茶葉質量安全追溯系統的構建與研究

毛燁+許建林

摘要：隨著“互聯網+”概念的提出，互聯網在各行各業得到了廣泛應用。“互聯網+農業”是互聯網與農業相結合、區別于傳統農業的一種新探索、新模式，茶葉質量安全追溯系統的構建是“互聯網+”與農業結合的一種具體應用。茶葉質量安全追溯系統中，茶葉質量安全的關鍵是在茶葉原料品質、生產加工環境、加工工藝、管控措施等環節，進行廣而深的全過程跟蹤、記錄，以保證各個環節所采集數據的精準性，使追溯系統能進一步保障茶葉質量的安全，從而使消費者買得放心、喝得放心，也能提升茶葉企業的市場競爭力。

關鍵詞：茶葉；質量安全；追溯；系統構建

中圖分類號： S126文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）10-0180-03

2015年的十二屆全國人大三次會議上，李克強總理在政府工作報告中首次提出“互聯網+”的概念。隨之，互聯網在各行各業的應用得到了廣泛提倡。“互聯網+農業”是互聯網與農業相結合、區別于傳統農業的一種新探索、新模式，也是我國農業由傳統向現代化轉型的一種有效手段，是農業實現信息化、走向現代化的重要捷徑。農業信息化、現代化的重要體現之一在于農業的綠色化。由于“互聯網+農業”的重要屬性之一就是借助互聯網，讓各類信息數據能夠貫穿于農業生產過程的始終。因此，將農作物種植、加工、銷售和消費等環節中靜態的、動態的以及相互關聯的數據進行存儲、利用，構建農產品質量安全追溯系統，在保障人們身體健康和生命安全、維護社會穩定中起著舉足輕重的作用。

近年來，茶葉質量安全危機頻繁發生，不僅對人們的身體健康造成了危害，也對我國茶葉產業的發展帶來了很大的消極影響。消除茶葉質量隱患、根治茶葉質量安全事故，除了政府部門對其進行嚴格質量檢查外，更為重要的是對茶葉質量安全進行長期有效地跟蹤與追溯，從而理清茶葉質量隱患的源頭和責任人。因此，構建茶葉質量安全跟蹤與追溯系統不僅是“互聯網+”與農業結合的一種具體探索和應用，也對保障茶葉質量、提高我國茶葉品牌聲譽發揮著積極的作用。一旦發現茶葉存在質量安全問題，通過茶葉跟蹤和追溯系統能夠很快找到隱患的源頭，從而使得消除農產品種植、加工、銷售等生產過程中可能存在的安全隱患成為可能。

2003年，國家863項目設立“飼料和畜禽產品數字化安全監控體系研究”專題，開始探索適合中國國情的可追溯技術和架構方法[1]。隨著研究的深入，追溯技術在農產品中逐漸得到應用。但是，由于無線網絡、電子感應技術的局限性，以往關于茶葉的追溯技術只是簡單地查詢茶葉的一些基本信息或辨別真偽，對茶葉具體的種植、投入品使用、鮮葉加工以及生產過程中的各種檢測數據極度缺乏，不能實現真正意義上的茶葉質量追溯功能。本研究依靠電子感應器、RFID等技術對茶葉種植、加工、倉儲、物流、銷售等多個環節進行數據采集，擴展追溯信息的廣度和深度，避免人為數據的干擾，從根本上實現茶葉從田間到茶杯的全過程無縫跟蹤。

1茶葉質量安全追溯系統功能設計

1.1茶葉質量安全管控流程

目前，國內茶葉質量安全存在的隱患在于消費者無法辨別茶葉產品的質量和真偽。當發現市場上銷售的茶葉產品有質量問題時，如何立即切斷產品來源、通知經銷商停止此類產品的銷售，成為減小問題產品危害程度的關鍵。因此，實現“從茶園到茶杯”的茶葉種植與加工過程的詳細信息追溯，確保能夠對茶葉產品進行跟蹤和追溯，是保證茶葉質量安全能夠得到有效管控的重要舉措。構建茶葉質量安全追溯系統，通過對茶葉產品各物流環節可能出現的危害進行分析，按照企業在茶葉從“茶園到茶杯”過程中的主體責任以及根據茶葉質量安全溯源的需要，選擇種植、加工、倉儲、運輸、銷售等5個容易發生產品質量安全隱患的節點作為茶葉質量溯源的控制節點，目標就是能夠對茶葉的全部生產銷售過程進行無疏漏的跟蹤，并將茶葉從“茶園到茶杯”過程的全部信息連接起來進行有效監控（圖1）。

