面向水果產業的食品安全監測系統設計與研究

周濱

(貴州大學管理學院，貴州 貴陽 550025）

面向水果產業的食品安全監測系統設計與研究

周濱

(貴州大學管理學院，貴州 貴陽 550025）

保障食品安全是全社會面臨的共同挑戰和責任。為了解決食品安全問題，減少食源性疾病，需要在食品安全體系方面進行不斷探索與研究。建立面向水果產業的食品安全監測系統，就是為了實現對食品安全風險進行監測和控制。該系統通過持續地收集食源性疾病、食品污染、食品中有害因素的監測數據及相關信息，并對其進行綜合分析，最后通過信息門戶及時通報相關問題。

水果；食品；安全；監測；信息；系統

1 引言

近些年來，食品安全問題層出不窮，已成為社會公眾關注的焦點之一,它是一個世界性的問題。食品安全問題不僅危害人們的健康，損害消費者的利益，也直接關系到經濟發展和社會穩定。從消費者角度看，食品是否安全主要取決于是否發生食源性疾病，由致病性微生物引起的食源性疾病是食品容易發生的主要安全問題。這是因為食品的生產、采收、加工、銷售過程中，如果處理不當，容易受到微生物的污染，從而引發食源性疾病。因此如何通過信息系統完成對食品的生產、采收、加工、銷售過程的監控以保障食品安全成為我們研究的主要方向。

貴陽市近年來以楊梅、櫻桃、梨子、草莓為主的城郊水果產業發展較快，不僅滿足本地需求還銷往省外，而水果是否是優質、健康、無公害，也引起了消費者的關注。本文將以貴陽市水果產業為切入點對水果引種、繁育、種植、采收、運輸、銷售的全流程監測信息系統設計方法進行研究和討論。

2 系統研發內容

面向水果產業的食品安全監測系統的設計與研發涉及到水果產業工作體系、開發技術環境及軟件系統、應用推廣等多方面工作，主要研究開發以下幾部分內容：

2.1 客戶端系統

客戶端系統是整個系統面向用戶的信息門戶，它包括種植管理子系統、檢測管理子系統、運輸管理子系統、零售管理子系統。客戶端系統通過對水果種植情況、包裝、物流、分銷的各個環節進行統一管理，來保證水果產品質量安全。

2.2 二維碼溯源系統

二維碼溯源系統包括二維碼溯源子系統、統計子系統、展示子系統、溯源系統管理子平臺。二維碼溯源子系統為水果種植戶、零售商小包裝提供二維碼，同時可以對二維碼進行統一驗證；統計子系統主要提供水果產量統計、代收點銷售量統計、每個大棚產量統計、單品種水果產量統計、二維碼貼碼量統計、掃碼量統計、高端農業比例統計、縱向對比統計、農藥和化肥與產量的對比統計。

2.3 安全檢測系統

安全檢測系統提供快速檢測子系統、常規檢測子系統、檢測報告與產品關聯子系統、檢測結果展示子系統。安全檢測系統主要對上市的水果產品進行質量巡檢。

2.4 農業安全管理平臺系統

農業安全管理平臺系統包括安全生產視頻監控、代收點視頻監控、數據統計和發布。數據統計和發布：對水果產量進行統計；水果零售地銷售情況統計；二維碼發碼量后臺統計匯總；消費者通過手機驗碼數量統計。

2.5 水果種植基地系統

水果種植基地系統包含大棚氣象環境檢測子系統、巡檢子系統、大棚視頻監控。蔬菜種植基地系統通過接收溫濕度傳感器發過來信息，對基地溫度和濕度進行調控，保證水果良好生長環境。

2.6 代收點管理系統

代收點管理系統包含代收點視頻監控、代收點掃碼槍管理、蔬菜庫管系統。運輸公司可以通過二維碼從代收點管理系統打印查看提貨單，通過提貨單進行貨物提取，同時對整個過程進行視頻監控。

2.7 水果安全溯源門戶

水果安全溯源門戶包括頻道展示、鏈接展示、角色管理系統、內容管理系統、咨詢管理系統。水果安全溯源門戶的管理和使用人員包括管理人員、內容管理人員、信息維護人員、監管人員等，不同的人員關注的信息有所不同。

