基于云計算和物聯網技術的農產品質量安全追溯系統研究

張皓 楊媛媛 張麗

摘 要：以山西農谷調研為基礎，分析農產品質量安全現狀和存在的問題，并提出利用云計算平臺和物聯網技術構建農產品質量安全追溯系統，其目的在于，不斷減少物流成本，提高農產品質量、增強安全性。

關鍵詞：云計算；物聯網；RFID射頻識別技術；農產品質量安全追溯系統

文章編號：1004-7026（2018）05-0053-02 中國圖書分類號：F322；S126 文獻標志碼：A

習近平總書記提出，有關農村、農業、農民的問題會牽涉到民生問題，應該給予重點關注。目前，應該重視“三農”問題，并將其當作全黨工作的關鍵點，而習近平總書記也強調了農業工作的重要性。我國居民在日常生活中離不開農產品，然而瘦肉精、鎘大米、毒豇豆的出現，也讓大家感到十分憂慮。雖然相關監督管理部門已經加大了管控力度，但是多數居民的憂慮感沒有減輕。

山西農谷位于山西省太谷縣，在資源上，該地區主要開展農業活動還擁有山地、丘陵、平川以及溫和的氣候、豐沛的水資源.在科技優勢中，該地區建立的科研機構為山西農大、省農科院果樹研究所，并已經擁有了優質科技資源，培育出了素養較高的職業農民。在發展基礎上，該地區主打產業為蔬菜種植業、苗木花卉、干鮮果業，并創建了多個優勢農產品品牌，例如太谷餅、壺瓶棗、通寶醋、怡園干紅，而本地農民每年度人均可支配收入也在攀升，可排在山西省內前幾名位置。在試點收效上，該地區已經被認定為全國現代農業改革與建設試點縣，所以在山西農谷實現農產品質量安全追溯系統是最好的選擇。

1 追溯系統信息基礎

1.1 云計算平臺

云計算需要按照使用量來支付費用，此運作模式能夠按照需求進行網絡訪問，可以體現出便利性、有效性， 能夠進入計算資源共享池（資源涉及到了網絡、服務器、存儲、軟件、服務），這部分資源可以被高效運用，不需要投入大量精力進行管理，也不用和服務供應單位實時進行互動，這與大家運用自來水的原理相同，我們不會為了獲取水資源去單獨建立一家自來水廠，只需要打開水龍頭就可以得到干凈的自來水，云計算也一樣，倘若你需要取得一些信息，只要連接到互聯網上，登錄網址即可處理相關問題，這和電腦處理能力上沒有任何關聯性。近期，大家都在云計算，并且運用在各個范疇，這種虛擬資源的利用模式給包括農業在內的各行各業帶來了巨大的變革。按照云計算技術設定了農產品質量安全追溯系統以后，可以運用此管理系統來管控農產品生產過程，并且全部數據都會存儲在服務器中，而運用自動化集中管理方式，不但能夠減少企業原有管理支出，還能實時了解農產品生產過程，讓信息流順利對接。

1.2 射頻識別技術（RFID）

RFID技術具備的特點為，它屬于非接觸方式的自動識別技術，該技術可把微型芯片放入標簽中，利用微芯片來下發各種信息，而且不用對每個標簽進行掃描，適用于各種環境。在農產品質量安全追溯領域的產前，產中，產后等環節，此技術能夠有效提升追溯效率。由于大家都比較重視農產品質量，為了促進農產品質量安全追溯系統得到有效運用，應該關注農業信息化建設情況，將RFID技術運用到相關工作中，體現出該項技術的價值。

在RFID系統中，其中包含了標簽，閱讀器。在此標簽中，還會涉及到標簽部分以及天線部分，并為相關標簽設定了不會重復的號碼。RFID閱讀器則是用來發射無線電信號以及識別標簽發出的信息，并進行處理，在農產品質量安全追溯系統中RFID標簽一般會寫入唯一電子編碼，農產品的名字，出產地點等，當附帶RFID標簽的產品來到可識別區域時，閱讀器就會發送無線電信號，RFID標簽接收到無線電信號后就會把寫入的標簽上的信息發送到閱讀器，然后閱讀器再將信息發送到平臺上進行儲存和處理。

可見，RFID技術產生以后，能夠有效的運用在農產品質量安全溯源系統內，可以實時獲取到農產品生產環節中的各種信息，以此來監控農產品的質量安全，同時通過對農產品質量安全的監控及時的獲取生產中的各種信息，可以在平臺上對生產狀況進行科學的分析和預測。

