基于農產品溯源的電子商務平臺設計與實現

摘要：近年來，農產品安全問題備受矚目，日益受到關注。為了實現從農田到餐桌的全程控制，物聯網技術被廣泛應用于農業領域，成為建立農產品產地管理與追溯系統平臺的重要因素。該系統利用計算機技術、通信技術和物聯網技術，建立了一個以農產品溯源為特色的電子商務平臺。該系統的實施能夠提升農產品的標準化管理水平，輔助農產品質量的監管，并同時有效增加農產品的價值，推動農業的發展進步。

關鍵詞：農產品；溯源；商務平臺

中圖分類號：TP311.5 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）01-0048-03 開放科學（資源服務） 標識碼（OSID） ：

0 引言

智慧農業正在逐步改變傳統農業的生產和管理方式，其核心是將互聯網技術和現代農業實踐相結合。通過人工智能、物聯網和大數據等技術的應用，種植者和農民可以更精準地控制農業生產過程，優化資源利用，提高生產效率和農產品質量。在農產品質量安全方面，智慧農業也發揮著重要作用，其中農產品質量追溯成為一個重要的建設內容，特別是禁止或受限制的藥物被非法使用，以及常規農藥和獸藥殘留超標、非法添加等問題備受關注。我國現行的農產品追蹤系統仍存在若干難題，例如信息格式內容缺乏統一、數據流轉缺乏一致性以及不同系統間軟件的不兼容性，這些問題阻礙了溯源資料的互通與交流[1]。因此，急需開展研究以建立標準化的多網絡農產品質量快速溯源系統，以解決這些問題。隨著我國食品安全問題逐漸加劇，構建和優化農產品追蹤系統顯得更為關鍵。

1 農產品質量溯源背景

溯源系統作為一種質量保證體系，其主要功能是記錄并儲存與產品相關的信息。當產品出現質量問題時，它可以迅速且有效地追查問題的根源，并采用適當的方法來提升產品的質量。而農產品溯源系統則是一個追蹤農產品從生產到銷售的完整過程的系統，這對于確保食品的安全性和質量管理具有重要的幫助[2]。

最初，農產品追溯系統被應用于工業產品的回收機制中，例如汽車和飛機。然而，隨著食品安全問題的不斷加劇，這種系統逐漸被廣泛應用于食品行業。國際上，人們關注瘋牛病、禽流感等疾病的跨國傳播問題；而在國內，2006 年的蘇丹紅、2008 的毒奶粉、2012年的毒膠囊等食品安全事件的發生更是促使人們開始認識和接受食品溯源系統的重要性。自20世紀90年代以來，為了確保農產品的安全性和可溯源性，保護消費者的健康和權益，許多國家和地區開始引入可追溯系統來監管農產品的質量和安全。

2000年，歐盟成為首批實施農產品追蹤機制的區域，并頒布了《食品安全白皮書》，標志著其在食品衛生安全管理方面的一個重要發展，旨在通過引進HACCP體系來提高食品的安全性，并要求在生產和銷售過程中提供清晰的產品標識信息，這有助于跟蹤食品的起源、流通和質量，并能夠及時識別和解決食品安全問題。 美國的農產品可追溯系統主要是由企業自愿建立的，政府在推動和促進過程中發揮作用。這種模式鼓勵企業通過建立可追溯系統自主提升食品安全管理水平，以此來改善產品質量和安全性。日本在實施農產品追蹤系統方面領先，不僅設立了相關法規，還在銷售環節配備了追溯設備。這有助于消費者了解食品產品的來源和質量信息，使其能夠選擇更安全、更健康的選項。其他國家如英國、加拿大等也實施了農產品可追溯系統。這些系統的應用有助于全球提高食品安全標準，保障消費者的健康和權益。

總的來說，隨著經濟和生活條件的改善，公眾對農產品安全的關心程度不斷上升。世界各國政府和企業正在建立可追溯系統來管理農產品的質量和安全性，從而提高食品安全標準并保護消費者的健康和權益[3]。

