基于RFID的蔬菜質量安全監管系統的設計

摘 ?要：食品安全問題日益嚴峻，食品質量監管越來越受到人們的關注。利用RFID技術和質量安全監管制度，設計了一個蔬菜質量安全監管系統，該系統可以對蔬菜從生產、流通、銷售到售后等各個關鍵環節的信息進行管理，實現對蔬菜從源頭到最終消費者的監控，極大地提高蔬菜安全質量水平。對農業信息化領域進行了探索和研究，簡述了蔬菜質量安全監管系統的框架設計、業務流程和實現技術。

關鍵詞：RFID;蔬菜質量安全;監管系統

中圖分類號：TP311.1 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）04-0197-02

Abstract：Food safety is becoming more and more serious，and people pay more and more attention to food quality supervision. Using RFID technology and quality and safety supervision system，a vegetable product quality and safety supervision system is designed. The system can manage the information of every key link of vegetable products from production，circulation，sale to after-sale，and realize the monitoring of vegetable products from the source to the final consumers，thus greatly improving the level of safety and quality of vegetable products. This paper briefly describes the framework design，business process and implementation technology of the vegetable product quality and safety supervision system.

Keywords：RFID;vegetable quality and safety;supervision system

0 ?引 ?言

食品安全是保障人民群眾的身體健康和生命安全的關鍵，是建設以人為本的和諧社會的要素。近年來，隨著三聚氰胺、瘦肉精、問題大白菜、毒豆芽等一系列食品安全事件的接連發生，食品安全已成為備受國人關注的話題。蔬菜是人們的生活必需品，由于蔬菜的流通方式涉及種植、養殖、加工、批發、零售等多個環節，因而，對其質量的全方位監管非常困難[1]。

隨著現代信息技術的融合和發展，物聯網技術也得到了廣泛應用，物聯網是以互聯網為基礎，實現物品和物品連接的技術[2]。完善體系的建立需要數據融合技術、射頻識別技術（RFID）和傳感網技術[3]，其中射頻識別技術因其準確識別、無須人工干預等特點被廣泛應用在各個行業領域，利用物聯網RFID技術構建的蔬菜質量安全監管系統[4]，可以對蔬菜供應鏈中的信息進行管理，從而實現預警和追溯[5]，完成對蔬菜從生產源頭到最終消費者的監控。

1 ?系統設計

1.1 ?系統框架設計

本文對農業信息化領域進行了探索和研究，是基于蘇州農業職業技術學院青年教師科研能力提升計劃進行研究的成果。通過對系統框架進行研究和探索，構建了基于RFID技術的蔬菜質量安全監管系統，為蔬菜供應鏈的相關企業提供了良好的操作平臺，為科學決策提供數據支撐;同時方便公眾根據所購買的產品追溯碼，可以查詢出蔬菜從生長階段，到加工、倉儲、物流、銷售等環節的信息，從源頭上減少了蔬菜質量安全問題，保障蔬菜產品質量[6]。

蔬菜質量安全監管系統由數據層、業務層和客戶層構成。數據層包含業務數據庫，業務數據庫存儲蔬菜生產、流通等各環節所產生的業務數據。業務層提供系統的核心功能，根據功能分為業務流程模塊和物聯網感知模塊。業務流程模塊由生產、加工、物流、銷售和售后幾個業務子系統構成;物聯網感知模塊提供物聯網相關的各個子系統數據接口模塊。客戶層主要給終端用戶提供多種界面，包括手機客戶端和電腦瀏覽器界面。

1.2 ?關鍵技術

物聯網是通過無線射頻識別技術、傳感器等信息傳感設備，通過互聯網實現物體與物體的信息交換和通信，以此來對物體進行定位、識別、跟蹤、和管理的一種網絡。RFID技術是一種利用電子標簽來實現自動識別的技術，因其標簽具有不易被污染、體積小、可重復利用等優點被廣泛應用。在蔬菜上貼上附有電子產品代碼（EPC）編碼的RFID標簽，此后在蔬菜的生命周期內，此RFID的蔬菜物聯網供應鏈信息共享EPC編碼就成為蔬菜的全球唯一標識，以此EPC編碼可以在物聯網上實時查詢或更新蔬菜的信息，從而達到對蔬菜信息高效管理的效果。

本文采用了一種基于簡易RFID標簽的方法來進行產品識別。簡易標簽中只包含蔬菜的EPC碼信息，各環節操作過程中產生的詳細數據由本地進行采集及錄入，由于標簽中不包括額外的數據，因此信息量小價格低，亦無需經過復雜的數據過濾和數據緩沖，因此可以極大地降低蔬菜質量安全監管系統的構建成本。

1.3 ?業務流程設計

通過對農業企業生產流程的調研分析，從蔬菜信息記錄的角度，大致可把蔬菜供應鏈分為五個環節，分別是生長、加工、物流、銷售和售后。

在生長環節，將每一個種植基地劃分為若干個地塊，每一個地塊種植同一個品種的蔬菜，參照蔬菜類蔬菜的編碼標準，根據品種、種植日期和采收日期等，將同一批次的蔬菜放置在同一個框內，為每一個框設定一個唯一的RFID標簽。為了達到溯源的目的，要求在設定標簽后，各環節中均以框為單位進行處理，不能混裝，根據唯一的RFID標簽信息實現對該蔬菜的標識，蔬菜生長過程中以地塊為單位進行施肥和施藥。