3 系統總體設計

整個系統首先要提出其概念模型，依據概念模型分析系統用戶的需求，根據系統分析結果制定系統的總體流程，設計業務體系結構。

系統概念模型主要包括：蔬菜基地信息、基地負責人信息、種植戶信息、種子庫信息、大棚信息、GIS定位信息、作物種植信息、施肥及用藥信息、肥料庫、農藥庫、病蟲害信息、病蟲害跟蹤信息、診斷結果指導信息、農作物檢測結果、水果條碼信息、本地銷售跟蹤信息、代收點信息、外運銷售跟蹤信息、巡檢信息。

3.1 概念模型

該系統的設計是建立在食品安全管理的內部網絡與移動互聯網之上，兩個網絡間數據通過系統接口來轉換。

3.2 需求分析

整個系統是根據用戶的需求進行設計,首先要分析農業部門、水果批發商、水果零售商、種植戶的需求，根據分析結果得到系統的設計要求。

圖2 系統各環節與核心部分聯系

系統核心部分是水果產品監管/追溯體系，該體系是按照農產品安全監管/追溯的要求建立的，該體系對水果產品種植、包裝、物流、分銷的所有環節都有嚴格的規定，并要求系統嚴格按標準采集信息，最后通過云計算實現信息處理與共享。

3.3 總體流程設計

經過對各個子系統的分析，大致可抽象出如下的總體業務架構流程圖：

圖3 總體業務架構流程

由于各個系統相互獨立，所以以上抽取的業務流程不一定能夠覆蓋全部流程。該流程圖只是對各個系統在調研以后，將各個系統中的流程相同的地方抽取出來并進行合并，屬于一個共性的流程。

3.4 業務體系結構

系統分為客戶端系統、二維碼溯源系統、安全檢測系統、農業部門安全管理平臺系統、水果種植基地系統以及代收點管理系統六部分。

圖4 業務體系結構

最頂層是直接面向用戶的統一的、界面友好的門戶系統，往下一層是覆蓋數據采集、數據查詢分析、數據統計等功能的應用系統，再往下一層是標準統一、涵蓋項目管理信息資源的信息資源中心，最底層是信息基礎平臺，包括軟件支撐平臺、硬件支撐平臺和網絡支撐平臺，共同對上層應用起到支撐作用。

4 系統實現實例

由于整個系統包括了很多子系統，從計劃制定到需求分析，到總體設計，到詳細設計與編程，再到系統測試，最后到數據維護的整個流程是一個龐大的軟件工程，其研究內容繁多，本文僅以系統中的種子管理子系統設計、信息傳輸方式、采用的關鍵技術作為實例來論述系統的設計研究過程。

4.1 種子管理子系統功能矩陣

圖5 種子管理系統框圖

4.2 播種信息傳輸

播種信息傳輸主要是信息員通過終端手持設備將播種日期、種子名稱、種子提供商等信息通過手機下拉菜單或手動輸入錄入到系統中，并傳送溯源平臺。主要包括查看播種信息、刪除播種信息等操作。

數據字典包括以下內容：

表1 播種信息數字字典

信息員根據為自己分配的登錄名和密碼登錄終端手持設備，在頁面上選擇播種信息傳輸，進入添加播種信息的頁面，填寫完畢后將信息提交到后臺。

溯源平臺系統會提供與外部終端手持設備的接口，信息員就可以將信息傳輸到后臺，相應的查看播種信息的窗口會出現傳送過來的信息，相應的人員可以對這些信息進行維護和管理。

表2 播種信息傳輸界面圖表

4.3 數據交換技術

數據交換組件包括：交換橋接系統、前置交換系統、交換傳輸系統、交換管理系統等四部分內容。下面將就每一部分的組件的設計進行分別描述。

交換橋接系統是由各業務信息庫到前置交換信息庫之間的信息交換橋接接口，以完成兩個信息庫之間的在線實時交換。主要模塊包括：橋接配置、任務配置及管理、日志查詢及管理等三部分，具體結構如下：

