『互聯網+農業』的場景賦能
——以琯溪蜜柚為例

集美大學誠毅學院 曾于嘉 趙國強 黃沁芳

文中結合了社會背景和現代化農業發展趨勢提出了農產品溯源的必要性，指出了當下溯源體系的存在的信息易被篡改的痛點，所以將區塊鏈技術引入現代化農業發展成為必然要求，本文以“琯溪蜜柚”為實例，具體闡述從“農地”到“餐桌”的整個產業鏈。

1 相關技術介紹

1.1 區塊鏈溯源技術

從狹義上講，區塊鏈是一種分布式的共享賬本和數據庫。去中心化、不可篡改、可追溯、公開透明等特點是基于它的分布式數據庫存儲、點對點傳輸、共識機制、智能合約等技術的底層邏輯，保證了區塊鏈可應用于各大行業保障安全防偽的特性。從區塊鏈溯源體系的架構上來講，數據接入層的作用在于，上傳物聯網設備采集的整個溯源體系中每個節點產生的數據。為面向整個溯源系統提供基礎技術支持，在區塊鏈基礎層中搭建溯源機制，為用戶的認證加入、共識機制、智能合約提供高速穩定的運行環境。在數據倉庫的構建中，大數據基礎層是最重要的一環，以ETL工具為技術支持，將數據接入層中的基礎數據進行篩選匯總，并加以分析。為提供數據管理、大數據分析、數據共享以及溯源查詢等四大服務，需要在數據服務層中構建數據倉庫用來存放采集的海量數據。

在數據服務層的基礎上，建立數據管理與分析、區塊鏈管理等系統同時提供了溯源信息接口、集成lot外部數據的接口以及對外發送溯源信息，這是應用接口層的主要作用，也是整個區塊鏈溯源架構的最后一環。在區塊鏈技術3.0體系的日益完善下，區塊鏈目前基本形成了智慧金融、智慧醫療、智慧交通、智慧物流、智慧農業等區塊鏈技術賦能的產業生態鏈。

1.2 物聯網技術

物聯網在互聯網與傳統電信網的特性上進行一定的延伸，通過環境信息傳感器、無線識別技術、全球定位系統等外植裝置與技術，實現實時采集與監控各種聲源、光源、熱能、電能、化學、生物等信息。

在物聯網構建的萬物互聯的網絡中，使得網絡節點中的每個物理對象都能夠實現相互通信。物聯網的核心在于“萬物互聯”，具有系統感知、穩定傳輸和智能處理的三個基本特征，系統感知主要的功能是通過核心的RFID技術感知事物的屬性狀態和識別事物狀態并以一定方式表達，從而獲取信息。穩定傳輸的特征主要實現點到點的任務傳輸，通信過程包括了信息的發送、傳輸、接受等環節。智能處理主要擔任物聯網技術中的決策者，將系統感知與穩定傳輸環節中獲取的信息并進行加工產生新的信息反饋給智能處理終端并施效信息。物聯網已經成熟運用到工業、農業、環境、交通等基礎設施領域中，推動了這些方面的智能化發展。

1.3 小程序開發

微信小程序客戶端主要運用微信小程序的“MINA”框架，以wxml、wxss等特有的描述語言，實現視圖層中頁面的基礎視圖結構，開發人員可個性化設計頁面的展現樣式。邏輯層，基于JavaScript的技術基礎，實現程序和頁面的注冊功能，并于視圖層構建兩種聯系，即數據傳輸和事件處理機制。采用微信MINA中app和page方法，并在豐富的API中實現支付、掃一掃等功能。系統層實現的功能主要有三點，包括臨時數據或緩存、文件存儲、網絡存儲與調用。基于微信平臺巨大流量，微信小程序作為輕量級的程序，已經被廣泛地運用于各個領域。

2 琯溪蜜柚的產業分析

琯溪蜜柚至今已有500年的歷史，早在乾隆年間就被譽為朝廷貢品，又被稱為“皇帝柚”，平和拋即為平和縣種植的蜜柚——“琯溪蜜柚”。在2020年10月份舉辦的世界地理標志產業博覽會上，平和琯溪蜜柚也和平和白芽奇蘭茶共同被授予金獎。

目前琯溪蜜柚主打有三個品種，分別為白心蜜柚、紅心蜜柚以及三紅蜜柚。琯溪蜜柚的果皮為橙黃色，皮薄多汁。不僅內含豐富的維生素C以及膳食纖維，而且有預防感冒、促進消化的良效；內含果酸和某種氨基酸，在增加飽腹感的同時還能夠抑制脂肪的形成，有效達到瘦身功能。其中三紅蜜柚外皮、果皮下的海綿層以及果肉均呈粉紅色，最具特色。其主要產地位于平和縣小溪鎮與坂仔鎮的交界處和以此地為中心向外輻射15km的地區。

截止到2020年10月份，平和縣蜜柚種植面積達70萬畝，產量創收130萬噸，產值50億元。就出口而言，平和縣蜜柚年出口量達到15噸以上，成功打開海外市場。在全國縣級柚類品牌、種植面積、產量、產值、市場份額、出口量等方面都名列第一，存在很高的產業價值。

