基于近距离无线通信技术的枣质量安全追溯系统构建

李庆军，李俊霞，王聪明，李 慧，孙艳刚，杜秀芹，张贵香，李秀岐

（1.山东滨州国家农业科技园区管理服务中心，山东滨州 256600；2.桓台县数字农业农村发展中心，山东桓台 256400；3.无棣县农业技术推广中心，山东无棣 251900；4.山东省无棣县马山子镇农业综合服务中心，山东无棣 251907）

枣（Ziziphus jujubaMill.）是鼠李科枣属植物，含有丰富的维生素C、维生素P 等，除供鲜食外，可以制成蜜枣、红枣、熏枣、黑枣、酒枣、牙枣等蜜饯和果脯，还可以制作成枣泥、枣面、枣酒、枣醋等，是重要的食品工业原料。2021 年我国枣栽培面积达331 万hm2[1]。育苗、定植、浇水、开甲、抹芽、喷施农药、施用肥料生长调节剂和果实采收加工流通等环节的规范操作是保证枣果质量安全的基础。仅农药的使用这一项就需要防治盲蝽象、枣步曲、枣瘿蚊等近20 种虫害[2]和青斑病、枣锈病、缩果病、炭疽病等近10 种病害[3]。防治病虫害的主要方式有化学防治、物理防治和生物防治等，其中化学防治不可避免地对果品安全造成一定影响。如何了解果品在生产过程中的病虫害防治情况，是消费者非常关心的。带有近距离无线通信技术（near field communication，NFC）功能的智能手机使消费者个人快速便捷地获取枣质量安全状况成为可能，目前已广泛应用在茶叶、枸杞、肉类等农产品的质量安全追溯中，但在枣质量安全追溯方面的应用还未见报道[4-6]。在该技术的支撑下，配套枣全产业链的标准化管理，探索产地编码和农产品标签追溯的系统模式，并建立枣质量安全信息可追溯系统，可实现枣业全产业链质量追溯，并极大地方便枣的质量监管和全方位跟踪，是提高农产品质量和竞争力、保障消费安全的重要手段，更是推动枣业转型升级、助力乡村振兴的有效途径[7-8]。基于近距离无线通信技术（near field communication，NFC），本文综述了构建枣质量安全追溯系统的基本要求、实施原理、框架设计、信息编码等，以期提高枣品质与安全水平，促进枣产业健康快速发展。

1 开展枣质量安全追溯工作的基本要求

枣质量安全追溯的目标是溯源从枣园到货架各环节的投入品和相关责任主体信息。开展追溯工作的枣生产企业（组织或机构）应指定机构或人员负责追溯的组织、实施、监控和信息的采集、上报、核实及发布等工作[9]。开展枣质量安全追溯需要准备的硬件设备包括计算机、互联网设备、打印机、条码读写器等，相关软件也应满足追溯要求。枣质量安全追溯机构应制定软硬件管理制度，工作规范制度和质量把控及应急制度。采用低成本、长寿命、低耗能的信息传感器材和便携式设备，并充分利用现有互联网资源，紧密结合大数据、云计算、物联网、人工智能（AI）等新一代信息技术，也是建立枣质量安全追溯体系的基础[10-11]。

2 枣质量安全追溯系统实施原理

枣的种植户、加工企业和销售商等单位实时采集数据并上传。追溯系统通过NFC 系统对溯源数据进行监控、整合、加工和反馈，并指导种植、加工和销售主体调整工作偏差。消费者可通过NFC 手机，读取NFC 标签，进行产品溯源，及时了解枣的安全质量信息，进而决策消费行为。监管部门收到消费者投诉或系统反馈的信息能及时核实数据和危害分析与关键控制点（hazard analysis critical control point，HACCP），进而确定溯源信息[12]，并快速定位出现问题的节点，查明原因，做出应对策略。