在加工環節，均以框為單位對每一個框內的蔬菜進行簡單加工，比如清洗、簡單包裝等操作。在加工、物流、銷售環節，根據每個框的EPC碼將相關的信息錄入安全管理系統。

在銷售環節，由于消費者購買的基本都是零售包裝，分量較小消費數量較大，若為每一個零售包裝采用一個RFID標簽則成本較高。為了實現產品溯源的同時不增加額外的消費成本，本項目采用RFID技術與條形碼技術相結合的方式，采用一維條碼作為流通碼信息的載體，在產品上架前，由銷售企業的工作人員建立EPC碼和商品流通碼之間的對應關系，一個EPC碼對應多個商品流通碼，具體編碼方式可以根據自身需要由銷售企業內部確定，在每一個產品包裝上貼上商品流通條形碼作為標識。

在售后環節，消費者可登錄系統頁面，根據粘貼在零售包裝上的流通碼來進行產品的追溯與投訴。一方面，消費者可以通過追溯查詢了解產品，實現產品從農田到餐桌的全程追蹤。另一方面，企業可通過消費者的投訴，查找出問題產品和批次，一旦出現質量問題，政府監管部門也可以對相關企業進行追溯。

2 ?系統實現

在計算機網絡、數據庫平臺上，利用Visual Studio、SQL Server作為開發工具，采用.NET技術開發一個基于三層架構的蔬菜質量安全監管系統，為用戶提供一個方便快捷的蔬菜信息記錄、查詢和追溯的平臺，該系統可對蔬菜從生產生長，到加工、物流和銷售、售后等數據進行記錄和管理。

2.1 ?系統指標

采用ASP.NET、LINQ等技術，使頁面設計與代碼分離，系統具有較好的運行效率及客戶端網頁的訪問速度。基于B/S結構，只需連接網絡使用瀏覽器即可使用系統，無需安裝調試，用戶即可在網絡上瀏覽頁面。具有良好人機交互界面，操作簡單方便，易擴充、易維護。

2.2 ?功能模塊

系統分為前臺查詢系統和后臺管理系統兩部分。前臺系統提供查詢和投訴功能;后臺管理系統為管理員管理系統數據使用，包括生產管理、加工管理、物流管理、銷售管理、投訴管理、追溯管理、用戶管理七個管理模塊，可實現對蔬菜在各流通環節關鍵數據的記錄和管理。

生產管理模塊主要對生產環節中涉及到的生產基地、施肥和施藥等信息進行管理;加工管理模塊對加工環節涉及到的企業、進出廠、加工等信息進行管理;物流管理模塊對物流環節涉及到的裝車、位置和到貨等信息進行管理;銷售管理模塊對銷售環節涉及到的企業、EPC-流通碼、銷售等信息進行管理;投訴管理模塊對顧客投訴信息進行管理;追溯管理模塊可采用EPC追溯、流通碼追溯兩種編碼來進行追溯;用戶管理模塊可對用戶信息進行管理。

2.3 ?用戶角色

蔬菜質量安全監管系統的用戶可分為普通用戶、模塊管理員、監管人員、系統管理員四類，四者的需求存在差別，因此在監管系統中對這四類不同的用戶設置不同的數據訪問權限。

普通用戶的權限包括對蔬菜供應鏈環節中的一些基本信息進行查詢，并對所購產品進行投訴;模塊管理員主要是對蔬菜某個環節的相關數據進行管理和操作，如生產模塊管理員的主要功能是對蔬菜生產環節的相關信息進行操作，其他模塊的管理員無權限訪問此模塊;監管人員對蔬菜質量安全監管的信息要求更詳細，需要訪問生產、檢疫和流通過程中的各種詳細信息，包括物聯網中涉及的傳感信息，以及同批次產品的流向信息等;系統管理員的權限最高，可通過后臺頁面快速地實現對所有模塊下全部數據的查詢、修改和刪除等操作，以及對前三類用戶進行權限設置。

3 ?結 ?論

本文基于物聯網RFID技術設計了一個蔬菜質量安全監管系統，細化對蔬菜從“田間”到“餐桌”的過程管理程度，完成了蔬菜從種植，到加工、物流、銷售和售后的整個蔬菜供應鏈關鍵環節的信息記錄和管理，提高了蔬菜安全質量水平，并為后續應用信息系統提供可共享、可集成的數據。

參考文獻：

[1] 孫明.基于物聯網的食品溯源系統設計及實現 [D].北京：中國科學院大學（工程管理與信息技術學院），2015.

[2] 黃健星，呂建秋.物聯網技術在蔬菜產業中的應用研究 [J].農業科技管理，2018，37（5）：67-70.

[3] 顧春山，張順.物聯網傳感技術在蔬菜產品質量過程控制中的應用 [J].南方農業，2019，13（24）：159-160.

[4] 黃葉玨.基于物聯網的農產品質量安全可追溯平臺的設計與實現 [J].綠色科技， 2013（1）：266-268.

[5] 譚彥.基于.NET的農產品質量安全管理系統的研究 [J].電腦知識與技術，2016，12（22）：76+86.

[6] 王雪.蔬菜質量安全追溯系統的設計與實現 [D].濟南：山東師范大學，2019.

作者簡介：譚彥（1985-），女，漢族，廣西桂林人，講師，碩士，主要研究方向：計算機應用、物聯網。