『互联网+农业』的场景赋能——以琯溪蜜柚为例

集美大学诚毅学院 曾于嘉 赵国强 黄沁芳

文中结合了社会背景和现代化农业发展趋势提出了农产品溯源的必要性，指出了当下溯源体系的存在的信息易被篡改的痛点，所以将区块链技术引入现代化农业发展成为必然要求，本文以“琯溪蜜柚”为实例，具体阐述从“农地”到“餐桌”的整个产业链。

1 相关技术介绍

1.1 区块链溯源技术

从狭义上讲，区块链是一种分布式的共享账本和数据库。去中心化、不可篡改、可追溯、公开透明等特点是基于它的分布式数据库存储、点对点传输、共识机制、智能合约等技术的底层逻辑，保证了区块链可应用于各大行业保障安全防伪的特性。从区块链溯源体系的架构上来讲，数据接入层的作用在于，上传物联网设备采集的整个溯源体系中每个节点产生的数据。为面向整个溯源系统提供基础技术支持，在区块链基础层中搭建溯源机制，为用户的认证加入、共识机制、智能合约提供高速稳定的运行环境。在数据仓库的构建中，大数据基础层是最重要的一环，以ETL工具为技术支持，将数据接入层中的基础数据进行筛选汇总，并加以分析。为提供数据管理、大数据分析、数据共享以及溯源查询等四大服务，需要在数据服务层中构建数据仓库用来存放采集的海量数据。

在数据服务层的基础上，建立数据管理与分析、区块链管理等系统同时提供了溯源信息接口、集成lot外部数据的接口以及对外发送溯源信息，这是应用接口层的主要作用，也是整个区块链溯源架构的最后一环。在区块链技术3.0体系的日益完善下，区块链目前基本形成了智慧金融、智慧医疗、智慧交通、智慧物流、智慧农业等区块链技术赋能的产业生态链。

1.2 物联网技术

物联网在互联网与传统电信网的特性上进行一定的延伸，通过环境信息传感器、无线识别技术、全球定位系统等外植装置与技术，实现实时采集与监控各种声源、光源、热能、电能、化学、生物等信息。

在物联网构建的万物互联的网络中，使得网络节点中的每个物理对象都能够实现相互通信。物联网的核心在于“万物互联”，具有系统感知、稳定传输和智能处理的三个基本特征，系统感知主要的功能是通过核心的RFID技术感知事物的属性状态和识别事物状态并以一定方式表达，从而获取信息。稳定传输的特征主要实现点到点的任务传输，通信过程包括了信息的发送、传输、接受等环节。智能处理主要担任物联网技术中的决策者，将系统感知与稳定传输环节中获取的信息并进行加工产生新的信息反馈给智能处理终端并施效信息。物联网已经成熟运用到工业、农业、环境、交通等基础设施领域中，推动了这些方面的智能化发展。

1.3 小程序开发

微信小程序客户端主要运用微信小程序的“MINA”框架，以wxml、wxss等特有的描述语言，实现视图层中页面的基础视图结构，开发人员可个性化设计页面的展现样式。逻辑层，基于JavaScript的技术基础，实现程序和页面的注册功能，并于视图层构建两种联系，即数据传输和事件处理机制。采用微信MINA中app和page方法，并在丰富的API中实现支付、扫一扫等功能。系统层实现的功能主要有三点，包括临时数据或缓存、文件存储、网络存储与调用。基于微信平台巨大流量，微信小程序作为轻量级的程序，已经被广泛地运用于各个领域。

2 琯溪蜜柚的产业分析

琯溪蜜柚至今已有500年的历史，早在乾隆年间就被誉为朝廷贡品，又被称为“皇帝柚”，平和抛即为平和县种植的蜜柚——“琯溪蜜柚”。在2020年10月份举办的世界地理标志产业博览会上，平和琯溪蜜柚也和平和白芽奇兰茶共同被授予金奖。

目前琯溪蜜柚主打有三个品种，分别为白心蜜柚、红心蜜柚以及三红蜜柚。琯溪蜜柚的果皮为橙黄色，皮薄多汁。不仅内含丰富的维生素C以及膳食纤维，而且有预防感冒、促进消化的良效；内含果酸和某种氨基酸，在增加饱腹感的同时还能够抑制脂肪的形成，有效达到瘦身功能。其中三红蜜柚外皮、果皮下的海绵层以及果肉均呈粉红色，最具特色。其主要产地位于平和县小溪镇与坂仔镇的交界处和以此地为中心向外辐射15km的地区。

截止到2020年10月份，平和县蜜柚种植面积达70万亩，产量创收130万吨，产值50亿元。就出口而言，平和县蜜柚年出口量达到15吨以上，成功打开海外市场。在全国县级柚类品牌、种植面积、产量、产值、市场份额、出口量等方面都名列第一，存在很高的产业价值。