3 枣质量安全追溯系统总体框架设计

枣供应链可分为种植、加工、储存、流通和销售五大环节。枣供应链企业可通过NFC 采集系统写入和读取NFC 标签信息，同时将要写入的信息提交给Savant 中间件[13]，信息经过处理加工传送到互联网的对象名解析服务（object name service，ONS）。在网上利用ONS 对问题枣产品信息进行定位，通过物理标示语言（physical markup language，PML）服务器，将PML 记录的枣产品信息存放到MySQL 数据库。枣种植主体记录的产品信息随着供应链条最终传给枣销售主体，同时将写入NFC 标签的信息实时上传到系统。追溯系统总体框架可分为枣种植信息采集模块、枣加工信息采集模块、枣流通信息采集模块、枣销售信息采集模块、Savant 中间件以及ONS、PML 数据库，具体设计框架如图1 所示。

图1 基于NFC 的枣质量安全追溯系统构架Fig.1 Framework of jujube quality and safety traceability system based on NFC

4 信息编码

4.1 枣园地块信息编码

枣种植地块条件应符合GB/T 1884—2008 的要求，应以种植管理方式、地理位置、种植主体等特性相对一致的区域为同一编码单元[14]。地块编码需要关联的信息有枣园概况、日常管理信息、农资使用信息、地块面积、水肥使用信息、空气质量信息和参与人员信息等。

4.2 田间管理编码

枣树田间管理包括从种子播种到果实采摘全过程，需编码的主要内容有很多。

4.2.1 播种栽植期

枣园土壤处理方法；枣树育苗时间，地点；枣树品种，苗木状况及处理方法；枣树栽植时间，株行距等。

4.2.2 日常管理期

施肥种类及数量，化肥、有机肥、杀菌剂、杀虫剂、除草剂、生长调节剂等的采购及使用情况，包括通用名、商品名、供应商、生产企业、登记证号、生产许可证号、产品合格证号、生产批次号、使用数量、使用方法、使用时间和责任人等。枣树开甲时间、宽度和部位，抹芽起止时间、次数，授粉情况，单株坐果数量。生产、管理相对统一的种植户、种植组、企业统称为种植者，应对种植者进行编码，并建立种植者编码档案，种植者编码档案应包含姓名（种植户名、种植组名或企业名称）、种植区域、种植面积、种植品种等信息。

4.2.3 采摘收获期

对采摘者进行编码，并建立档案。采摘者编码档案应包含以下信息：主体名称（户名或组名）、采摘时间、采摘区域、采摘数量以及采摘时果实成熟度和等级等。

4.3 加工环节编码

对不同收购批次进行编码，内容至少包括产品名称、交售者及种植者、收购时间、地点、数量、收购标准、交收检验和收购批次号等。应对不同加工批次、包装批次和贮藏批次编号或逐件登记。

4.4 流通环节编码

对不同出库批次编码或逐件扫描记录，记录枣的出库时间和数量。流通编码可采用2 种方式，分别是“企业编码+预留代码位+销售代码”和“企业编码+销售代码”。根据枣在流通环节的节点不确定的特点，流通环节编码应具备唯一性、可扩展性、简明性和科学性的原则。唯一性就是一个代码只标示一个编码对象。可扩充性指代码应留有适当的后备容量，以便适应不断扩充的需要。简明性是代码结构和形式应简单明了，便于手工输入。科学性是指代码结构的设计应充分考虑枣实际流通的各个环节，符合实际业务流程。

5 信息管理

严格制定信息管理制度。首先要明确归档方式和存档年限。上一环节操作结束时及时将数据汇总传输到追溯系统，并及时以代码形式传递给下一环节。采用技术的、经济的、政策的、法律的和人文的方法和手段，以便对信息流进行控制，以提高信息利用效率、最大限度地实现信息效用价值。如实记录各环节订单信息、参与人员基本信息，生产、交付后的24 h 内上传相关信息。信息保存时间不得少于6 个月。应授权相关行政主管部门能从追溯系统直接提取信息。

6 应急追踪

各环节主体内部应明确安全追溯的管理部门，负责安全追溯应急制度的建立和组织实施，不定期以“倒查”的方式检验追溯系统运行情况，及时调整、完善相关环节[15]。同时，各环节主体还应负责对上一环节提供的产品进行验收，并对上游追溯信息进行核实。如发现问题，按相关规定及时对该批次产品进行召回或销毁，以免流入销售市场造成损失[16]。一旦发现枣产品出现质量安全问题，产业链各环节、主管部门等相关主体应依据追溯信息，迅速界定质量安全问题的范围和原因，确认追溯层次和范围，并及时采取应对措施。