2 農產品溯源技術的現狀和新機遇

農產品的溯源和召回系統是食品質量和安全管理的有效工具，可幫助政府和企業追溯食品的生產、加工、存儲、運輸和銷售等環節，以確保食品的安全性。中國政府高度重視食品的安全性，致力于通過立法及政策驅動，激勵企業與相關政府部門發展食品的溯源系統。例如，《國務院關于加強食品安全工作的決定》這一政策文件中明確提出，要推進食品安全的全鏈條可追溯性，并規范相關信息的報告與公示流程[4]。當前，農產品安全的主要挑戰在于缺乏明確的產品標識，導致消費者難以判斷產品的安全性。受中國國情影響，小規模生產者占據市場主導地位，監管部門難以實現無縫監管。一旦問題出現，責任追究也頗具挑戰。因此，為確保農產品的安全性，必須加強源頭管控，明確責任主體，并實施農產品質量和安全溯源系統。

3 基于農產品溯源的電子商務平臺的設計

追蹤農產品的來源是確保其質量安全的重要方式，通過監控產品的生產、分銷和消費環節的信息，可以及時識別并解決質量和安全問題，進而保護消費者的健康與權益。現代信息技術被應用于農產品溯源系統，用于監控農產品從種植、加工、存儲、物流到銷售的整個過程。目前，傳統的農產品溯源系統存在數據篡改和信息不透明等問題，因此研發適用的農產品溯源平臺成為一項重要課題。

軟件架構上分為3個層面：

首先，支撐層作為基礎，由軟件與硬件平臺構成，目的是支持分布式集群的部署。它的主要功能是向服務層和運營層提供所需的基礎設施支持。

接著是服務層的構建，它由基礎的開發平臺和多個公共核心組件組成。這些基礎平臺包含了如客戶支持、報告生成、物流處理等關鍵功能，旨在為應用層提供基礎的服務支持。同時，公共核心組件中還整合了數據存取、日志記錄，以及第三方支付等功能，為應用層提供了統一的接口支持。

應用層構成了平臺的最上層，它集成了農產品安全溯源系統、O2O電商系統、活動平臺系統以及企業ERP管理系統。這些系統各承擔著電商平臺中的核心職能，通過相互協作，共同構建了一個完備的電子商務生態系統。此外，服務與數據的安全性是整個交易過程中的重要保障，為整個平臺提供了堅實的基礎。

4 農產品溯源平臺應用的關鍵技術

農產品溯源的電子商務平臺涉及技術主要包括以下幾個部分。

4.1 Web 服務端開發技術

該平臺實行了B/S架構的網站開發模式，這是一種廣泛采用且具備眾多優點的策略。利用這種模型，大部分的業務邏輯被部署在服務器端，這樣做不僅輕裝了客戶前端負載，還減少了系統保養及更新的經濟和時間成本，同時也確保了數據平臺的安全性和對訪問權限的有效控制。

涉及的主要技術環節包括：

基于Nginx+Tomcat的負載均衡架構是一種高性能、高可靠性的架構方案。Nginx作為反向代理服務器，可以將請求分發到多個Tomcat服務器上，實現負載均衡，提高系統的并發處理能力和穩定性。同時，Nginx還可以根據不同的調度規則，對后端服務器進行動態、靜態頁面的分離，進一步提升系統的性能和效率。總之，基于Nginx+Tomcat的負載均衡架構是一種優秀的架構方案，可以滿足高并發、高可靠性的應用場景需求。該平臺使用Nginx來處理靜態數據，而動態服務請求則通過Nginx作為反向代理，根據特定算法將請求分配給多個Tomcat進行處理，以實現服務器的負載均衡。

為了滿足項目中多個業務系統間數據通信的需求，平臺選擇使用Java語言作為主要開發語言，并結合Spring MVC 框架、Ajax、JSP、Spring Data 持久層、DBCP數據庫連接池以及Memcache緩存技術來實現。