在市場的影響下，琯溪蜜柚作為平和縣主要農產作物的收入來源，在其發展的過程中，為符合智慧農業的發展趨勢，打造區塊鏈可溯源的琯溪蜜柚具有一定的必然性。當下的水果溯源體系大部分都是通過在水果表皮粘貼紙質標簽實現的，而紙質標簽易破損、易掉落，容易造成信息丟失的情況。而可溯源蜜柚將采取利用激光技術在水果表皮直接刻上二維碼，有效的減少了紙質標簽帶來的不便。消費者收到該產品后可以通過掃描水果表面的二維碼，清楚地看到產品從生產到收貨前的全過程。

3 相關技術的場景賦能

3.1 物聯網下的智慧農業

物聯網賦能農業場景，監管農業生產過程，構建智慧農業生態產鏈。通過線下對農作物進行硬件傳感器的外植，實時監控農作物的生長狀態，為農作物進行獨立編碼，對農作物進行位置標識、特征提取，嚴格監控農作物的養植狀況。采集土地信息，天氣狀況，育秧與施肥等信息利用傳感器上傳到數據庫中，通過技術的分析反饋，智能調控灌溉、施肥等生長條件，并將感知節點上采集的信息通過數據傳輸至區塊鏈的數據接入層中，進行數據上鏈，實現透明化農作物的養植生長過程。

3.2 區塊鏈下的智慧農業

依據農產品的環節流通與技術節點管理，設定生產、物流運輸、采購零售、監管部門等4個節點，在共識機制與智能合約的運行環境中，保證各節點間相互連接通信，實現數據共享。利用區塊鏈溯源技術，跟蹤農作物的生長狀態、采摘情況以及流通環節，并將數據同步到分布式數據庫中，從生產商到物流商、采購商、零售商，再到消費者，使得所有參與者都能夠跟蹤追溯到在分布式數據庫中的數據，同時作為監管部門也能通過分布式數據庫的數據同步，實現更好的對各個節點進行監管，保障了整個智慧農業生態產鏈的透明性，提升各個環節的參與者之間的相互信任程度。

3.3 智慧農業的商城平臺

針對整個智慧農業的銷售鏈環節，應用小程序開發技術為農戶與消費者搭建商城銷售平臺，同時微信商城基于微信社交的屬性，農戶帶來巨大潛在客戶基數，通過定制開發的方式來實現農產品區塊鏈溯源體系的個性化需求。在保證用戶數據安全下，微信商城小程序的客戶端具體實現商品瀏覽與檢索、購物車管理，以及個人信息管理、下單支付等基礎功能。在商城平臺中搭建溯源入口，整個溯源環節中參與者都可通過獨立可識別的編碼進行溯源查詢。基于電商的O2O模式，打造線下與線上的立體化電商平臺，以此幫助農戶對所種植的農產品的運營掌控，同時提高了對消費者售后服務能力，促進智慧農業的深入發展。

4 業務流程

建立線上交互平臺，消費者通過微信登錄到小程序商城，小程序包含首頁、購物車添加刪除、商品詳情、商品瀏覽、個人信息等界面。建立線下業務流程實現的農產品溯源系統的業務流程應從農作物栽植，加工、物流、消費者購買查詢等環節進行設計。

在種植環節中，農場為每一棵參加溯源的柚子樹都外植了傳感器，作為他們身份的唯一標識，通過傳感器獲取到的數據上傳到分布式數據庫中，基于區塊鏈技術去中心化等特點，確保溯源的安全性和可靠性。

每一棵柚子樹被采摘下來的果實通過激光標簽二維碼與每一棵柚子樹進行綁定，使每一顆柚子果實都能追溯到之前的母體柚子樹上。加工廠將柚子果實根據品種進行包裝，將果實的數據上傳到加工廠的數據庫中。將產品分銷到線上商城和線下商戶，每銷售出去的產品都會在銷售終端將銷售數據錄入到該分布式數據庫中。消費者可自行通過掃描果皮上的溯源二維碼查詢到該柚子從被采摘后到餐桌全部的數據信息，同時也包含其母體柚子樹的情況等。

本文的研究以“琯溪蜜柚”為例，基于區塊鏈、物聯網以及微信小程序實現“互聯網+農業”的場景賦能。區塊鏈應用于農業場景下，實現農產品的溯源過程，保證很大程度上保證了智慧農業生態產鏈的安全性。同時物聯網作為智慧農業生態產鏈中的信息收集與管理的角色，幫助農戶能夠更好地種植管理農作物，智慧農業大棚的作用嶄露頭角。微信小程序的商城平臺的助力過程中，從生產商到消費者都能體驗到便捷快速的良好買賣體驗。在“互聯網+農業”的場景賦能下，農業從傳統的經濟行業中能夠順應時代的潮流，實現互聯網經濟的轉型，促進農業的健康發展與農業經濟的增長。