农作物安全生产追溯系统设计研究

朱晓冬

摘要 农作物生产与安全问题自始至终都与人们身体健康利害相关，也是消费者购买农作物商品时最关心的问题。农作物安全生产溯源系统可以让消费者了解到产品产地、生产过程、采摘时间、检测结果等农作物的重要信息。本文总结了农作物质量安全存在的隐患、追溯系统的设计与实现过程，以期保障农作物质量与安全以及消费者的合法权益。

关键词 农作物安全生产；追溯系统；设计

中图分类号 F322 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2018）01-0280-02

Research on Design of Traceable System for Crop Safety Production

ZHU Xiao-dong

（Beijing University of Agriculture，Beijing 102206）

Abstract Crop production and safety issue is related to the healthy of people from beginning to end，and it is also the most important problem for consumers to buy crop products.The traceable system of crop safety production can make consumers understand the important information of crops including the production area，production process，picking time，test results and so on.This paper summarized the hidden dangers of crop quality and safety，the design and implementation process of traceable system，so as to ensure the quality and safety of crops and the legitimate rights and interests of consumers.

Key words crop safety production；traceable system；design

1 农作物质量安全存在的隐患

1.1 农药、化肥的施选和施量不当

近几年来，农药在清除农副产品的病菌、虫害、杂草、鼠类等方面的调节作用越来越薄弱，因农药施选不当引起的安全隐患问题数不胜数。2017年在山东寿光有一农户因给自家养殖的羊食用了来自辽宁省沈阳的农户种植的大葱后死亡。经过一番调查，该农户在沈阳种植大葱逾13.33 hm2，年产大葱500 t。而喂养羊群的大葱中含有毒死蜱、甲拌磷等剧毒的农药成分。可见农药施选、施量不当不仅给人们带来了不可估量的经济损失，同时也带来了农作物及其生长土地的安全隐患。

1.2 生产环节监控缺失

近年来，食品加工过程中存在混杂、伪造、滥竽充数的问题不胜枚举。更有“瘦肉精”“地沟油”“毒奶粉”等影响恶劣的案件，导致社会惶惶不安。早在2011年9月，发生过1起蒙牛牌低脂高钙牛奶由于食品生产加工环节监管不利，导致饭店宾客在席间开启牛奶时倒出了1杯发绿的水。经蒙牛企业调查，发现是由于牛奶在加工期间个别工序控制不严格，导致了在设备中混入了细菌，细菌经发酵后导致牛奶变质。此类事情对社会和企业影响巨大，也证明了生产环节的监控在食品加工中的重要性。

1.3 保鲜与贮藏技术落后

生鲜蔬菜为消费者食用的主要农产品，但从采摘到消费者食用需要经过数天甚至1个月的远程运输。采摘后的农产品因放置过久而发酵产生的氧化物和异味，对使用者有致癌作用。2017年《关于3批次食品不合格情况的通告》文中提到了三只松鼠股份有限公司，其生产的开心果经检测霉菌值超出国家标准的1.8倍，原因是农产品贮藏和运输条件控制不当导致加工用原料受霉菌污染而致霉菌超标。

1.4 溯源体系建设参差不齐

已建立起来的追溯系统在把控食用商品安全中起到的作用有限，这与中国缺少的食品供应链信息平台以及社会群众对可追溯系统的认识度不高有关。追溯系统在中国起步较晚、技术成熟度不足，对建造科学的可追溯系统带来了一定的阻碍。三鹿公司因其未建立完善的可追溯系统最终引发2008年“三鹿奶粉”中含有危害人身体健康的三聚氰胺事件。对于有危害的奶制品没有及时地追溯召回，最终导致事态愈演愈烈，无法控制，给社会和受害者带来了巨大的影响和伤害。

2 农作物安全生产追溯系统的设计与实现

2.1 系统特点与功能

2.1.1 系统主要特点。一是透明性。跟踪记录了农作物从种植、生产、仓储到最后销售的各个环节信息与数据；时刻对农作物安全生产及加工流程实行全面、综合的监控；实时监控货物集中地，扫码过程全程管控，供事后查询。二是增效行。人工扫码、视觉读码，效率提升逾5倍；利用追溯工具，减少风险、成本、时间；完善流程体系的搭建，實现高效、精准、灵活的分析与决策。

2.1.2 子系统功能分析。农作物安全生产追溯系统是将系统的各个关键组成部分分成4个子系统来详细呈现。这种分工更能清晰展现出农作物从生产到加工的业务流程。其功能如下。

（1）种植管理子系统。包括农产品种植基地数据、农产品生长数据、农药投放数据以及无公害农作物认证数据四大模块组成。通过物联网检测技术对农产品在种植阶段的数据、各项指标和环境数据严格检测与把关[1-2]。农作物种植基地进行无公害检测后，对符合国家标准的土地进行施种。在种植过程中，通过远程视频监控技术、环境监测技术、农药残留远程检测技术，对种植基地的土壤条件、灌溉水质、空气成分质量进行实时传输、数据上传、统计并对播种、施肥、灌溉、病虫害防治等农务进行详细记录。endprint

（2）加工管理子系统。生产加工信息主要包括采摘记录、清洗记录、分割记录、包装材料等信息。系统对农作物采收之后的相关检测、包装材料等加工环节产生的数据进行存储记录，保证了加工环节的监督检测。这其中也包含了记录农作物独有的生产批号，以及对合格农产品的生产批号打印生成溯源码的记录[3]。

（3）仓库管理子系统。包含了人员操作数据、进出货仓数据、物流数据3个模块。仓库是用来存储农产品的重要场地。未被消费者购买的商品放到各个仓库，其中仓库工作人员是此系统的核心参与者。仓库管理操作人员要详尽地把农产品的进出库情况在系统上进行登记，以便对日后出现的产品问题进行追溯和查看信息。

