基于RFID棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)的設(shè)計

孫朝陽+張立新

摘要：針對我國當(dāng)前棉花種子質(zhì)量安全普遍存在的問題，介紹了基于RFID棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)。以RFID為基本技術(shù)手段，將RFID標(biāo)簽貼于棉種產(chǎn)品包裝上面，將棉種產(chǎn)品的各種信息寫入RFID標(biāo)簽之中，即采用RFID的標(biāo)簽對棉花種子的信息進行全程跟蹤溯源，有效保障了棉種產(chǎn)品信息的真實性和可靠性，確保了棉花產(chǎn)品的質(zhì)量安全。本系統(tǒng)的軟件開發(fā)采用VisualStudio2010作為開發(fā)環(huán)境，數(shù)據(jù)庫的開發(fā)選用SQLServer2008。

關(guān)鍵詞：RFID標(biāo)簽；溯源；棉花產(chǎn)品；質(zhì)量安全；溯源管理系統(tǒng)

中圖分類號：S126文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1002-1302（2014）11-0438-03

棉花生產(chǎn)的關(guān)鍵是種子，在棉花生產(chǎn)過程中，種子發(fā)揮決定性的作用。然而，當(dāng)前種子加工中存在加工儲存等技術(shù)落后的現(xiàn)象，導(dǎo)致種子的質(zhì)量無法得到保證，嚴(yán)重阻礙了棉花種植產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。這就需要建立一個棉花質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)來隨時溯源種子的信息，本研究設(shè)計了基于無線射頻識別（radiofrequencyID，簡稱RFID）技術(shù)的棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)來保證棉花種子的質(zhì)量安全。種子質(zhì)量安全溯源機制的建立就是通過對生產(chǎn)者、經(jīng)銷者和農(nóng)戶進行一定的信號傳遞，以影響和調(diào)整他們的決策偏好，最終實現(xiàn)一定的社會目標(biāo)[1]。RFID通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境[2]。RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸嚴(yán)格按照“主從原則”進行，發(fā)出指令的方向為“應(yīng)用程序→閱讀器→電子標(biāo)簽”，返回應(yīng)答的方向則相反[3]。目前，我國已將RFID技術(shù)應(yīng)用于安全防護、供應(yīng)鏈管理、旅游管理、鐵路車號識別、高速公路收費、食品衛(wèi)生監(jiān)管、動物疾病防疫、生產(chǎn)流程管理以及公共交通等領(lǐng)域[4]。

1基于RFID的棉種質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的信息采集

在種子溯源系統(tǒng)中，將種子從研發(fā)生產(chǎn)到物流供應(yīng)，最后到種糧農(nóng)戶手中整個過程的參與方的信息進行標(biāo)識，并運用RFID標(biāo)簽技術(shù)進行收集和存儲。這樣就可實現(xiàn)種子各供應(yīng)鏈上的各環(huán)節(jié)無縫鏈接，從而對該種子進行跟蹤和溯源[5]。

1.1溯源系統(tǒng)種植環(huán)節(jié)信息采集

種植環(huán)節(jié)在棉種產(chǎn)品流通中占據(jù)最關(guān)鍵的地位，該環(huán)節(jié)將對棉種產(chǎn)品今后的產(chǎn)量和質(zhì)量具有極為重要的影響。因此，本研究在該環(huán)節(jié)用RFID射頻標(biāo)簽作為載體，采集在種植環(huán)節(jié)中的信息，最后將信息上傳到數(shù)據(jù)庫中，作為以后追蹤溯源棉種質(zhì)量安全信息的數(shù)據(jù)源。本研究采集相關(guān)重要的棉種質(zhì)量安全因素包括棉種產(chǎn)品的基本信息、種植關(guān)鍵信息。其中，棉種產(chǎn)品的基本信息包括產(chǎn)品的種類、產(chǎn)地、名稱等；種植過程的關(guān)鍵信息主要包括棉種秧苗信息[棉種秧苗信息包括基本信息、藥殘信息（農(nóng)藥）、重金屬]、肥料信息（基本信息、入庫信息和使用信息）、成活率。

如圖1所示，在棉花種植過程中，1個種植地對應(yīng)1個RFID標(biāo)簽，種子產(chǎn)品種植環(huán)節(jié)中的日常管理信息、肥料信息和農(nóng)藥信息均以種植地RFID標(biāo)簽為載體進行記錄。

1.2棉種產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)的信息采集

RFID技術(shù)應(yīng)用在物品的流通環(huán)節(jié)可以實現(xiàn)物品跟蹤與信息共享，徹底改變了傳統(tǒng)的供應(yīng)鏈管理模式，提高了企業(yè)的運行效率[6]。本環(huán)節(jié)信息采集主要針對與棉種產(chǎn)品質(zhì)量安全相關(guān)的人員、運輸路線、運輸方式、運輸設(shè)備、裝箱和運輸過程中的棉種質(zhì)量相關(guān)的信息，其中與棉種質(zhì)量安全相關(guān)的人員包括種植基地的管理人員和作業(yè)人員的相關(guān)信息。棉種產(chǎn)品在流通環(huán)節(jié)之前需要分揀裝箱，每個箱體貼上RFID標(biāo)簽，RFID標(biāo)簽中存有該箱棉種在整個流通線上的唯一標(biāo)志碼、批次。在運輸過程中，棉花種子的質(zhì)量安全信息是產(chǎn)品流通線上的有力質(zhì)量監(jiān)控依據(jù)。

