0 引言

    隨著人民生活質(zhì)量的不斷提高及中國入世后農(nóng)產(chǎn)品流通面臨的新情況，農(nóng)產(chǎn)品安全問題引起了越來越多人的重視。中國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)產(chǎn)品出口在中國對外貿(mào)易中起著重要作用。近年來，中國出口到美國、日本和歐盟等國家的蔬菜、茶葉、蘑菇、肉類、罐頭等農(nóng)產(chǎn)品和加工食品因出現(xiàn)衛(wèi)生問題，不僅使中國蒙受了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，也使中國出口農(nóng)產(chǎn)品喪失了良好的聲譽(yù)。可追溯系統(tǒng)是促進(jìn)生產(chǎn)信息透明化，提高農(nóng)產(chǎn)品衛(wèi)生安全，增加農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力的重要措施。

    對于追溯系統(tǒng)的研究，最初是由歐盟為應(yīng)對瘋牛病問題于1997年開始逐步建立起來的。歐盟于2002年年7月頒布了178/2002號法令，要求從2004年起在歐盟范圍內(nèi)銷售的所有食品都能夠進(jìn)行跟蹤與追溯，并于2006年初開始實施《歐盟食品及飼料安全管理法規(guī)》，突出強(qiáng)調(diào)了食品從農(nóng)場到餐桌的全過程控制管理和可追溯性。美國于2004年5月公布了《食品安全跟蹤條例》，要求所有涉及食品運輸、配送和進(jìn)口的企業(yè)要建立并保全相關(guān)食品流通的全過程記錄[7].加拿大要求到2008年80%農(nóng)業(yè)食品聯(lián)合體農(nóng)產(chǎn)品可追溯源頭，實現(xiàn)“品牌加拿大”戰(zhàn)略；日本政府已通過新立法，要求肉牛業(yè)實施強(qiáng)制性的零售點到農(nóng)場的追溯系統(tǒng)，系統(tǒng)允許消費者通過互聯(lián)網(wǎng)輸入包裝盒上的牛身份號碼，獲取他們所購買牛肉的原始生產(chǎn)信息；澳大利亞實施國家牲畜標(biāo)識計劃(NLIS)，它是一個永久性的身份系統(tǒng)，能夠追蹤家畜從出生到屠宰。中國各地區(qū)、各部門在農(nóng)產(chǎn)品安全追溯制度及其系統(tǒng)建設(shè)方面已經(jīng)開展試點示范工作，2003年國家"863”項目設(shè)立“飼料和畜禽產(chǎn)品數(shù)字化安全監(jiān)控體系研究”專題，謝菊芳等人做了豬肉追溯系統(tǒng)的研究;南京市以優(yōu)質(zhì)安全農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)志為質(zhì)量溯源的重要載體，以南京市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全網(wǎng)站為監(jiān)管平臺，啟動農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量IC卡管理體系；國家條碼推進(jìn)工程辦公室自2004年6月起在山東省濰坊市壽光田苑蔬菜基地和洛城蔬菜基地實施“蔬菜安全可追溯性信息系統(tǒng)研究及應(yīng)用示范工程”；上海市畜牧部門依據(jù)上海市出臺的《上海市動物免疫標(biāo)識管理辦法》，開始為豬、牛、羊等畜產(chǎn)品建立檔案。中國的農(nóng)產(chǎn)品追溯系統(tǒng)建設(shè)正處于起步階段，已有的研究多集中在畜產(chǎn)品行業(yè)且只能追溯到生產(chǎn)企業(yè)，而蔬菜與畜產(chǎn)品在生產(chǎn)、包裝、個體標(biāo)識等方面又存在很大不同，且消費者需要了解與產(chǎn)品安全相關(guān)的用藥、施肥和檢測等信息。因此本研究以各企業(yè)生產(chǎn)履歷數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以條碼為載體，利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、預(yù)警技術(shù)和條碼技術(shù)，通過構(gòu)建統(tǒng)一的追溯平臺，實現(xiàn)對企業(yè)的安全生產(chǎn)管理和對消費者提供追溯。1系統(tǒng)設(shè)計

    1.1 總體框架

    蔬菜安全生產(chǎn)管理及質(zhì)量追溯系統(tǒng)以蔬菜初級產(chǎn)品為研究對象，以生產(chǎn)企業(yè)——銷售終端（超市或社區(qū)便民服務(wù)中心）為基本模式，從生產(chǎn)企業(yè)、消費者的不同角度設(shè)計該系統(tǒng)，系統(tǒng)包括蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)和蔬菜質(zhì)量追溯系統(tǒng)兩部分，其框架如圖1。從圖中可以看出，企業(yè)端蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)通過對農(nóng)戶信息、地塊信息、生產(chǎn)過程信息、包裝信息等的記錄形成產(chǎn)品檔案，并保存在企業(yè)端數(shù)據(jù)庫中，同時各企業(yè)端定期上傳數(shù)據(jù)到追溯中心數(shù)據(jù)庫；在產(chǎn)品包裝時，通過一定的編碼規(guī)則，生成帶有產(chǎn)品檔案信息的條碼；產(chǎn)品進(jìn)入市場的同時，完整的檔案數(shù)據(jù)已經(jīng)在追溯中心數(shù)據(jù)庫中形成；消費者買到帶有條碼的蔬菜產(chǎn)品時，可以通過質(zhì)量追溯系統(tǒng)中的網(wǎng)站、手機(jī)短信、超市掃描機(jī)等不同平臺輸入追溯碼，即可實現(xiàn)產(chǎn)品追溯。