茶葉質量安全追溯系統設定的種植、加工、倉儲、運輸和銷售5個容易發生產品質量安全隱患的節點，每個節點都對應著一批追溯對象，比如茶園、加工車間（企業）、倉儲部門（企業）、物流、銷售者。對應到每個追溯對象，又由于個體的差異，存在一批追溯要素，比如茶園（種植農戶或合作社）會對應到土壤狀況、施肥情況、農藥使用情況等；加工車間（企業）會對應到添加劑的使用、加工方法的使用、重金屬的檢測、包裝袋的材料、加工周期等追溯要素；倉儲部門（企業）對應產品入庫時間、出庫時間、倉儲環境的溫濕度等；物流環境對應運輸環境、路線、時間、操作等信息；銷售者會對應到銷售

地點、儲存狀況、信用狀況等追溯要素[2]。

在上述5個對應節點上編制相應的溯源標識，對茶葉質量溯源的各控制節點進行編碼標識，通過專業掃描識別條碼標識，從而獲取相關數據信息[3]。市場監管者可以對問題產品進行跟蹤和追溯，一旦在市場上發現危害消費者健康的茶葉產品，可以從市場中撤出該批產品并且切斷來源、理清茶葉生產安全責任、保障茶葉產品的質量安全、維護市場秩序；消費者也有了1個獲取產品詳細信息的有效途徑。

1.2茶葉質量安全追溯系統功能設計

構建茶葉質量安全追溯系統，首先要對茶葉供應鏈進行分析，明確茶葉種植、加工、存儲、銷售等關鍵節點，確定各關鍵節點須要記錄的信息，再以這些信息為基礎，構建“消費者可查詢、企業可管控”的茶葉質量安全追溯系統。依據茶葉追溯的相關法規、標準，對茶葉質量安全追溯系統功能模塊中所涉及到的各個關鍵節點進行有依據的監控。利用條碼技術的EANUCC系統對茶葉生產的各控制節點進行編碼標識，建立茶葉質量安全追溯編碼體系，以供后期查詢。結合計算機互聯網技術，建立茶葉質量安全追溯系統平臺，實現遠程對茶葉質量安全追溯系統的操作、數據更新和共享（圖2）。

茶葉質量安全追溯系統由8個功能模塊來實現茶葉質量

安全的溯源功能（圖3）。數據存取功能模塊實現已產生的茶葉產品追溯信息的定時上傳、茶葉產品管控信息的定時下達、茶葉投訴信息處理進展的定時反饋等；系統管理功能模塊實現追溯系統的登錄注冊管理、系統權限管理、茶葉生產主體管理等操作；生產主體信息管理功能模塊實現茶園基本信息、生產加工、倉儲運輸、產品銷售的主體信息管理；生產過程管理模塊實現茶園的栽培、耕作、農藥使用、鮮葉采收日期、產地、采收鮮葉數量與質量、生產線衛生狀況、質檢等信息的管理；生產過程監測功能模塊實現線下管控團隊根據實際情況，對生產基地及合作社的茶葉原料信息、茶葉產品信息、茶葉生產線信息、茶葉質檢信息等是否準確的檢測、監管；統計查詢管理功能模塊中實現茶葉流向、統計追溯管理信息、茶葉出貨統計信息等的查詢；追溯編碼管理功能模塊實現對每批茶葉成品生成單獨的經過加密的二維碼標簽，貼在商品袋上，用于追溯信息的數據采集設備錄入及手機識別軟件的追溯查詢；消費者信息查詢功能模塊中實現PC端瀏覽器及移動客戶端通過掃碼對產品溯源信息的查詢。

2茶葉質量安全追溯系統架構

2.1系統數據采集

茶葉質量安全追溯系統主要實現兩大功能：一是跟蹤茶葉生產過程，二是消費者對茶葉商品的可溯源。跟蹤茶葉生產過程就是要順著供應鏈來記錄茶葉的流向；消費者對產品可溯源就是可以通過網絡查看茶葉的銷售流程。所以，茶葉追溯系統通過跟蹤茶葉的種植、加工、運輸、銷售等環節過程，記錄每一個環節的檢測信息，從而確定茶葉的來源和質量，可以采取有效的措施來糾正問題產品。例如，茶葉追溯系統在采集茶葉種植數據時，可主要分為3個部分（圖4）。一是茶園種植的基本信息，包括了茶園面積、茶樹品種、農藥使用、鮮葉采收日期采收人員、采收鮮葉數量與質量等茶園農事活動信息，這些信息都是靜態的信息。二是茶園種植環境的信息數據采集，利用光照、溫濕度、二氧化碳、土壤pH值、土壤水分等傳感器，利用Zigbee無線傳輸采集單元實時獲取環境數據，掌握環境對茶葉質量的影響。三是環境控制單元，利用采集到的環境數據，為灌溉、通風、補光控制系統和溫濕度控制系統提供基礎數據信息；通過對種植土壤檢測，根據農作物需要進行氮磷鉀合理配比，進行滴澆灌和微噴霧系統的控制，實現遠程自動灌溉和作物管護水肥記錄；通過遠程監控系統，對作物生長狀態及病蟲害進行觀測，農業技術部門專家可進行病蟲害遠程技術指導，及時解決突發事件，消費者可通過網站視頻，直觀地了解清潔茶園環境和管護、采收流程。

