基于RFID的蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)的設計

摘 ?要：食品安全問題日益嚴峻，食品質(zhì)量監(jiān)管越來越受到人們的關注。利用RFID技術(shù)和質(zhì)量安全監(jiān)管制度，設計了一個蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對蔬菜從生產(chǎn)、流通、銷售到售后等各個關鍵環(huán)節(jié)的信息進行管理，實現(xiàn)對蔬菜從源頭到最終消費者的監(jiān)控，極大地提高蔬菜安全質(zhì)量水平。對農(nóng)業(yè)信息化領域進行了探索和研究，簡述了蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)的框架設計、業(yè)務流程和實現(xiàn)技術(shù)。

關鍵詞：RFID;蔬菜質(zhì)量安全;監(jiān)管系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.1 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）04-0197-02

Abstract：Food safety is becoming more and more serious，and people pay more and more attention to food quality supervision. Using RFID technology and quality and safety supervision system，a vegetable product quality and safety supervision system is designed. The system can manage the information of every key link of vegetable products from production，circulation，sale to after-sale，and realize the monitoring of vegetable products from the source to the final consumers，thus greatly improving the level of safety and quality of vegetable products. This paper briefly describes the framework design，business process and implementation technology of the vegetable product quality and safety supervision system.

Keywords：RFID;vegetable quality and safety;supervision system

0 ?引 ?言

食品安全是保障人民群眾的身體健康和生命安全的關鍵，是建設以人為本的和諧社會的要素。近年來，隨著三聚氰胺、瘦肉精、問題大白菜、毒豆芽等一系列食品安全事件的接連發(fā)生，食品安全已成為備受國人關注的話題。蔬菜是人們的生活必需品，由于蔬菜的流通方式涉及種植、養(yǎng)殖、加工、批發(fā)、零售等多個環(huán)節(jié)，因而，對其質(zhì)量的全方位監(jiān)管非常困難[1]。

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的融合和發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也得到了廣泛應用，物聯(lián)網(wǎng)是以互聯(lián)網(wǎng)為基礎，實現(xiàn)物品和物品連接的技術(shù)[2]。完善體系的建立需要數(shù)據(jù)融合技術(shù)、射頻識別技術(shù)（RFID）和傳感網(wǎng)技術(shù)[3]，其中射頻識別技術(shù)因其準確識別、無須人工干預等特點被廣泛應用在各個行業(yè)領域，利用物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)構(gòu)建的蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)[4]，可以對蔬菜供應鏈中的信息進行管理，從而實現(xiàn)預警和追溯[5]，完成對蔬菜從生產(chǎn)源頭到最終消費者的監(jiān)控。

1 ?系統(tǒng)設計

1.1 ?系統(tǒng)框架設計

本文對農(nóng)業(yè)信息化領域進行了探索和研究，是基于蘇州農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學院青年教師科研能力提升計劃進行研究的成果。通過對系統(tǒng)框架進行研究和探索，構(gòu)建了基于RFID技術(shù)的蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)，為蔬菜供應鏈的相關企業(yè)提供了良好的操作平臺，為科學決策提供數(shù)據(jù)支撐;同時方便公眾根據(jù)所購買的產(chǎn)品追溯碼，可以查詢出蔬菜從生長階段，到加工、倉儲、物流、銷售等環(huán)節(jié)的信息，從源頭上減少了蔬菜質(zhì)量安全問題，保障蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量[6]。

蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)由數(shù)據(jù)層、業(yè)務層和客戶層構(gòu)成。數(shù)據(jù)層包含業(yè)務數(shù)據(jù)庫，業(yè)務數(shù)據(jù)庫存儲蔬菜生產(chǎn)、流通等各環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的業(yè)務數(shù)據(jù)。業(yè)務層提供系統(tǒng)的核心功能，根據(jù)功能分為業(yè)務流程模塊和物聯(lián)網(wǎng)感知模塊。業(yè)務流程模塊由生產(chǎn)、加工、物流、銷售和售后幾個業(yè)務子系統(tǒng)構(gòu)成;物聯(lián)網(wǎng)感知模塊提供物聯(lián)網(wǎng)相關的各個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口模塊。客戶層主要給終端用戶提供多種界面，包括手機客戶端和電腦瀏覽器界面。

