基于二维码技术的陕北苹果质量安全追溯系统设计

杨云 曹亭

摘 要：为了实现水果行业、监管部门、消费者对果品各环节标准化、信息化的信息数据的追溯与监管，本文基于二维码技术设设计了一款苹果质量安全追溯系统。该系统主要包括四个子系统，即数据获取子系统、管理子系统、查询子系统和追溯子系统。利用该系统，能有效地查询苹果的有关信息。

关键词：苹果质量安全;追溯系统;二维码技术

中图分类号：TP391.44;TP311.52文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2020）04-0024-03

Abstract： In order to achieve the fruit industry， regulatory authorities， consumers to standardize all aspects of fruit， information-based information data tracing and supervision， this paper designed an apple quality and safety traceability system based on two-dimensional code technology. The system mainly includes four subsystems： data acquisition subsystem， management subsystem， query subsystem and traceability subsystem. Using this system， we can effectively query the information about apple.

Keywords： apple quality safety;traceability system;QR code technology

食品是維系人类生存和发展的重要物质，食品安全对广大消费者来说至关重要。可追溯体系作为控制产品质量安全最有效的方法日益受到各国的重视。基于这种现状，本研究利用二维码技术构建陕北苹果溯源系统，以实现对苹果种植过程、存储以及加工过程的无疏漏跟踪，为更好地保障苹果安全性提供一个可靠的途径，从而实现对无公害苹果从产地到加工经营企业整个流程的有效监管和追溯。系统最终可实现水果行业、监管部门、消费者对果品各环节标准化、信息化的信息数据的追溯与监管，以此为国内和国际果品市场提供较为完善可行的质量追溯体系[1-4]。

1 需求分析

本研究的主要设计目标是开发一款基于二维码技术的陕北苹果追溯系统。在种植阶段，该追溯系统可以记录苹果品种来源、种植过程中的环境状况（温度、湿度、光照等信息）;在加工过程中，记录套袋情况、监测情况、重量情况;在检查阶段，记录苹果信息是否合格，并保存到追溯系统的数据库中，在苹果出厂时，将其信息生成一个二维码，贴到农产品包装箱上，以实现对整个过程的追溯，保证农产品安全可靠。本系统设计遵循以下原则：完整性与可维护性原则;实用性原则;可靠性和安全性原则;经济效益性原则。

通过对苹果的种植、加工、检验产业链进行调查研究，在了解实际情况的前提下，分析和总结各类型用户对追溯系统的实际需求。该追溯系统涉及的用户类型包括种植企业、加工企业和消费者。不同类型的用户对平台的功能要求不同。对于种植企业，其需要平台提供苹果种植的温湿度、光照信息，以及苹果的品种种类及产地等;对于加工企业，其需要平台提供是否套袋、产品重量等信息;对于消费者，需要平台提供可追溯的信息二维码，二维码中所包含的信息包括厂家网址、苹果基本信息等。

2 系统架构分析

本系统采用Tomcat+JSP，即J2EE架构，使用Java EE（Java Enterprise Edition）来实现整个追溯系统的开发。Java EE是一种利用Java 2平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相关复杂问题的体系结构。苹果追溯系统包括追溯信息获取、追溯系统实现两大块，所要追溯的信息包括苹果在种植环节、加工环节、检验环节的一些数据信息，这部分信息通过物联网技术获取并上传到系统数据库中;追溯系统主要包括三个方面：管理子系统、查询子系统和追溯子系统。其中，管理子系统指的是系统管理子系统;查询子系统指的是对种植环节、加工环节及检验环节的信息进行查询;追溯子系统指的是信息的对外发布，主要采用二维码作为载体进行信息发布。系统的具体框架如图1所示。

3 系统设计与实现

3.1 系统功能模块

该追溯系统主要包括4个功能模块：数据获取子系统、管理子系统、查询子系统和追溯子系统。该追溯系统的数据主要来源于数据获取子系统。各个子系统又有具体的功能子模块，如图2所示：管理子系统主要是对管理员进行管理，根据权限可将该追溯系统的管理员分为超级管理员和普通管理员，超级管理员权限最大，可以为普通管理员授权。查询子系统主要包括对种植环节、加工环节及检验环节进行信息的查询;追溯子系统主要包括二维码查询和网站查询。

3.2 系统实现

3.2.1 管理子系统。管理子系统的主要作用是添加用户权限、开放用户权限。管理人员主要包括超级管理员与普通管理员，超级管理员具有给普通管理员开通权限的权利，开通流程如下：普通管理员提交开通申请，由超级管理员进行信息审核，审核通过后，超级管理员将普通管理员的信息添加到系统中，此时普通管理员就具备了相关操作权限。超级管理员和普通管理员界面如图3所示。

3.2.2 查询子系统。信息查询子系统包括苹果基本信息查询、苹果种植信息查询、苹果加工信息查询和苹果检验信息查询。在查询时，输入种植品种编号即可获取相关信息。同时，该子系统也支持打印功能。信息查询子系统查询界面如图4所示，打印界面如图5所示。

3.2.3 数据获取子系统。本追溯系统的数据来源于两部分：基于单片机的温湿度及光照传感器系统和RFID系统。基于单片机的温湿度及光照传感器系统是以51单板机作为主控系统，采用温湿度传感器采集环境的温度和湿度，利用光照传感器采集环境的光照，通过上位机将温湿度数据和光照强度数据上传至电脑中，并生成数据库文件，可通过显示屏实时显示温度。信息采集界面如图6所示。

3.2.4 追溯子系统。为了方便生成二维码，完成信息追溯，本文开发了一款基于Python的二维码生成系统。Python是一种计算机程序设计语言，是一种面向对象的动态类型语言，最初被设计是用于编写自动化脚本（shell），随着版本的不断更新和语言新功能的添加，其逐渐被用于独立的大型项目的开发。Python生成二维码主要用的是Python中的qrcode库，并将其打包生成一个.EXE文件，便于实时操作（见图7）。对于二维码，一方面可生成追溯公司网站的二维码;另一方面也可生成苹果信息二维码。生成的二维码如图8所示。

4 结语

本文根据国内外商品追溯系统的不足，明确系统设计所要达到的效果，从而开发出了一套基于二维码技术的追溯系统。

参考文献：

[1]郭金桃.中国农产品溯源系统概述[J].大众标准化，2014（2）：56-57.

[2]傅俊，曹春益.基于物联网的农产品质量溯源系统设计[J].软件，2014（3）：9-10.

[3]聂志刚，李广，刘强，等.基于RFID/GPRS的兰州百合制品流通跟踪追溯体系建设[J].现代农业科技，2013（1）：339-340.

[4]任守纲，徐焕良，黎安，等.基于RFID/GIS物联网的肉品跟踪及追溯系统设计与实现[J].农业工程学报，2010（10）：229-235.

[5]白红武，孙爱东，陈军，等.基于物联网的农产品质量安全溯源系统[J].江苏农业学报，2013（2）：415-420.

[6]张俊，徐杰，王秀徽，等.基于国产基础软件的农产品质量安全溯源管理系统的设计与实现[J].中国农学通报，2012（9）：297-301.