2.2跟蹤與追溯功能實現

建立茶葉質量跟蹤與追溯體系，其總體流程就是對茶葉種植、茶葉加工、茶葉倉儲、茶葉運輸、茶葉銷售等環節的過程信息進行監測、收集、管理控制，并進行統一處理（圖5）。

[FL（2K2]茶葉質量跟蹤與追溯系統的工作流程，首先由茶園種植開始，記錄茶園基本信息、茶園種植環境等，從而確定茶葉的生長情況以及對未來茶葉產品可能帶來的影響。茶葉加工過程中，在記錄加工企業的名稱、法人、聯系方式等信息的基礎上，對鮮葉的來源、倉儲以及在加工過程中的方式、工藝、質量、檢驗報告、加工機械衛生狀況等進行記錄，記錄的信息與茶葉追溯系統數據中心關聯，系統在加工企業生產線末端進行包裝時加貼防偽標簽。由于二維碼不僅信息量大、編碼能力強、印制成本低，而且還可以引入加密機制，對相關信息進行加密處理，防止標識等的偽造。所以，在茶葉產品的包裝上采用二維碼防偽標簽，不僅可儲存豐富的產品信息，且通過加密不易被復制盜用，也因為查詢到的茶葉產品信息來自企業官方發布，查詢渠道正規、專業，實現了產品信息防偽的高效性[4]。在茶葉產品的運輸、倉儲等過程中，通過對車輛或產品箱體的RFID標簽與茶葉貨品標簽關聯，茶葉追溯系統數據中心可記錄茶葉的配送運輸、倉儲過程中相關環境、路線、時間、操作等信息。最終茶葉追溯系統數據中心將獲得茶葉從茶園到銷售等一系列過程環節中各種信息，通過在種植基地采集農事活動信息，實現農產品履歷信息的記錄。通過在生產企業應用記錄生產加工信息，實現上網錄入追溯碼查詢購買茶葉的種植生產加工信息，從而保障茶葉質量，也使得企業能夠實時、精確地掌握整個生產及供應鏈上的產品流向和變化，控制整個生產流通環節安全可靠。

2.3系統應用

茶葉質量安全追溯系統是具有較高容災性和較好的可移植性的軟件系統，基于XML的通信協議，可用于分散式或分布式網絡環境下的信息交互。因此，基于Web服務提供的通信協議的基礎上，應用程序、軟件組件等可以按照標準的HTTP協議實現通信[5]。系統應用的生產方、消費者、監督者都能方便地圍繞系統開展應用工作。對企業生產方而言，應用該系統需要對茶葉種植、田間作業、采摘加工、質量檢測、倉儲運輸和銷售等涉及茶葉質量安全生產的每個環節進行記錄跟蹤與信息追溯，并將相關數據及時、真實地上傳至數據管理中心；對普通消費者而言，通過茶葉包裝的追溯編號進行查詢和追溯時獲得茶葉產品的詳實信息，使消費者買得放心、喝得放心，實現消費者對所消費產品生產信息的“知情權”，對可追溯的茶葉起到監督、反饋、促進的作用；相關政府監管機構在茶葉安全質量追溯系統應用中，建立、健全茶葉質量的標準體系和相關法律法規，保證茶葉質量安全有據可追、有準可溯的持久性發展（圖6）[6]。

3總結

構建茶葉質量安全追溯系統，推動茶葉企業遵循“標準化生產、標識化追溯”原則，實現茶葉生產的產前提示、產中預警和產后檢測，為企業有效解放勞動力、提升茶園管理水平、提高茶葉品質和附加值、保護茶葉土壤生長的環境、提高茶葉的綠色無害品質發揮積極作用，并為消費者提供二維碼掃描、追溯服務， 從而提升茶葉產品的品牌知名度，贏得消費

者的認可。

參考文獻：

[1]胡肆農，陸昌華，王立方，等. 儀表化畜產品質且追溯系統的研究[C]//中國農業工程學會2005學術年會論文集. 廣州：廣東省農業廳，2005.

[2]毛燁. 基于互聯網的茶葉質量安全跟蹤與追溯系統建設研究[J]. 農業網絡信息，2013（7）：17-19.

[3]謝楚鵬，溫孚江. 大數據背景下農產品質量安全的精準追溯[J]. 電子商務，2015（11）：3-6，12.

[4]臧忠慧. 二維碼在包裝上的防偽營銷應用[J]. 印刷技術，2015（16）：49-51.

[5]程濤，毛林，毛燁. 農產品質量安全追溯智能終端系統的構建與實現[J]. 江蘇農業科學，2013，41（6）：273-275，282.

[6]欒汝朋，張峻峰，于峰，等. 白茶質量安全可追溯網絡管理系統的實現[J]. 中國農學通報，2011，27（20）：137-140.