2 我國農產品質量安全的現狀以及存在的問題

2.1 農業生產分散化，安全生產技術難普及

近期，盡管國內在積極引導大家面向規模集約經濟方面發展，并為了提升土地流轉速度設定了相關有利政策，然而，目前多數農村地區依然采用小農生產方式開展生產活動，并且分布上不夠集中，這將不利于國內順利開展農產品質量安全的管理工作。

其次，國內農產品質量安全技術運用情況不佳，并且農民受教育程度較低，不能快速掌握無公害農產品生產技術。

2.2 化肥，農藥等殘留污染嚴重

我國農業歷經多年發展，為了追求更多收益，不管是農戶、農業公司都在運用化肥以及農藥，個別公司與農戶為了縮短果蔬生長周期還會運用各種試劑，由于過量運用化學品，也出現了農產品質量下滑問題，這造成水果、蔬菜、肉類的安全性下降，并不能擁有良好的口感，為此部分國家已經不允許使用化學品，而對于運用了過多化學藥劑的農產品來說，也會對購買方的身體健康帶來極大隱患。

2.3 農業污染衍生的農產品二次污染

當農產品成長過程中運用了過多農藥以后，其中會蘊含很多鉛、砷等有毒物質，而購買人群獲得這些產品以后，在食用過程中多少都會吸收這些污染物，并會對人們身體健康帶來的極大潛在威脅，例如鉛、汞、鎘、燃、氟等，這部分不良物質長時間留存在身體中也會引發很多疾病，并且治療難度極大。

3 構建農產品質量安全追溯系統

3.1 溯源對象

農產品質量安全追溯系統，主要運用標識技術，監督管理農產品生產、加工、檢測等過程。一般運作方法為，合理規劃農產品種植區，數字化記錄生產狀態，記載使用人以及檢驗結果，預控管理生產基地，對重要環節進行管控，創建云計算平臺，存儲整個流程信息，體現出農產品生產各階段的跟蹤情況，并開展溯源管理。另外，在設定農產品溯源系統過程中，應該關注的要素分別為產品標識、云計算平臺、信息傳遞。而本文主要把果蔬當作溯源對象。

3.2 標識設計

應該按照真實生產狀態來設計農產品標識，需要關注的問題為，減少成本、可有效運用。在設定射頻識別標識過程中，還需要按照相關運作狀態，重視成本問題以及有效運用問題。考慮到射頻識別標識的價格問題，可運用QR碼人工輸入追溯碼，不過此類方式的工作效率較低，并且錯誤較多，為了能夠自動取得追溯碼，本次運用了二維技術。另外，在設定產品標簽時，應該簡明的體現出產品信息（例如追溯碼、種類、產地、責任方等），讓大家清晰的了解如何運用追溯標簽，而手機都可以識別二維條碼（QR碼）。此外，在附加值很高的農產品（例如茶葉）中，可在標簽內加入RFID芯片，運用非接觸式方式進行識別。在對農產品設定編碼過程中，其具體規則應按照《NYT1431-2007農產品追溯編碼導則》進行設定。其中蘊含了2種不同類型：其一，可采用長碼，共計20位，其代表的內容為1類別+6行政區劃+2公司名稱+2產品+時間+3批次號；其二，運用短碼，共計10位，其代表的內容為1類別+5時間+2品種+2序列，而購買方也能夠運用短信方式進行查詢。

3.3 開發語言

在農產品質量安全溯源系統中也分為不同內容，其中涉及到了：云計算平臺、智能手機管理平臺、條碼打印系統。另外，該系統運用的開發語言也有不同種類，它們分別為：java、android、jsp以及Html。

3.4 信息鏈

在生產時期需要處理的問題有兩個，它們分別為：其一，記載農產品生長信息；其二，記載農產品生長環境。在處理首個問題時，可以在生長地點放置防雨卡。在進行巡視了農作物生長情況以后，工作人員需要記錄每日的詳細信息，比如 2017年11月14日，某工作人員，對某農作物運用了除草劑，具體計量達到了50 ml。在處理第二個問題過程中，可以運用物聯網具備的環境信息采集系統。此系統在運作過程中的動力來自于太陽能，可運用 Zigbee 的自組網性，不間斷的農作物環境信息（ 其中包含了溫度、濕度、光 照強度、土質濕度等） ，并運用 GSM 網關和服務器進行連接，其匯總的信息內容可以當作農產品溯源信息。

結束語

借用云計算技術以及射頻識別技術，可以共同設定出農產品質量安全追溯系統，這也有助于提升農產品質量，并能夠有效開展農產品質量安全的檢測工作，不斷提升農產品品質，促進各地經濟穩定發展。

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