1.3銷售環(huán)節(jié)的溯源信息采集

在銷售環(huán)節(jié)，信息采集主要針對相關(guān)重要的棉種質(zhì)量安全因素，主要包括棉花產(chǎn)品經(jīng)營商信息、售前監(jiān)測信息和消費者的信息。

2基于RFID的棉種質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的設(shè)計

本系統(tǒng)利用SQLServer2008關(guān)系數(shù)據(jù)庫和VisualStudio2010開發(fā)平臺開發(fā)建立從棉種產(chǎn)品種植、運輸物流到銷售的全過程的質(zhì)量安全追蹤溯源系統(tǒng)，確保棉花質(zhì)量的安全性。系統(tǒng)安裝于獨立服務(wù)器中，是儲存的信息中心，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫不斷接收到來自種植、物流、銷售各個環(huán)節(jié)的上傳信息。溯源管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用Web服務(wù)器、客戶端3層物理構(gòu)架（圖2）。

中央服務(wù)器應(yīng)用WebService技術(shù)，采用面向服務(wù)的體系結(jié)構(gòu)，可以方便、快捷地連接各企業(yè)的信息管理系統(tǒng)，實現(xiàn)企業(yè)間的業(yè)務(wù)協(xié)作和信息共享[7]。棉種質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)的架構(gòu)主體采用了B/S結(jié)構(gòu)，以C/S結(jié)構(gòu)作為輔助。

2.1數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

該溯源管理系統(tǒng)采用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫是SQLServer2008。SQLServer是一個關(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，其主要功能是同各種數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系[8]。本系統(tǒng)中RFID標(biāo)簽內(nèi)只儲存了標(biāo)識符，還需要向標(biāo)簽內(nèi)寫入其他信息，這些被寫入的信息被存入數(shù)據(jù)庫內(nèi)，從標(biāo)簽讀取的信息也要通過查詢數(shù)據(jù)庫。

首先創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，查詢分析器創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的語句格式：

2.2管理系統(tǒng)平臺軟件設(shè)計

本系統(tǒng)的架構(gòu)主體采用了B/S結(jié)構(gòu)，C/S結(jié)構(gòu)作為輔助，系統(tǒng)通過ASP.NET平臺進行結(jié)構(gòu)體系設(shè)計。在數(shù)據(jù)采集層，采用B/S模式與RFID硬件設(shè)備實現(xiàn)通信連接，所采集到的數(shù)據(jù)采用分布式存儲就可以實時傳遞給數(shù)據(jù)管理平臺作進一步處理[10]。當(dāng)訪問數(shù)據(jù)庫的時候，需要以Connection對象來連接數(shù)據(jù)庫，由于Connection對象和ASP內(nèi)置對象不是一個概念，需要顯示創(chuàng)建使用Connection對象，這樣用戶才可以通過查詢窗口連接到數(shù)據(jù)庫，追溯查詢產(chǎn)品的相關(guān)的信息。本系統(tǒng)連接語句為：SQLConnection=newSQLConnection（“server=localhost；uid=bisheng；pwd=123456；database=棉種質(zhì)量安全信息”）。endprint

通過ASP.NET開發(fā)棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)并實現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)（圖5）可以分為棉種基本信息、棉種銷售信息和系統(tǒng)信息管理3個部分。

3結(jié)論

基于RFID棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)是應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和VisualStudio2010平臺開發(fā)的種子溯源服務(wù)平臺，通過該平臺可以查詢到整個棉種產(chǎn)品流通鏈上的信息。該系統(tǒng)對

棉種產(chǎn)品從生產(chǎn)、運輸、儲存、銷售等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量安全進行了監(jiān)控，防止市場上的假種子、問題種子的出現(xiàn)，并通過系統(tǒng)溯源找出問題種子的來源和原因以查出責(zé)任人，為消費者維權(quán)提供了法律證據(jù)基礎(chǔ)，進一步提高了棉種產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量高水平、高標(biāo)準(zhǔn)的意識，強化了棉種產(chǎn)品的市場競爭力。

借助RFID的技術(shù)優(yōu)勢，棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)能夠在整個錯綜復(fù)雜的流通鏈中解決棉農(nóng)對產(chǎn)品質(zhì)量問題的質(zhì)疑和對問題種子出處查找的問題，提高了銷售商的信譽度和營業(yè)額，有力促進了我國棉花種植業(yè)的發(fā)展。

溯源管理系統(tǒng)分為以下界面：（1）用戶登錄界面（圖6）。用戶或管理員輸入正確的用戶名和密碼才能進入本系統(tǒng)。（2）查詢棉種信息界面（圖7）。用戶進入系統(tǒng)之后可以查找棉種的質(zhì)量信息、物流信息、種類信息和存儲信息，通過查找溯源發(fā)現(xiàn)問題種子的來源和原因。（3）棉種銷售信息界面。用戶進入系統(tǒng)之后針對具體的銷售產(chǎn)品查詢其銷售商信息、買家信息、銷售地、銷售時間。（4）系統(tǒng)棉種信息管理界面。管理員進入系統(tǒng)之后，其權(quán)限大于一般用戶，可以對棉種信息進行維護、修改、上傳和刪除。

參考文獻：

[1]尚二瑩，孟未來.基于物聯(lián)網(wǎng)的種子質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)研究[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2011（9）：14-16.