1.2 ?關鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是通過無線射頻識別技術(shù)、傳感器等信息傳感設備，通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物體與物體的信息交換和通信，以此來對物體進行定位、識別、跟蹤、和管理的一種網(wǎng)絡。RFID技術(shù)是一種利用電子標簽來實現(xiàn)自動識別的技術(shù)，因其標簽具有不易被污染、體積小、可重復利用等優(yōu)點被廣泛應用。在蔬菜上貼上附有電子產(chǎn)品代碼（EPC）編碼的RFID標簽，此后在蔬菜的生命周期內(nèi)，此RFID的蔬菜物聯(lián)網(wǎng)供應鏈信息共享EPC編碼就成為蔬菜的全球唯一標識，以此EPC編碼可以在物聯(lián)網(wǎng)上實時查詢或更新蔬菜的信息，從而達到對蔬菜信息高效管理的效果。

本文采用了一種基于簡易RFID標簽的方法來進行產(chǎn)品識別。簡易標簽中只包含蔬菜的EPC碼信息，各環(huán)節(jié)操作過程中產(chǎn)生的詳細數(shù)據(jù)由本地進行采集及錄入，由于標簽中不包括額外的數(shù)據(jù)，因此信息量小價格低，亦無需經(jīng)過復雜的數(shù)據(jù)過濾和數(shù)據(jù)緩沖，因此可以極大地降低蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)的構(gòu)建成本。

1.3 ?業(yè)務流程設計

通過對農(nóng)業(yè)企業(yè)生產(chǎn)流程的調(diào)研分析，從蔬菜信息記錄的角度，大致可把蔬菜供應鏈分為五個環(huán)節(jié)，分別是生長、加工、物流、銷售和售后。

在生長環(huán)節(jié)，將每一個種植基地劃分為若干個地塊，每一個地塊種植同一個品種的蔬菜，參照蔬菜類蔬菜的編碼標準，根據(jù)品種、種植日期和采收日期等，將同一批次的蔬菜放置在同一個框內(nèi)，為每一個框設定一個唯一的RFID標簽。為了達到溯源的目的，要求在設定標簽后，各環(huán)節(jié)中均以框為單位進行處理，不能混裝，根據(jù)唯一的RFID標簽信息實現(xiàn)對該蔬菜的標識，蔬菜生長過程中以地塊為單位進行施肥和施藥。

在加工環(huán)節(jié)，均以框為單位對每一個框內(nèi)的蔬菜進行簡單加工，比如清洗、簡單包裝等操作。在加工、物流、銷售環(huán)節(jié)，根據(jù)每個框的EPC碼將相關的信息錄入安全管理系統(tǒng)。

在銷售環(huán)節(jié)，由于消費者購買的基本都是零售包裝，分量較小消費數(shù)量較大，若為每一個零售包裝采用一個RFID標簽則成本較高。為了實現(xiàn)產(chǎn)品溯源的同時不增加額外的消費成本，本項目采用RFID技術(shù)與條形碼技術(shù)相結(jié)合的方式，采用一維條碼作為流通碼信息的載體，在產(chǎn)品上架前，由銷售企業(yè)的工作人員建立EPC碼和商品流通碼之間的對應關系，一個EPC碼對應多個商品流通碼，具體編碼方式可以根據(jù)自身需要由銷售企業(yè)內(nèi)部確定，在每一個產(chǎn)品包裝上貼上商品流通條形碼作為標識。

在售后環(huán)節(jié)，消費者可登錄系統(tǒng)頁面，根據(jù)粘貼在零售包裝上的流通碼來進行產(chǎn)品的追溯與投訴。一方面，消費者可以通過追溯查詢了解產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品從農(nóng)田到餐桌的全程追蹤。另一方面，企業(yè)可通過消費者的投訴，查找出問題產(chǎn)品和批次，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，政府監(jiān)管部門也可以對相關企業(yè)進行追溯。

2 ?系統(tǒng)實現(xiàn)

在計算機網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫平臺上，利用Visual Studio、SQL Server作為開發(fā)工具，采用.NET技術(shù)開發(fā)一個基于三層架構(gòu)的蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)，為用戶提供一個方便快捷的蔬菜信息記錄、查詢和追溯的平臺，該系統(tǒng)可對蔬菜從生產(chǎn)生長，到加工、物流和銷售、售后等數(shù)據(jù)進行記錄和管理。

2.1 ?系統(tǒng)指標

采用ASP.NET、LINQ等技術(shù)，使頁面設計與代碼分離，系統(tǒng)具有較好的運行效率及客戶端網(wǎng)頁的訪問速度。基于B/S結(jié)構(gòu)，只需連接網(wǎng)絡使用瀏覽器即可使用系統(tǒng)，無需安裝調(diào)試，用戶即可在網(wǎng)絡上瀏覽頁面。具有良好人機交互界面，操作簡單方便，易擴充、易維護。

