淺談基于SaaS的農產品溯源系統研究

高蘇豫　汪志曉

摘要：采用Saas技術和二維碼改造現有農產品溯源平臺，使之形成數據可靠、查詢便捷、成本低廉的農產品溯源系統。通過物聯網自動采集環境信息和手機拍照的形式快速上傳信息至云端，作為農產品的溯源信息。

關鍵詞：SaaS；農產品溯源；云計算

隨著人民生活水平的提升，消費者對于食品的要求已不僅僅滿足于價廉，更希望質優、安全、可追溯。同時廣大中小型農戶則面臨著技術老舊、品牌缺失、銷路不暢等問題，農民增收乏力。為此近年來，眾多的專家、學者和廠商紛紛提出了一系列的解決方案。在眾多方案中，農產品溯源系統脫穎而出，成為其中比較有效和切實可行的解決方案。

溯源系統最早應用于飛機、汽車等工業品的召回制度中。在上個世紀90年代由西方發達國家引入食品質量安全管理中。所謂農產品溯源系統是指一個能夠連接生產，檢驗，監督和消費各個環節，讓消費者了解符合衛生安全標準的生產和流通過程，提高消費者放心程度的信息管理系統。系統能提供“從農田到餐桌”的追溯模式，提取生產，加工，流通，消費等供應鏈的各環節消費者所關心的公共追溯要素，建立一個農產品安全信息數據庫。一旦發現問題，能夠根據溯源進行有效的控制和召回，從源頭上保障消費者的合法權益。

1 現有溯源系統問題分析

溯源系統的發展目前共經歷了兩輪迭代。第一代是以2002年日本農業合作組織為代表的食品追溯系統“SEICA”，它的特點是采用虛擬編號系統（VIPS）。每一個農產品都被要求貼一個標識號碼，工作人員將產品信息輸入互聯網上的數據庫內。消費者通過登陸相關網站進行查詢溯源信息。第{4則是目前相當流行的以RFID為核心，將溯源信息寫入非接觸式標簽中的溯源系統。以此為基礎，目前國內較有影響力的農產品溯源系統主要有以下5個：

1.1 北京市農業局食用農產品（蔬菜）質量安全追溯系統

該系統的主要功能是實現農產品生產、包裝、儲運和銷售全過程的信息跟蹤，同時開通網站、短信、電話、觸摸4種查詢模式。

1.2 國家蔬菜質量安全追溯系統

該系統由山東省標準化研究院聯合當地龍頭企業，以燎原果菜生產基地為試點，開展農產品供應鏈的跟蹤和追溯研究。目前在食品安全追溯領域已經形成“一個平臺，多套系統”的格局。

1.3 中國肉牛全程質量安全溯源管理系統

該系統基于無線射頻（RFID）和電子化管理技術原理，建立肉牛生產全程質量安全可追溯體系。“從產地到餐桌”的全程質量安全可追溯體系，成功建立了牛肉產品生產商、銷售商和顧客之間“面對面”的關系。

1.4 世紀三農食品安全追溯管理系統

該系統包括一個實體機和3套系統。一個實體機即食品溯源查詢一體機，3套系統包括溯源查詢系統，食品溯源終端廣告管理系統和商超信息發布管理系統。

1.5 商務部城市肉菜追溯系統試點

該系統目前在十個試點城市展開，先期主要針對相對標準化程度較高的肉類產品進行。對象為交易市場的批發零售攤位。該系統包括肉類、蔬菜追溯管理2個系統和共享的信息平臺、銷售和多種查詢終端。

綜上可知，目前主流的農產品溯源系統主要由3部分構成。一是公共網絡數據庫，作為農產品質量安全可追溯體系的基礎，可以查詢政府有關職能部門（如質檢、工商等）提供的數據。二是生產經營單位信息管理系統，由相關企業建立網絡服務信息系統，實現對企業農產品的信息錄入與質量安全追溯。三是終端信息查詢系統，消費者通過上網查詢、短信查詢、電話查詢和自助終端查詢等方式實現對所購農產品所貼的RFID標簽進行信息的查詢。然而目前的主流系統存在如下兩個方面的問題：

首先這種系統主要是基于C/S架構開發的，雖然具有服務器運行數據負荷較輕、數據存儲管理透明等優點，但卻面臨高昂的推廣和維護成本，添置軟硬件的成本也不菲，比如RFID設備除標簽外還需要購置閱讀器。