圖6 交換橋接系統與兩個信息庫實時交換

前置交換系統主要包括：交換前置機、交換信息庫、交換適配器三部分。結構圖如下：

圖7 前置交換系統結構圖

交換傳輸系統能實現不同前置交換系統之間安全、可靠、穩定、高效的信息交換傳遞系統。主要功能模塊包括：信息交換引擎、路由規則庫、交換運行代理、各種傳輸處理模塊。結構如下：

圖8 交換傳輸系統模塊結構

交換管理系統負責整個信息交換過程的流程部署、運行監控、維護、安全等管理。

5 系統研發目標

整個系統結構采用先進、穩定的技術及相關產品，遵循有關國際、國家主流技術標準。確保整個技術路線符合信息技術的發展方向。

系統數據資源涉及很多重要的業務管理環節，相關系統必須具有較高的可靠性，具有良好的容錯性能。系統應能在一定的硬件設備支持下實現系統的不間斷運行。系統必須易于維護和管理。系統自身具有一定的自動管理、自動錯誤處理功能，并提供靈活的管理方法。隨著數據量的增加和運行節點的擴展，應用系統能夠隨著硬件和系統軟件升級或增加，具有良好的可擴展性。與此同時，應用軟件將具有良好的開放性，遵循業界相關標準，支持開放的標準接口，使整個系統成為一個統一的整體，而不致產生運行上的“孤島”。整個系統由許多業務子系統組成，必須能夠實現對相關業務系統、數據資源的集成，使信息的獲取、存儲、管理、檢索、統計、發布等各個環節和有關技術組成在一個統一的體系結構之中，數據的流動形成一個閉環，不存在數據流斷路的現象。還要求系統必須能提供直觀易用、友好的用戶操作界面，方便不同層次的用戶使用。

系統安全性是系統設計必須考慮的核心問題，在充分利用已有安全條件的基礎上，從應用系統本身在設計和實現中確保系統安全性，保護系統數據的安全性。同時整個系統應具有良好的安全管理功能，能夠實現從數據庫存儲、檢索、提取、入庫、發布、管理等各個層面和角度都要具有相應的安全機制。

6 結束語

面向水果產業食品安全監測系統的研發與實施是一個龐大的系統工程,其研究領域是信息技術與食品安全相結合，需要技術與管理緊密結合，需要社會各界全員參與,只有政府、科研單位、企業、公眾都參與進來,才能實現信息資源共享,以貴陽地區的水果產業作為食品安全監測系統研究的示范試點，并逐步推廣到全國并覆蓋整個食品行業，最終研究出通過信息網絡解決食品安全問題的方法。

[1]紀潔，汪育，肖筱華，等．食品安全檢驗檢測信息共享系統建設探討[J]．信息技術與標準化，2 0 14(12)：44-47．

[2]樊新春，楊治彪，李萬財，等．蔬果農藥殘留監測模式探索[J]．農藥科學與管理，2 0 13，3 4(9)：3 8-40．

[3]趙小霞．蔬菜水果農藥殘留檢測技術及質量安全管理[J]．農技服務，2 0 15，3 2(9)：8 5．

[4]許美艷，遲玉聚，薛付忠，等．山東省食品安全預警系統構建[J]．中國公共衛生，2 0 10，2 6(11)：146 9-1471．

[5]屈曉暉，莊大方，邱冬生，等．蔬果農產品可追溯物流信息系統的構建與應用[J]．地球信息科學，2 0 0 8，10(5)：6 15-6 2 2．

[6]謝英輝，彭維捷．基于食品管理信息系統的湖南食品質量安全與監督體系研究[J]．中外食品工業（下半月），2 0 13(9)：58-59．

Design and Research on Food Safety Monitoring System for Fruit Industry

Zhou Bin
(Guizhou University,Guiyang 550025,Guizhou)

Food security is a common challenge and responsibility faced by the whole society.In order to solve the problem of food safety and reduce foodborne diseases,it needs to constantly explore and research on food safety system.The establishment of food safety monitoring system for fruit industry is to realize the monitoring and control of the food safety risk.The system collects and analyzes the data of foodborne diseases,food contamination,and harmful factors in food,and its comprehensive analysis,finally notifies the relevant issues through the information portal promptly.

fruit;food;safety;monitoring;information;system

TP315

A

1008-6609(2016)11-0057-04

周濱（19 74—），女，貴州貴陽人，副教授，研究方向為信息網絡、信息安全。