在市场的影响下，琯溪蜜柚作为平和县主要农产作物的收入来源，在其发展的过程中，为符合智慧农业的发展趋势，打造区块链可溯源的琯溪蜜柚具有一定的必然性。当下的水果溯源体系大部分都是通过在水果表皮粘贴纸质标签实现的，而纸质标签易破损、易掉落，容易造成信息丢失的情况。而可溯源蜜柚将采取利用激光技术在水果表皮直接刻上二维码，有效的减少了纸质标签带来的不便。消费者收到该产品后可以通过扫描水果表面的二维码，清楚地看到产品从生产到收货前的全过程。

3 相关技术的场景赋能

3.1 物联网下的智慧农业

物联网赋能农业场景，监管农业生产过程，构建智慧农业生态产链。通过线下对农作物进行硬件传感器的外植，实时监控农作物的生长状态，为农作物进行独立编码，对农作物进行位置标识、特征提取，严格监控农作物的养植状况。采集土地信息，天气状况，育秧与施肥等信息利用传感器上传到数据库中，通过技术的分析反馈，智能调控灌溉、施肥等生长条件，并将感知节点上采集的信息通过数据传输至区块链的数据接入层中，进行数据上链，实现透明化农作物的养植生长过程。

3.2 区块链下的智慧农业

依据农产品的环节流通与技术节点管理，设定生产、物流运输、采购零售、监管部门等4个节点，在共识机制与智能合约的运行环境中，保证各节点间相互连接通信，实现数据共享。利用区块链溯源技术，跟踪农作物的生长状态、采摘情况以及流通环节，并将数据同步到分布式数据库中，从生产商到物流商、采购商、零售商，再到消费者，使得所有参与者都能够跟踪追溯到在分布式数据库中的数据，同时作为监管部门也能通过分布式数据库的数据同步，实现更好的对各个节点进行监管，保障了整个智慧农业生态产链的透明性，提升各个环节的参与者之间的相互信任程度。

3.3 智慧农业的商城平台

针对整个智慧农业的销售链环节，应用小程序开发技术为农户与消费者搭建商城销售平台，同时微信商城基于微信社交的属性，农户带来巨大潜在客户基数，通过定制开发的方式来实现农产品区块链溯源体系的个性化需求。在保证用户数据安全下，微信商城小程序的客户端具体实现商品浏览与检索、购物车管理，以及个人信息管理、下单支付等基础功能。在商城平台中搭建溯源入口，整个溯源环节中参与者都可通过独立可识别的编码进行溯源查询。基于电商的O2O模式，打造线下与线上的立体化电商平台，以此帮助农户对所种植的农产品的运营掌控，同时提高了对消费者售后服务能力，促进智慧农业的深入发展。

4 业务流程

建立线上交互平台，消费者通过微信登录到小程序商城，小程序包含首页、购物车添加删除、商品详情、商品浏览、个人信息等界面。建立线下业务流程实现的农产品溯源系统的业务流程应从农作物栽植，加工、物流、消费者购买查询等环节进行设计。

在种植环节中，农场为每一棵参加溯源的柚子树都外植了传感器，作为他们身份的唯一标识，通过传感器获取到的数据上传到分布式数据库中，基于区块链技术去中心化等特点，确保溯源的安全性和可靠性。

每一棵柚子树被采摘下来的果实通过激光标签二维码与每一棵柚子树进行绑定，使每一颗柚子果实都能追溯到之前的母体柚子树上。加工厂将柚子果实根据品种进行包装，将果实的数据上传到加工厂的数据库中。将产品分销到线上商城和线下商户，每销售出去的产品都会在销售终端将销售数据录入到该分布式数据库中。消费者可自行通过扫描果皮上的溯源二维码查询到该柚子从被采摘后到餐桌全部的数据信息，同时也包含其母体柚子树的情况等。

本文的研究以“琯溪蜜柚”为例，基于区块链、物联网以及微信小程序实现“互联网+农业”的场景赋能。区块链应用于农业场景下，实现农产品的溯源过程，保证很大程度上保证了智慧农业生态产链的安全性。同时物联网作为智慧农业生态产链中的信息收集与管理的角色，帮助农户能够更好地种植管理农作物，智慧农业大棚的作用崭露头角。微信小程序的商城平台的助力过程中，从生产商到消费者都能体验到便捷快速的良好买卖体验。在“互联网+农业”的场景赋能下，农业从传统的经济行业中能够顺应时代的潮流，实现互联网经济的转型，促进农业的健康发展与农业经济的增长。