、常住地址1、常住地址2、银行账户1、银行账户2、电子邮件地址、文化程度、政治面貌和备注。

产地信息的编码格式为3位的字符串，可以是3位数字或3位字母或3位数字与字母的组合。

花种信息包含的数据有花种编码、花种名称、花种学名、花种蜜源特性。

花种信息的编码格式为：HZ+1位流水号。

图4　收购信息数据表结构

图4　收购信息数据内容

6　设计实现的原材料管理子系统

经过测试，原材料管理子系统成功实现了所有预计的功能模块。软件界面设计清晰易懂，操作简便，原材料收购员只需将安装该APP的手持终端靠近原材料储运桶上的智能卡，不到1s时间即可读出卡内包含的所有原材料信息，因此实现了原材料收购过程的数字化和智能化。原材料收购员也不再需要专门的手动记录和各种标记，只需使用自己的手机对原材料储运桶上的智能卡进行读写操作，即可完成收购过程。考虑到蜂场工人和收购员的受教育程度较低，对智能卡进行读写时同样增加了操作成功和失败不同提示音的播放，从视觉和听觉两方面保证了信息的准确编辑和上传。

原材料管理子系统设计完成了预定的技术目标和功能要求。