為了處理大量數據的存儲和高并發讀寫需求，平臺采用了MySQL分布式集群的存儲解決方案。

硬件設備集成，因為項目需求，平臺需要將攝像頭、農殘速測儀、標簽打印機、小票打印機、掃描槍等設備集成到一起。

4.2 移動客戶端技術

為了讓用戶可以通過移動智能終端實現農產品溯源、購物等交互功能，該技術是對網頁版相關功能的擴展和延伸。

涉及的關鍵技術環節包括：

采用Hybrid App作為客戶端框架技術，這種技術結合了Native App和Web App的優勢，利用Native技術構建App的外殼，并利用Web服務端技術提供App 內部的內容。Hybrid App 可同時適配Android 和iPhone 平臺，確保用戶在不同設備上的使用體驗一致。Hybrid App 通過在原生框架中嵌入 Web 頁面內容，既保持了用戶體驗的優質，又確保了 App 內容的靈活擴展。即便集成了大量內容和業務功能，也不會導致整個 App 的安裝包體積增加。

html5兼容性，App客戶端需要解決不同型號手機瀏覽器對html 5的兼容性問題。

平臺自定義數據適配，是指客戶端與產品自身數據服務之間通過特定的通信協議進行數據交互的過程。

4.3 物聯網應用技術

“物聯網應用技術”系發展于“互聯網技術”之上的先進網絡技術，其根基與核心延續了“互聯網技術”。其創新之處在于，物聯網技術將交互范圍擴展至所有物品之間，促成了自動化的信息交流與通信。利用此類技術，能夠翔實記錄農產品在其生長、加工、打包及運送各階段的重要信息，達成農產品供給鏈全面的透明可追溯性，保障產品從產地到消費點的品質與安全。

涉及的主要技術環節包括：感知層，項目利用高質量的專業傳感器檢測壓力、濕度、溫度、pH值、含氧量等參數，并通過ZigBee和藍牙等技術與傳感器網關進行有效通信；RFID標簽作為一種復合型技術，匯聚了無線射頻技術和嵌入式系統技術的優勢，主要服務于自動化識別與物流管理需求。嵌入式系統技術是一門高度綜合的技術體系，涵蓋了計算機軟件和硬件、傳感器技術、集成電路技術及電子技術應用等多個領域。得益于其卓越的性能，RFID標簽在自動化識別和物流管理行業中被廣泛采用[5]。類比于人體，傳感器就像人的感官，網絡就像人的神經系統，而嵌入式系統則相當于人的大腦，負責接收和處理信息。在物聯網中，嵌入式系統技術扮演著至關重要的角色，它能夠實現物聯網設備的智能化和自動化，提高設備的性能和效率。

5 基于農產品溯源的電子商務平臺的實現

通過農產品質量安全溯源平臺建立專屬供貨體系，在嚴格監控產品質量的同時，為生產企業提供溯源管理及信息數據服務；通過農產品銷售平臺建立產、供、銷一條龍的銷售體系，并通過采購、銷售終端收集農產品數據，為大數據業務做數據儲備。農產品質量安全溯源監管系統如圖1所示。

溯源系統二維碼掃描效果圖如圖2所示。

6 結論

智慧農業是我國農業現代化發展的必然趨勢，農產品的質量安全問題是備受社會關注的焦點，需要政府、企業和消費者共同合作解決。為了解決這個問題，本項目的核心是關于農產品質量安全溯源，以二維碼為載體，構建了基于農產品溯源的電子商務平臺。該平臺優化了企業的生產流程，加強了政府對行業的監督能力，并確保了消費者獲取產品信息的權利，從而增強了消費者的購買信心[6]。為了提升該系統的普及和使用效率，需要對其功能進行進一步的優化和完善，包括業務流程自主定制和拓展信息服務模式，以滿足不同企業和消費者的需求。

參考文獻：

[1] 鄭大睿.我國智慧農業發展：現狀、問題與對策[J].農業經濟，2020（1）：12-14.

[2] 白紅武，孫愛軍，陳軍.基于物聯網的農產品質量安全溯源系統[J].江蘇農業學報，2013，29（2）：415-420.

[3] 劉俊華，金海水.國外農產品質量快速溯源的現狀和啟示[J].物流技術，2009，28（11）：251-253.

[4] 白紅武，孫傳恒，丁維榮，等.農產品溯源系統研究進展[J].江蘇農業科學，2013，41（4）：1-4.

[5] 候春生，夏寧.RFID技術在中國農產品質量安全溯源體系中的應用研究[J].中國農學通報，2010，26（3）：296-298.

[6] 張燕，丁保華，張俊，等.基于B/S架構的農產品溯源安全管理系統設計[J].安徽農業科學，2011，39（34）：21501-21503.

【通聯編輯：梁書】