（4）销售管理子系统。大型企业采购销售和物流配送人员是此系统的核心参与者。负责记录等级农作物的配送和运输情况。包括了供货商的追溯数据以及产生追溯信息的上传与查看。

以上四大子系统内容作为最终呈现农作物从生产到销售的健康履历报告的基础。

2.2 系统运行环境

软件运行化境为Linux操作系统Centos 6.5版本，Mysql数据库。硬件运行环境为CPU 2.0G，内存1GB，硬盘500G。

2.3 系统技术应用及实现

在对农作物产品追溯的过程中容易产生农作物生产信息或在追溯过程中不符合产品要求的节点，以及在系统记录信息过程中发生信息缺失的节点。其中包括温湿度传感、图像设备、CO2传感、土壤水分传感、光照传感、无线传感、安防人员管理传感、环境设备监测传感、RFID读写设备等节点，信息的无缝精确采集以及采集数据传输是实现农作物安全生产追溯的关键[4-5]。

2.3.1 物联网技术实现关键节点追溯以及数据采集。物联网是按事先的约定协议将物品通过红外感应器、射频识别（RFID）、激光扫描器、全球定位系统、激光扫描器、红外感应器等信息传感设备与互联网进行通讯、交换信息以及连接来实现实时定位、识别、监控、追踪的一种新型技术。物联网包括3层，分别为实体感知层、网络传输层以及数据应用层。

（1）实体感知层包括RFID标签、红外线感应、读卡设备、摄像监控仪器等[6]。种植管理系统中实现了对农作物进行标识以及农作物、农务基本信息的采集。农户通过登录系统PC端后台对感知层读取的数据进行查看，包括空气湿度、空气温度、土地湿度、土地湿度、风速、水质、负氧离子等数据。

（2）网络传输层是数据传输与通信的基础。通过通信网络进行信息传输到数据库中，工作人员根据不同应用的需要进行信息处理和展示。

（3）数据应用层是将红外感应器、射频识别（RFID）、激光扫描器等相关技术与相关技术及领域的融合应用。在本系统中物联网应用层与精准农业、环境检测技术相结合提供农作物到农产品的追溯源头和基础。结合物联网技术，农户可以在移动端设备中输入特定位置进行农场信息的查看，也可以将采集到的数据添加到发布的商品和商品追溯信息当中。

2.3.2 二维码技术实现一物一码追溯查看。二维码又称QR Code-QuickResponse，是一种有规律的数据符号，由1种或多种预先设定好的黑、白2种颜色的圖形组成，是近年来移动设备上最流行、最普遍的一种编码方式，QR Code比传统的BarCode（条形码）能储存更多的信息，也能应用于多种数据类型的表示[5]。

二维码作为全新的存储传递和识别技术，应用范围广泛，常见的应用功能有手机支付、会员管理、网站跳转、广告推送、手机电商，防伪溯源、信息获取、优惠促销等，这些功能给人们日常生活带来了前所未有的便利，并且已经渗透到生活中的各个方面。本系统结合二维码技术以及无线感应的物联网技术实现、数据信息获取以及产品信息追溯的功能[6-7]。

在移动端商品详情页面中点击“更多”，生成商品追溯二维码，可保存至相册进行打印以便消费者进行扫描追溯查询。消费者通过扫描商品二维码后会进入Web端界面，界面中展示了农作物所在农场及生长信息。通过扫描二维码完成了植物从生长到销售的履历追溯，从而保障了消费者的合法权益[8-9]。

3 结语

农作物生产安全追溯系统的实现，使每个产品拥有了像人一样的身份ID以及生长信息。这些信息包含了从“萌芽”到“出生”再到仓储运输最后销售各个环节的数据信息，使产品的物流追溯成为可能。通过本系统对数据进行处理，可方便查询到在市场上流通的农产品的详细信息。系统对生产、仓储、销售等部分节点进行全面实时监控，消费者以及监管部门可通过农产品的“ID”即二维码识别出该产品详细具体的信息，有益于对生产加工违规不合法的商品进行实时检测、监督以及召回。避免了以往农作物安全生产系统功能单一的局限性而导致监管难的问题发生，同时提升了监管效率[10-11]。

4 参考文献

[1] 许博明.基于物联网的蔬菜质量追溯系统设计与实现[D].北京：北京交通大学，2017.

[2] 飘雪.二维码横空出世[N].电脑报，2013-03-11（014）.

[3] 李友水.基于物联网的蔬菜质量安全追溯系统设计与实现[D].新乡：河南师范大学，2016.

[4] 刁海亭.基于新技术的蔬菜安全预警与追溯平台研究[D].泰安：山东农业大学，2014.

[5] 董晶晶.浅谈二维码技术与应用[J].科技资讯，2013（33）：29-30.

[6] 董金.现代农业种植和农产品信息管理系统设计[D].武汉：长江大学，2013.

[7] 陈俊玲.物联网的发展趋势[J].大众科技，2011（4）：30-31.

[8] 彭哲.面向物联网的RFID与条形码混合应用的蔬菜生产管理与追溯系统[D].广州：华南理工大学，2012.

[9] 李真，宋朝阳.物联网技术发展及应用研究[J].软件，2012，33（6）：125-127.

[10] 卫菊红.物联网技术发展及应用研究进展[J].工业控制计算机，2011，24（12）：50-52.

[11] 熊本海，杨振刚，杨亮，等.中国畜牧业物联网技术应用研究进展[J].农业工程学报，2015，31（增刊1）：237-246.endprint