基于混合模式的農產品質量追溯系統

解迎剛　楊曉芬　高博斌　鄧梁

摘 要：針對消費者對農產品質量安全保障的需求，文中設計開發了基于混合模式的農產品質量追溯系統。該系統連接了農作物種植、收購、加工、配送與銷售各個環節，記錄了從農作物種值到農產品銷售的實時信息，能夠使農田管理者根據農作物生長環境信息進行科學種植，提高農業資源利用率，有利于農業的可持續發展。同時由于對農作物從播種到收成再到農產品加工、運輸和銷售的信息在數據庫中都有實時記錄，方便消費者實時了解農產品的相關信息。如果檢查出不合格的農產品，能夠立刻從源頭上控制該類農產品的生產，更有效地控制不合格農產品的流通，從而使消費者的合法權益得到有效保障。

關鍵詞：農產品質量追溯系統；Web Service；Android客戶端；混合模式

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2018）03-00-02

0 引 言

智慧農業是以物聯網技術為支撐的新型農業發展模式，是農業現代化技術發展到一定階段的產物[1]。智慧農業結合了物聯網、互聯網、無線通信等信息化技術，在監測區域中部署各類傳感節點，主要監測空氣溫濕度、光照、土壤溫濕度、有關氣體濃度、土壤中氮、磷、鉀、鉛、鉻、鎘、汞等重金屬含量環境信息參數和控制相應設備自動調節，實現農業的可視化遠程監控、遠程操作、災變預警、農業精準化種植、可視化管理和智能決策等，高效利用農業資源，大幅降低農業成本和能耗，促進農業的可持續發展[1]。

隨著我國經濟的快速發展，居民在生活質量得到大幅提高的同時，對于農產品的質量安全也愈加重視。食品安全問題在我國一直備受關注，這就要求我國對農產品質量安全追溯體系的完善給予重視，從農產品種植到銷售的全過程進行監管，保證居民食用健康、營養的農產品。

本文構建的基于混合模式的農產品質量追溯系統將傳感器，無線數據傳輸，智能網關，Web Service，二維碼和移動終端等技術相結合，對農作物的播種、施肥、灌溉、除草、病蟲害防治、噴藥、收獲等各環節中的相關信息和農作物生長過程中的空氣溫濕度、光照強度和土壤重金屬檢測等環境信息，以及農產品加工、運輸和銷售等信息進行實時采集，并在數據庫中記錄，使政府質檢部門和消費者群體對農作物從生長到最終的農產品銷售環節的實時追蹤得以實現。這對提高農作物生產效率和有效追蹤農產品的質量具有非常重要的意義。對于政府質檢部門來說，一旦發現存在質量不合格的農產品，可以立即找到其源頭，有效遏制不合格農產品的流通，有效解決農產品的質量安全問題。對于消費者群體而言，在選擇購買農產品時，能夠隨時隨地追溯其質量信息，捍衛自己的合法權益。

1 研究方法

本文要實現的基于混合模式的農產品質量追溯系統從農作物的種植過程開始，每一塊農田都有屬于自己的ID標識，依據唯一的ID，在數據庫系統中記錄播種、施肥、灌溉、除草、病蟲害防治、噴藥、收獲等環節的相關信息，以及農產品加工、運輸過程中產生的信息，消費者可以對農產品信息進行跟蹤和追溯。技術路線如圖1所示。

2 系統設計

本文構建的基于混合模式的農產品質量追溯系統主要分為硬件部分和軟件系統。硬件模塊主要實現對農作物從種植到農產品加工、流通和銷售等各環節數據的實時采集，將數據寫入數據庫中。軟件系統分為Web Service服務和Android客戶端。由于Android客戶端無法直接與數據庫交互，因此本文采用Web Service作為橋梁，Web Service從數據庫調取數據，Android客戶端通過SOAP協議從Web Service獲取數據，以供用戶查詢農產品的追溯信息。

（1）硬件環境設計

本系統硬件部分主要包括供電模塊、傳感器模塊、ZigBee模塊和網關模塊。供電模塊為其他模塊供電，傳感器模塊實時采集環境數據，然后通過ZigBee模塊將數據傳送給網關模塊，最后網關模塊通過特定的串口通信程序將數據上傳至數據庫中。

（2）軟件設計

硬件部分的網關模塊通過串口通信將傳感器采集的實時數據寫入數據庫中，Web Service從數據庫調取數據，Android客戶端通過SOAP協議從Web Service獲取數據，Android客戶端通過Web Service與數據庫進行數據交互，從而實現對數據的查詢功能。軟件架構如圖2所示。

3 系統實現

基于混合模式的農產品質量追溯系統基于Android平臺開發，管理員和用戶可以在移動端進行農產品相關信息的查詢。數據庫采用SQL Server 2008 R2。

Android端所展示的信息數據全部來自SQL Server數據庫，在開發時利用Web Service作為橋梁，直接從數據庫中調取數據，通過移動端與Web Service通信，從而實現與SQL Server數據庫之間的間接通信。

軟件系統的實現包括Web Service服務和Android客戶端。

（1）Web Service服務

Web Service可實現從SQL Server數據庫調取數據與對數據庫中數據的查詢。

圖3所示為Web Service調用數據的方法。其中包括對農戶農田信息表、播種、施肥、灌溉、除草、病蟲害防治、噴藥、收成、農藥殘留、傳感器采集環境參數信息表、土壤重金屬檢測信息表和農產品質量追溯信息表。

點擊不同的方法后，可獲取不同表中的數據。

在點擊“selectAllCargoInfor40”后，可得到農產品質量追溯信息。

（2）Android客戶端

Android首頁分為4大模塊，分別是農田種植管理模塊、農作物生長管理模塊、生長環境實時監測模塊和農產品質量追溯模塊。

圖4所示為農田種植管理模塊、農作物生長管理模塊。

圖5所示為生長環境實時監測模塊和農產品質量追溯模塊。

點擊不同的圖片按鈕后，會跳轉到數據表的顯示頁面。

4 結 語

本系統連接了農作物的種植、管理、收購、加工、物流與配送各個環節，能夠使農田管理者根據農作物生長環境信息進行科學種植，提高農業生產效率和農業資源利用率。同時對農作物從播種到收成再到農產品加工、運輸和銷售的信息在數據庫中進行實時記錄，方便消費者實時了解、追溯農產品相關信息，為食品安全問題提出了一種有效的解決方案。

參考文獻

[1]李道亮.物聯網與智慧農業[J].農業工程，2012，2（1）：1-7.

[2]謝夢，應義斌.基于Android系統的葡萄生產過程溯源系統研究[D].杭州：浙江大學，2013.

[3]鄭火國.食品安全可追溯系統研究[D].北京：中國農業科學院，2012.

[4]李佳.基于RFID和二維碼的茶葉質量安全可追溯系統的設計[D].杭州：浙江農林大學，2015.

[5]劉佳.基于二維碼的農產品質量安全可追溯系統構建[J]. 山東農業大學學報（自然科學版），2014（5）：724-729.

[6]陳曉棟，原向陽，郭平毅，等.農業物聯網研究進展與前景展望[J].中國農業科技導報，2015，17（2）：8-16.

[7] Smart Agriculture[J]. China Today，2012（5）：22-24.

[8]王世豪，陳曙光.有機RFID標簽在農產品食品溯源中的應用[J].物聯網技術，2016，6（11）：24-27.