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[10]陳琴剛，李鋒霞，馬本學(xué)，等.基于RFID技術(shù)的棉種溯源系統(tǒng)構(gòu)建[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，41（7）：388-390.endprint

通過ASP.NET開發(fā)棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)并實現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)（圖5）可以分為棉種基本信息、棉種銷售信息和系統(tǒng)信息管理3個部分。

3結(jié)論

基于RFID棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)是應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和VisualStudio2010平臺開發(fā)的種子溯源服務(wù)平臺，通過該平臺可以查詢到整個棉種產(chǎn)品流通鏈上的信息。該系統(tǒng)對

棉種產(chǎn)品從生產(chǎn)、運輸、儲存、銷售等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量安全進行了監(jiān)控，防止市場上的假種子、問題種子的出現(xiàn)，并通過系統(tǒng)溯源找出問題種子的來源和原因以查出責(zé)任人，為消費者維權(quán)提供了法律證據(jù)基礎(chǔ)，進一步提高了棉種產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量高水平、高標(biāo)準(zhǔn)的意識，強化了棉種產(chǎn)品的市場競爭力。

借助RFID的技術(shù)優(yōu)勢，棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)能夠在整個錯綜復(fù)雜的流通鏈中解決棉農(nóng)對產(chǎn)品質(zhì)量問題的質(zhì)疑和對問題種子出處查找的問題，提高了銷售商的信譽度和營業(yè)額，有力促進了我國棉花種植業(yè)的發(fā)展。

溯源管理系統(tǒng)分為以下界面：（1）用戶登錄界面（圖6）。用戶或管理員輸入正確的用戶名和密碼才能進入本系統(tǒng)。（2）查詢棉種信息界面（圖7）。用戶進入系統(tǒng)之后可以查找棉種的質(zhì)量信息、物流信息、種類信息和存儲信息，通過查找溯源發(fā)現(xiàn)問題種子的來源和原因。（3）棉種銷售信息界面。用戶進入系統(tǒng)之后針對具體的銷售產(chǎn)品查詢其銷售商信息、買家信息、銷售地、銷售時間。（4）系統(tǒng)棉種信息管理界面。管理員進入系統(tǒng)之后，其權(quán)限大于一般用戶，可以對棉種信息進行維護、修改、上傳和刪除。

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通過ASP.NET開發(fā)棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)并實現(xiàn)系統(tǒng)的主要功能，系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)（圖5）可以分為棉種基本信息、棉種銷售信息和系統(tǒng)信息管理3個部分。

3結(jié)論

基于RFID棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)是應(yīng)用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和VisualStudio2010平臺開發(fā)的種子溯源服務(wù)平臺，通過該平臺可以查詢到整個棉種產(chǎn)品流通鏈上的信息。該系統(tǒng)對

棉種產(chǎn)品從生產(chǎn)、運輸、儲存、銷售等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量安全進行了監(jiān)控，防止市場上的假種子、問題種子的出現(xiàn)，并通過系統(tǒng)溯源找出問題種子的來源和原因以查出責(zé)任人，為消費者維權(quán)提供了法律證據(jù)基礎(chǔ)，進一步提高了棉種產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量高水平、高標(biāo)準(zhǔn)的意識，強化了棉種產(chǎn)品的市場競爭力。

借助RFID的技術(shù)優(yōu)勢，棉種質(zhì)量安全溯源管理系統(tǒng)能夠在整個錯綜復(fù)雜的流通鏈中解決棉農(nóng)對產(chǎn)品質(zhì)量問題的質(zhì)疑和對問題種子出處查找的問題，提高了銷售商的信譽度和營業(yè)額，有力促進了我國棉花種植業(yè)的發(fā)展。

溯源管理系統(tǒng)分為以下界面：（1）用戶登錄界面（圖6）。用戶或管理員輸入正確的用戶名和密碼才能進入本系統(tǒng)。（2）查詢棉種信息界面（圖7）。用戶進入系統(tǒng)之后可以查找棉種的質(zhì)量信息、物流信息、種類信息和存儲信息，通過查找溯源發(fā)現(xiàn)問題種子的來源和原因。（3）棉種銷售信息界面。用戶進入系統(tǒng)之后針對具體的銷售產(chǎn)品查詢其銷售商信息、買家信息、銷售地、銷售時間。（4）系統(tǒng)棉種信息管理界面。管理員進入系統(tǒng)之后，其權(quán)限大于一般用戶，可以對棉種信息進行維護、修改、上傳和刪除。

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