其次溯源數據必須由人工輸入，費時費力。既無法保證準確性，又需要政府部門的審核而無法做到效率最大化。

2 基于SaaS的溯源系統

隨著移動互聯網、云計算和大數據技術的發展，農產品的溯源系統即將迎來又一次的變革。特別是SaaS和二維碼的廣泛使用，將大大降低系統的使用成本，提升便利性。

SaaS是Software-as-a-Service（軟件即服務）的簡稱，是一種在本世紀開始興起的軟件應用模式。在這種模式下，可以將溯源系統所需的所有應用軟件統一部署在云端，農戶可以根據自己實際需求，通過互聯網租用所需的應用服務。所有的操作和存儲都在云端。在費用上，可以根據農產品種類的多少和所需軟硬件設備的投入成本來進行分攤計量，農戶無需再購買任何軟硬件。這大大減少了農戶的投入，使得他們可以專心于自己所擅長的方面。

二維碼是指采用某種特定幾何圖案，并按照一定規律，利用在平面的二維方向上分布的黑白相間的圖形來記錄數據符號的信息。在原理上利用“0，1”二進制位來表示各種信息，可以通過圖像輸入設備或者光電掃描設備自動識別讀取，并實現信息的自動處理。二維碼編碼密度高，信息量大，容錯能力強，譯碼可靠性高，成本低，制作方便，且持久耐用，非常適合在農產品溯源上使用。

3 系統組成

對于農戶可以采用開發專用APP的形式來實現對數據的集約化管理。而消費者只需要利用微信等現有平臺，即可實現對溯源信息的查詢。具體而言系統由3個子系統構成：

3.1 信息采集子系統

利用物聯網技術，在生產基地的蔬果大棚中，布置功能性智能無線傳感器節點，實時采集農作物生長的環境信息（如溫濕度、C02濃度、土壤濕度等信息）并自動記錄到云端。比如農作物生長旺盛，而溫濕度條件不足，則可以通過短信等方式提醒農戶關注。或當光照太強時，系統能自動打開遮光布，調節光照情況。所有的提醒和控制信息也會同步寫入云端。通過把監控系統和溯源系統有機結合，既提升了農業信息化水平，又從源頭上解決了溯源的信息輸入問題。

3.2 快速寫入子系統

對于無法通過傳感器實時采集的部分，如責任人、施肥情況、產品加工情況、質檢情況等，允許通過統一后臺快速寫入。比如質檢部分可以在田間檢測完畢后通過手機攝像頭拍照的方式，將檢測結果上傳至云平臺。

3.3 查詢子系統

在貼有二維碼的最終產品上，消費者可以通過掃描二維碼，獲知該產品的詳細信息，譬如品種、產地、責任人、生長環境、加工情況和檢測報告等。農戶則可以查詢到儲存在云端的農產品生長環境信息和添加的施肥情況等。

4 系統運行特點

（1）溯源數據真實可靠。充分利用物聯網和互聯網的優勢及特點，依靠將數據傳輸到云端從而對農產品進行監控溯源。云平臺對實時監測數據進行存儲及調動，幫助農戶以精確數據為依據提高蔬果種植品質，同時也讓消費者最直觀地了解到優質蔬果從播種到采摘的全部生長過程。因為數據并不保存在本地，所以沒有人能輕易篡改云端的任何信息。

（2）數據司法保證。通過SDK數據接口，可以連通中國互聯網電子數據研究院等專業認證平臺，由權威機構充當溯源數據的司法認證，解決了數據的權威性問題。

（3）移動查詢便捷。消費者和農戶在掃描二維碼以后，將會從云系統中調出不同的信息，消費者將會看到農產品的溯源信息，而農戶則會看到農場中的實時環境信息，做到足不出戶了解作物生長動態。

（4）系統運營成本低，可擴展性高。利用二維碼來替代傳統的RFID作為農產品的信息查詢入口，成本低、易推廣。利用Saas來替代傳統的溯源信息系統，則節約了大量的系統設備購買成本，同時大大降低了日后的維護成本。對于農戶而言，收費根據農場規模和農產品種類進行區分，價格低廉，性價比高。同時因為所有數據都在云端，還能將溯源數據與電商平臺對接，有利于農戶擴大銷路，自主開展電子商務活動。

5 結語

通過利用基于SaaS的溯源系統，可以將農產品在種植、施肥、田間管理、采收、檢測、加工、物流等各個方面加以數字化，用數據打造溯源一信任一購買的消費閉環。該系統充分利用了現有的科技和設備，使得消費者可以方便查詢農產品溯源信息，做到安心消費。同時農戶可以做到科學種植，促進優質農產品的品牌建設，擴大廣大中小型農戶的銷路。