2.2 ?功能模塊

系統(tǒng)分為前臺查詢系統(tǒng)和后臺管理系統(tǒng)兩部分。前臺系統(tǒng)提供查詢和投訴功能;后臺管理系統(tǒng)為管理員管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)使用，包括生產(chǎn)管理、加工管理、物流管理、銷售管理、投訴管理、追溯管理、用戶管理七個管理模塊，可實現(xiàn)對蔬菜在各流通環(huán)節(jié)關鍵數(shù)據(jù)的記錄和管理。

生產(chǎn)管理模塊主要對生產(chǎn)環(huán)節(jié)中涉及到的生產(chǎn)基地、施肥和施藥等信息進行管理;加工管理模塊對加工環(huán)節(jié)涉及到的企業(yè)、進出廠、加工等信息進行管理;物流管理模塊對物流環(huán)節(jié)涉及到的裝車、位置和到貨等信息進行管理;銷售管理模塊對銷售環(huán)節(jié)涉及到的企業(yè)、EPC-流通碼、銷售等信息進行管理;投訴管理模塊對顧客投訴信息進行管理;追溯管理模塊可采用EPC追溯、流通碼追溯兩種編碼來進行追溯;用戶管理模塊可對用戶信息進行管理。

2.3 ?用戶角色

蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)的用戶可分為普通用戶、模塊管理員、監(jiān)管人員、系統(tǒng)管理員四類，四者的需求存在差別，因此在監(jiān)管系統(tǒng)中對這四類不同的用戶設置不同的數(shù)據(jù)訪問權(quán)限。

普通用戶的權(quán)限包括對蔬菜供應鏈環(huán)節(jié)中的一些基本信息進行查詢，并對所購產(chǎn)品進行投訴;模塊管理員主要是對蔬菜某個環(huán)節(jié)的相關數(shù)據(jù)進行管理和操作，如生產(chǎn)模塊管理員的主要功能是對蔬菜生產(chǎn)環(huán)節(jié)的相關信息進行操作，其他模塊的管理員無權(quán)限訪問此模塊;監(jiān)管人員對蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管的信息要求更詳細，需要訪問生產(chǎn)、檢疫和流通過程中的各種詳細信息，包括物聯(lián)網(wǎng)中涉及的傳感信息，以及同批次產(chǎn)品的流向信息等;系統(tǒng)管理員的權(quán)限最高，可通過后臺頁面快速地實現(xiàn)對所有模塊下全部數(shù)據(jù)的查詢、修改和刪除等操作，以及對前三類用戶進行權(quán)限設置。

3 ?結(jié) ?論

本文基于物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)設計了一個蔬菜質(zhì)量安全監(jiān)管系統(tǒng)，細化對蔬菜從“田間”到“餐桌”的過程管理程度，完成了蔬菜從種植，到加工、物流、銷售和售后的整個蔬菜供應鏈關鍵環(huán)節(jié)的信息記錄和管理，提高了蔬菜安全質(zhì)量水平，并為后續(xù)應用信息系統(tǒng)提供可共享、可集成的數(shù)據(jù)。

參考文獻：

[1] 孫明.基于物聯(lián)網(wǎng)的食品溯源系統(tǒng)設計及實現(xiàn) [D].北京：中國科學院大學（工程管理與信息技術(shù)學院），2015.

[2] 黃健星，呂建秋.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在蔬菜產(chǎn)業(yè)中的應用研究 [J].農(nóng)業(yè)科技管理，2018，37（5）：67-70.

[3] 顧春山，張順.物聯(lián)網(wǎng)傳感技術(shù)在蔬菜產(chǎn)品質(zhì)量過程控制中的應用 [J].南方農(nóng)業(yè)，2019，13（24）：159-160.

[4] 黃葉玨.基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全可追溯平臺的設計與實現(xiàn) [J].綠色科技， 2013（1）：266-268.

[5] 譚彥.基于.NET的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全管理系統(tǒng)的研究 [J].電腦知識與技術(shù)，2016，12（22）：76+86.

[6] 王雪.蔬菜質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [D].濟南：山東師范大學，2019.

作者簡介：譚彥（1985-），女，漢族，廣西桂林人，講師，碩士，主要研究方向：計算機應用、物聯(lián)網(wǎng)。