基于云计算和物联网技术的农产品质量安全追溯系统研究

张皓 杨媛媛 张丽

摘 要：以山西农谷调研为基础，分析农产品质量安全现状和存在的问题，并提出利用云计算平台和物联网技术构建农产品质量安全追溯系统，其目的在于，不断减少物流成本，提高农产品质量、增强安全性。

关键词：云计算；物联网；RFID射频识别技术；农产品质量安全追溯系统

文章编号：1004-7026（2018）05-0053-02 中国图书分类号：F322；S126 文献标志码：A

习近平总书记提出，有关农村、农业、农民的问题会牵涉到民生问题，应该给予重点关注。目前，应该重视“三农”问题，并将其当作全党工作的关键点，而习近平总书记也强调了农业工作的重要性。我国居民在日常生活中离不开农产品，然而瘦肉精、镉大米、毒豇豆的出现，也让大家感到十分忧虑。虽然相关监督管理部门已经加大了管控力度，但是多数居民的忧虑感没有减轻。

山西农谷位于山西省太谷县，在资源上，该地区主要开展农业活动还拥有山地、丘陵、平川以及温和的气候、丰沛的水资源.在科技优势中，该地区建立的科研机构为山西农大、省农科院果树研究所，并已经拥有了优质科技資源，培育出了素养较高的职业农民。在发展基础上，该地区主打产业为蔬菜种植业、苗木花卉、干鲜果业，并创建了多个优势农产品品牌，例如太谷饼、壶瓶枣、通宝醋、怡园干红，而本地农民每年度人均可支配收入也在攀升，可排在山西省内前几名位置。在试点收效上，该地区已经被认定为全国现代农业改革与建设试点县，所以在山西农谷实现农产品质量安全追溯系统是最好的选择。

1 追溯系统信息基础

1.1 云计算平台

云计算需要按照使用量来支付费用，此运作模式能够按照需求进行网络访问，可以体现出便利性、有效性， 能够进入计算资源共享池（资源涉及到了网络、服务器、存储、软件、服务），这部分资源可以被高效运用，不需要投入大量精力进行管理，也不用和服务供应单位实时进行互动，这与大家运用自来水的原理相同，我们不会为了获取水资源去单独建立一家自来水厂，只需要打开水龙头就可以得到干净的自来水，云计算也一样，倘若你需要取得一些信息，只要连接到互联网上，登录网址即可处理相关问题，这和电脑处理能力上没有任何关联性。近期，大家都在云计算，并且运用在各个范畴，这种虚拟资源的利用模式给包括农业在内的各行各业带来了巨大的变革。按照云计算技术设定了农产品质量安全追溯系统以后，可以运用此管理系统来管控农产品生产过程，并且全部数据都会存储在服务器中，而运用自动化集中管理方式，不但能够减少企业原有管理支出，还能实时了解农产品生产过程，让信息流顺利对接。

1.2 射频识别技术（RFID）

RFID技术具备的特点为，它属于非接触方式的自动识别技术，该技术可把微型芯片放入标签中，利用微芯片来下发各种信息，而且不用对每个标签进行扫描，适用于各种环境。在农产品质量安全追溯领域的产前，产中，产后等环节，此技术能够有效提升追溯效率。由于大家都比较重视农产品质量，为了促进农产品质量安全追溯系统得到有效运用，应该关注农业信息化建设情况，将RFID技术运用到相关工作中，体现出该项技术的价值。

在RFID系统中，其中包含了标签，阅读器。在此标签中，还会涉及到标签部分以及天线部分，并为相关标签设定了不会重复的号码。RFID阅读器则是用来发射无线电信号以及识别标签发出的信息，并进行处理，在农产品质量安全追溯系统中RFID标签一般会写入唯一电子编码，农产品的名字，出产地点等，当附带RFID标签的产品来到可识别区域时，阅读器就会发送无线电信号，RFID标签接收到无线电信号后就会把写入的标签上的信息发送到阅读器，然后阅读器再将信息发送到平台上进行储存和处理。

可见，RFID技术产生以后，能够有效的运用在农产品质量安全溯源系统内，可以实时获取到农产品生产环节中的各种信息，以此来监控农产品的质量安全，同时通过对农产品质量安全的监控及时的获取生产中的各种信息，可以在平台上对生产状况进行科学的分析和预测。

