农产品溯源系统设计

杨勇 徐忠杰 殷智浩

摘要：随着国内食品安全问题的日益突出，为解决农产品在生产、流通和销售环节出现问题，该文设计了一套农产品溯源系统，该系统采用物联网应用技术，分别设计了智能农业系统、农产品加工智能识别系统、车辆运输跟踪管理系统、仓储管理系统和智能超市管理系统，实施监控农产品在各个环节的状态，方便食品安全事故进行溯源追责，保障农产品供应安全。

关键词：农产品溯源；物联网应用技术；食品安全

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）04-0235-02

1 概述

近年来，食品安全问题在国际、国内反响越来越强烈，甚至引起人们的生存恐慌。我国农产品也是多事之秋，“苏丹红”、“红心蛋”、“三聚氰胺”、“廋肉精”等一系列安全事件频发，农产品安全问题刻不容缓。

2 系统设计

为解决农产品在生产、运输、存储各个环节出现问题，系统采用物联网技术建立农产品追溯体系，该系统建立5 个基础环节，种植基地→生产加工→物流运输→仓储中心→超市；涉及到6大系统，智能农业系统→农产品加工智能识别系统→车辆运输跟踪管理系统→仓储管理系统→智能超市管理系统（含消费者查询子系统）→后台监控管理中心（含GIS地图定位）；通过物联网智能车将上述过程贯穿起来，形成一个完整的农产品生产消费链。

综合运用了RFID 技术、无线传感网技术、嵌入式技术、移动互联网技术、数据库分析与处理等技术，实现对食品生产环节智能感知与控制，加工环节标签自动识别读写，运输环节车辆智能定位与智能冷链感知，储存环节智能盘点，超市供应环节溯源查询，销售环节自助结算等。

系统通过云服务系统、将关键有用信息保存到随货物流通的RFID 芯片，实现农产品生命周期的信息汇聚和管理，需要获取这些信息的人，通过网站、手机客户端等就能够访问这些数据，查询某农产品的全方位信息。政府部门可通过该平台对食品的质量进行监管，对食品安全事故进行溯源追责。

3 系统实现

3.1 智能农业系统（种植环节）

种植环节采取农业大棚的形式，全面监测农业生产过程中空气温湿度、光照度、CO2浓度等与农作物息息相关的关键参量。农作物上挂载RFID标签，存放农作物基本信息：种植基地名称、地址、种子品种、种植时间等；软件支持种植的不同品种的农产品，例如可以选择：种植水稻、白菜、萝卜等；大棚内安装网络摄像头，可以通过监控平台远程监控农作物的长势情况和大棚的安全状况。

实时采集农业大棚内的传感器数据并显示；并通过无线传感器网络传输至智能网关的监控平台，可通过终端平台、手机客户端、浏览器等登录域名账户查看。通过专家预设系统设置农作物最佳生长指标，及时精确地控制农用设备的自动开启、关闭（如远程控制节水系统、调整大棚内湿度、控制通风换气的阀门等），调节大棚环境状况使其更有利于农作物的生长。系统可以实时查询大棚内的各项环境参数、历史温湿度、二氧化碳曲线，便于寻找农作物生长规律。

3.2 农产品加工智能识别系统（加工环节）

加工环节主要模拟农产品的加工过程，农产品从种植基地出库后，将通过智能车运输到分类加工厂，加工厂会扫描上一环节的基本信息，并连接云平台进行信息核实和补充：

1） 入厂阶段，小车经过RFID的安检门，会被自动读取农产品RFID标签里的基本信息，以及小车的重量、牌号、进入时间、农作物采购数量、价格、供应商名称等，上传到加工厂的后台管理系统。

2） 分类加工阶段：需要实时采集工厂温湿度等环境参数，控制换气阀门调整加工环境，加工并上传后台管理系统；

3） 出库阶段：在包装好的农产品上打印二维码标签（或RFID标签）；标签中记录上一环节的关键信息，以及本环节的加工单位名称、加工日期、加工过程所使用的添加剂、包装重量、环境参数等，这些信息均通过无线传感器网络和以太网传输至后台管理系统进行保存。

3.3 车辆运输跟踪管理系统（运输环节）

物流运输环节主要模拟车辆从加工厂驶出，途径加油站、隧道、高速公路等，最后到达超市仓库的整个过程。在整个运输过程中，智能车内部安装地理定位装置、基本的温湿度环境检测传感器、小型摄像头，将小车所处的地理信息、行政区域、农产品所处环境的基本状态通过无线传感网及时传输到智能控制终端，在经过以太网传输到物流中心的监控后台。运输过程中，小车途径危险路段，会有语音温馨提示。加工厂出货人员和超市仓储管理人员只需登录到车辆运输跟踪管理系统客户端界面，就可以查阅到当前车辆所处的地理位置，运行轨迹，监测运输车辆是否安全到达目的地。运输环节中涉及到的一切有用信息都会统一提交到云平台，供政府监督管理和供相关部门查阅。

3.4 仓储管理系统（仓储环节）

智能车经过物流运输最终到达超市仓库，仓储管理系统将自动读取上一环节的基本信息，并连接云平台进行信息核实和补充。

3.5 智能超市系统（销售环节）

1） 超市人员将每个商品都贴上二维码，新的二维码对应了上一个环节的信息，用户可以将携带二维码标签的商品拿到溯源查询一体机的识别区，通过二维码识别系统读取存储的信息，在终端界面上显示商品的原产地、加工厂状况、运输状况以及单价等信息，或者用手机直接扫码，通过这些数据可以查询到这件商品从种殖、运输、存储、销售整个过程的所有数据。

2） 自动结算系统首先通过读写器读出商品上RFID标签信息，并将此商品在电子秤上称出重量，在数据库中取出对应标签的商品单价并结算出货物总价。 同时将商品的名称，价格信息通过打印机打印出来。

3.6 研究院后台监控管理中心（监督管理环节）

后台监控管理中心暂代监督管理职能，从种植到销售，整个农产品供应链全部透明化。主要搜集农产品从生产到销售过程中的每一步关键信息，达到对食品的有效跟踪和追溯，使政府部门可以对食品的质量进行有效监管和食品安全事故的溯源追责。

基于云计算技术，构建的食品追溯服务器，本系统直接链接云平台，获取数据信息。系统可提供两种全局定位方式，一种是平面图，布局与沙盘实际布局相同，实时跟踪整个农产品生产运输消费流程。另一种方式为链接百度地图，全程GIS监控，下图为本公司的一个智慧水利应用项目，采取GIS监控的方式，实时监控各地每个大坝的信息。

4 总结

为解决国内严重的视频安全问题，本文综合运用了RFID 技术、无线传感网技术、嵌入式技术、移动互联网技术、数据库分析与处理等技术，实现了食品生产环节的智能感知和控制，实现生产过程的无害全程跟踪监管；加工环节采用RFID技术自动对农产品进行智能识别，实现单个产品的定位管理，实现源头可控；运输环节采用节车辆智能定位与智能冷链感知，实现产品运输过程的实效监管和质量控制监管；超市供应环节溯源查询，销售环节自助结算，实现产品的智能销售管理。系统通过云服务系统、将关键有用信息保存到随货物流通的RFID 芯片，实现农产品生命周期的信息汇聚和管理，需要获取这些信息的人，通过网站、手机客户端等就能够访问这些数据，查询某农产品的全方位信息。政府部门可通过该平台对食品的质量进行监管，对食品安全事故进行溯源追責。

参考文献：

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