基于物联网技术的化肥云信息系统设计

张杰 ，路鹏，陈越，刘维

（1北京中棉机械成套设备有限公司，北京100089）（2中国农药工业协会，北京100723）

基于物联网技术的化肥云信息系统设计

张杰1，路鹏2，陈越1，刘维1

（1北京中棉机械成套设备有限公司，北京100089）（2中国农药工业协会，北京100723）

本文首先分析了化肥在流通环节存在的问题以及质量追溯的现状，结合化肥的生产销售实际情况，利用物联网关键技术，设计了基于物联网技术的化肥云信息系统，并介绍了系统的网络构架、子系统功能模块。系统的建设对改进化肥流通模式，健全化肥流通监管和追溯体系具有重要的作用。

化肥，信息追溯，物联网技术

1 引言

中国是农业大国，也是人口大国，是全球粮食需求量最大的国家。在农业发展中，提高粮食单产是保障粮食安全的必由之路，化肥是农业生产的重要物资[1]，在粮食保障中起到了首当其冲的作用，对改善土壤性质，提高土壤肥力，增加粮食产量起到了重要作用。

当前，化肥行业的经销体制及营销模式正逐渐向多元化销售模式转变，化肥供应链包括:生产厂—农资公司(一级分销)—分销商(二级分销)—零售店、直营店、加盟店—农户，链条长、渠道多，而化肥的品种多达上百种，中间环节容易出现以假乱真、以次充好及品种混淆等问题[2]。近些年来，农民饱受假冒伪劣化肥的困扰，农民在使用了假冒伪劣化肥之后粮食的产量大大降低[3]，甚至颗粒无收，不仅影响到农民的经济收入，甚至影响到人民健康、农业生产安全和社会稳定。

作假案件大多发生在化肥供应链中间环节，主要原因是这些环节缺乏信息监管无法追溯。为解决这些问题，我们在研究化肥及化肥供应链各环节的特点的基础上，充分发挥科技手段的作用，利用物联网技术构建化肥供应链的完整追溯体系——化肥云信息系统，以实现产品质量追溯的准确性、完整性和高效性，为稳定农业生产、增加农民收入提供技术支撑。

2 化肥云信息系统设计

2.1 化肥的营销模式

我国化肥行业的产供销体系已经发展了六十多年，尤其是在改革开放以后，经历了体制转变和市场发展后，行业体系逐渐成熟并完善，整个化肥行业的营销渠道已经从自给自足逐步发展到以市场需求为导向的转变[4]。化肥公司所采用的营销模式也不尽相同，有传统运营模式、化肥连锁运营模式、区域总代理制度运营模式等几种，其中比较有效的运营模式是连锁运营模式。

连锁经营适应我国农资消费地域性等特点，它以化肥股份公司为主体，向上整合生产商，向下整合零售商，可以减少中间流通环节，大大降低成本，提高服务水平，并能及时获得农户的反馈信息。

通过对化肥供应链的分析，可以看到化肥的整个流通过程涉及到生产、运输、存储和消费四个过程。通过对各环节的分析，从而完成化肥云信息系统的需求。

2.2 化肥云信息系统网络构架

根据供应链分析，设计基于物联网技术的化肥云信息系统的构架，如下图所示，包括三个环节(生产、销售、物流)的数据管理。

在化肥质量安全追溯系统中，硬件层包括传感器、RFID射频标签模块、读写器、天线，用于化肥生产信息的采集并将信息传给数据库，通过扫描终端、双屏互动销售终端获取农户的基本信息及购买记录并保存到数据库;数据层用于存储数据，包括化肥产品以及业务的详细信息等;应用层包括化肥生产、存储、运输、销售等各个环节的流程管理，以及各环节形成相关的信息，应用层还提供各种查询、打印、统计分析、信息维护等服务功能。

2.3 化肥云信息系统功能模块设计

化肥云信息系统网络构架图

化肥云信息系统主要是将化肥从生产到消费的全过程中的关键节点通过物联网技术来进行标记获取进入到数据库，最终形成包括化肥供应链全程的属性信息、原料信息、生产方信息、销售方信息等，通过这些信息，生产者、消费者或者监管部门就可以知道化肥产品的来源和去向，进而达到追溯的目的。化肥云信息系统主要分为三大部分:生产管理系统、化肥营销管理服务系统以及化肥零售端管理信息系统。