2 我国农产品质量安全的现状以及存在的问题

2.1 农业生产分散化，安全生产技术难普及

近期，尽管国内在积极引导大家面向规模集约经济方面发展，并为了提升土地流转速度设定了相关有利政策，然而，目前多数农村地区依然采用小农生产方式开展生产活动，并且分布上不够集中，这将不利于国内顺利开展农产品质量安全的管理工作。

其次，国内农产品质量安全技术运用情况不佳，并且农民受教育程度较低，不能快速掌握无公害农产品生产技术。

2.2 化肥，农药等残留污染严重

我国农业历经多年发展，为了追求更多收益，不管是农户、农业公司都在运用化肥以及农药，个别公司与农户为了缩短果蔬生长周期还会运用各种试剂，由于过量运用化学品，也出现了农产品质量下滑问题，这造成水果、蔬菜、肉类的安全性下降，并不能拥有良好的口感，为此部分国家已经不允许使用化学品，而对于运用了过多化学药剂的农产品来说，也会对购买方的身体健康带来极大隐患。

2.3 农业污染衍生的农产品二次污染

当农产品成长过程中运用了过多农药以后，其中会蕴含很多铅、砷等有毒物质，而购买人群获得这些产品以后，在食用过程中多少都会吸收这些污染物，并会对人们身体健康带来的极大潜在威胁，例如铅、汞、镉、燃、氟等，这部分不良物质长时间留存在身体中也会引发很多疾病，并且治疗难度极大。

3 构建农产品质量安全追溯系统

3.1 溯源对象

农产品质量安全追溯系统，主要运用标识技术，监督管理农产品生产、加工、检测等过程。一般运作方法为，合理规划农产品种植区，数字化记录生产状态，记载使用人以及检验结果，预控管理生产基地，对重要环节进行管控，创建云计算平台，存储整个流程信息，体现出农产品生产各阶段的跟踪情况，并开展溯源管理。另外，在设定农产品溯源系统过程中，应该关注的要素分别为产品标识、云计算平台、信息传递。而本文主要把果蔬当作溯源对象。

3.2 标识设计

应该按照真实生产状态来设计农产品标识，需要关注的问题为，减少成本、可有效运用。在设定射频识别标识过程中，还需要按照相关运作状态，重视成本问题以及有效运用问题。考虑到射频识别标识的价格问题，可运用QR码人工输入追溯码，不过此类方式的工作效率较低，并且错误较多，为了能够自动取得追溯码，本次运用了二维技术。另外，在设定产品标签时，应该简明的体现出产品信息（例如追溯码、种类、产地、责任方等），让大家清晰的了解如何运用追溯标签，而手機都可以识别二维条码（QR码）。此外，在附加值很高的农产品（例如茶叶）中，可在标签内加入RFID芯片，运用非接触式方式进行识别。在对农产品设定编码过程中，其具体规则应按照《NYT1431-2007农产品追溯编码导则》进行设定。其中蕴含了2种不同类型：其一，可采用长码，共计20位，其代表的内容为1类别+6行政区划+2公司名称+2产品+时间+3批次号；其二，运用短码，共计10位，其代表的内容为1类别+5时间+2品种+2序列，而购买方也能够运用短信方式进行查询。

3.3 开发语言

在农产品质量安全溯源系统中也分为不同内容，其中涉及到了：云计算平台、智能手机管理平台、条码打印系统。另外，该系统运用的开发语言也有不同种类，它们分别为：java、android、jsp以及Html。

3.4 信息链

在生产时期需要处理的问题有两个，它们分别为：其一，记载农产品生长信息；其二，记载农产品生长环境。在处理首个问题时，可以在生长地点放置防雨卡。在进行巡视了农作物生长情况以后，工作人员需要记录每日的详细信息，比如 2017年11月14日，某工作人员，对某农作物运用了除草剂，具体计量达到了50 ml。在处理第二个问题过程中，可以运用物联网具备的环境信息采集系统。此系统在运作过程中的动力来自于太阳能，可运用 Zigbee 的自组网性，不间断的农作物环境信息（ 其中包含了温度、湿度、光 照强度、土质湿度等） ，并运用 GSM 网关和服务器进行连接，其汇总的信息内容可以当作农产品溯源信息。

结束语

借用云计算技术以及射频识别技术，可以共同设定出农产品质量安全追溯系统，这也有助于提升农产品质量，并能够有效开展农产品质量安全的检测工作，不断提升农产品品质，促进各地经济稳定发展。

参考文献：

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