（1）生产管理系统

生产管理系统主要用于生产、仓储环节，包括生产管理和仓储管理模块，生产管理模块主要是在生产环节获取化肥产品信息，每生产、包装一袋化肥后，采用RFID和条码信息融合的方式与技术，实时采集每袋化肥的生产日期、品牌、货物名称及含量、规格、生产厂家、生产批次、规格、检验报告等信息，并将这些产品信息传送到数据库进行存储，生产信息是整个化肥供应链的源头。仓储模块主要应用于化肥的入库、存储和出库环节，实现化肥入库检验、盘点，库管人员根据订单信息对化肥进行归类、分拣，然后进行出库运输，方便仓库管理者随时掌握化肥在仓库中的存储情况。

生产管理系统采集生产、存储等信息，如果发生化肥质量安全事件，可以通过追溯找到问题化肥的生产厂家，从而查找出原因，追究相关责任人。

（2） 营销管理服务系统

该系统包括订单管理、财务管理、数据查询、系统管理、红包管理几个功能模块，主要是业务部门、财务部门、库管部门、经销商人员使用。

订单管理模块是对销售订单的添加、删除、修改以及审核操作，该模块开始进入化肥的销售环节;财务管理模块是财务人员核对订单付款状态后，改变订单支付状态并且给库管人员发送发货通知。

数据查询模块是管理者可以查询到某个品牌的销售情况以及库存情况，及时掌握化肥市场的需求与变化，反馈生产/采购指导建议，做出相应的生产调整，从而能有效提高化肥的流通效率，提升企业的管理效率和决策水平。

红包管理模块是化肥生产厂家的促销手段，直接面向农户，农户在零售端购买化肥后，可以通过兑换码获取红包，从而降低购买成本、加强农户体验、增加农民收入。系统管理模块主要是对产品信息进行维护，对用户、经销商/代理商的基本信息添加和管理，并进行权限分配和角色管理。

营销管理服务系统将改变传统手录台帐的化肥流通方式，化肥销售、出库、查询等操作将实现信息化和自动化，一方面通过信息数据明确了问题化肥的来源去向，责任到人;另一方面提高了化肥企业工作人员的工作效率，从而提高企业生产管理水平，为企业领导提供有效的决策支持数据。

（3） 化肥零售端管理信息系统

零售端系统是化肥供应链的末端环节，主要是化肥经销商使用。系统在销售终端上运行，终端分为主屏和客屏两个屏，其中主屏显示系统的功能模块，包括扫描销售、库存查询、产品维护、销售查询、系统设置等功能。客屏显示化肥产品的品牌信息，包括品牌介绍、使用方法、注意事项以及一些国家相关政策法规信息，从而改变农民与化肥信息不对称的局面，减少假冒伪劣化肥的出现和使用，确保农民享受到质优价廉的产品与服务。

扫描销售模块记录每袋化肥的销售记录，并保存购买农户的基本信息，实现了化肥从生产厂家到消费者的全流程信息采集和查询管理。零售端管理系统将化肥生产厂家与终端用户连接起来，在化肥流通过程中形成完整的业务数据记录，也为化肥行业监管提供了精准的数据。

3 结语

基于物联网技术的化肥云信息系统从当前化肥生产、仓储、销售、物流的实际情况出发，结合物联网技术，对供应链各环节信息进行采集，记载化肥来源去向，实现了化肥流通过程中有客观记录，产品可识别，信息可查询，流向可追踪，明确了质量安全的责任主体，形成了一条可追溯的化肥供应链信息。该系统的开发和使用改变了过去化肥流通市场采用手录台账落后的管理手段，将提高企业的生产效率和管理水平。对解决化肥经营者、消费者和监管者之间信息不通畅、不对称问题，对改进流通模式，健全化肥流通监管和追溯体系，防范假冒伪劣的化肥产品进入农村市场，提高化肥的流通效率，降低农业生产风险、增强化肥的应急保障能力、增加农民收入、促进城乡市场和谐发展有非常重要的作用。

[1]张丽，杨怀卿，刘晓亮.基于物联网技术的化肥质量安全追溯系统[J].物流技术，2015.34（8）:244-246.

[2]郝娇梅.化肥营销渠道整合平台创新研究[D].大连:大连海事大学，2013.

[3]刘斌.浅论连锁经营在化肥零售中的运用[J].华东经济管理，2002.16（4）:116-117.

[4]李小华.化肥企业营销战略研究[D].长沙:中南大学，2003.

“十二五”国家科技支撑计划项目课题（SQ2013NC200E00624）

项目名称：《重要农资供应链物流系统建设与示范》

2017年8月