圖1 蔬菜安全生產(chǎn)管理及質(zhì)量追溯系統(tǒng)基本框架

    1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

    1.2.1 蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)

    蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)以單個企業(yè)為單位，以組件技術(shù)為支撐，通過分析不同企業(yè)的生產(chǎn)流程，開發(fā)面向企業(yè)個性化需求的系統(tǒng)。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊分掌上電腦數(shù)據(jù)采集、其他數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導(dǎo)入和手工輸入三種；數(shù)據(jù)庫開發(fā)中通過分析不同企業(yè)流程開發(fā)通用數(shù)據(jù)庫，并根據(jù)企業(yè)自身需要開發(fā)個性數(shù)據(jù)庫；系統(tǒng)通過集成不同組件實現(xiàn)生產(chǎn)過程記錄、庫存信息管理、銷售信息管理、條碼打印、生產(chǎn)預(yù)警、短信發(fā)送、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖2。

    1.2.2 蔬菜質(zhì)量追溯系統(tǒng)

    將各個生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，建立統(tǒng)一的安全追溯基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，建立界面友好、功能強(qiáng)大的追溯系統(tǒng)，實現(xiàn)新聞動態(tài)、企業(yè)展示、安全追溯、放心導(dǎo)購、消費投訴、專家咨詢等功能。追溯的方式分為網(wǎng)絡(luò)追溯、掃描追溯、電話追溯和短信追溯等，電話追溯和短信追溯的實現(xiàn)需要呼叫中心和短信平臺的支持。

圖2 蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 主要流程設(shè)計

    2.1 安全生產(chǎn)預(yù)警

    在生產(chǎn)過程的管理中對產(chǎn)品生產(chǎn)過程實行安全預(yù)警，即對影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的違規(guī)行為進(jìn)行監(jiān)測，實時提出預(yù)警信息，給出糾偏建議，提醒生產(chǎn)者。預(yù)警分農(nóng)藥使用預(yù)警、肥料使用預(yù)警和產(chǎn)品檢測預(yù)警三部分，預(yù)警是通過集成標(biāo)準(zhǔn)信息來實現(xiàn)的。見圖3。

圖3 安全生產(chǎn)預(yù)警流程圖

    2.2 多平臺追溯

    消費者通過網(wǎng)站、手機(jī)、電話、觸摸屏掃描端輸入唯一追溯號，系統(tǒng)根據(jù)追溯查詢表判斷是否已經(jīng)追溯過。若已經(jīng)追溯，系統(tǒng)將己追溯的時間、IP地址或手機(jī)號碼返回給消費者；若沒有，追溯系統(tǒng)將相關(guān)追溯信息返回給消費者。這樣就有利于實現(xiàn)產(chǎn)品的防偽。多平臺追溯流程見圖4。

圖4 多平臺追溯系統(tǒng)流程圖

3 主要關(guān)鍵技術(shù)

    3.1 追溯碼編碼技術(shù)

    常用的商品標(biāo)識代碼包括EAN/UCC-13、EAN/UCC、128、UCC-12，而EAN/UCC-128條碼在全世界范圍內(nèi)具有唯一性、通用性、標(biāo)準(zhǔn)性，成為全球貿(mào)易中信息交換的“關(guān)鍵字一和“全球通用的商業(yè)語言”。通常情況下，商品的基本特征包括商品名稱、商標(biāo)、種類、規(guī)格、數(shù)量和包裝類型等，但這種編碼方式考慮產(chǎn)品本身屬性較多而考慮產(chǎn)品生產(chǎn)、流通過程信息較少，因此課題研究人員在前期研究中探討了水產(chǎn)品追溯碼編碼的設(shè)計，采用了產(chǎn)品屬性編碼和流程編碼相結(jié)合的編碼方式。蔬菜產(chǎn)品與水產(chǎn)品在個體包裝、產(chǎn)品流通等方面均存在著差異，在參考水產(chǎn)品編碼的基礎(chǔ)上，更多應(yīng)考慮種植者、產(chǎn)地、產(chǎn)品等級、包裝類型、包裝規(guī)格等屬性，因此采用UCC/EAN-128編碼方式結(jié)合產(chǎn)品編碼和流程編碼，針對蔬菜自身特點對蔬菜產(chǎn)品進(jìn)行追溯編碼設(shè)計，確定以同一批次生產(chǎn)的產(chǎn)品作為其“身份”制定的標(biāo)準(zhǔn)。同一批次是指某企業(yè)在同一時間、同一地塊內(nèi)生產(chǎn)的同一品種的產(chǎn)品，具體示例如圖5所示。

圖5 追溯碼示意圖

    如圖5所示，商品標(biāo)識代碼作為全球貿(mào)易項目代碼，用(OI)標(biāo)識符標(biāo)識。包裝日期和生產(chǎn)地塊作為屬性代碼分別用(II)和(10)標(biāo)識。生產(chǎn)日期采用YYMMDD的編碼方式，生產(chǎn)地塊采用前4位標(biāo)識所屬農(nóng)戶加2位地塊編碼方式，因此上述條碼表示的信息為：北京樂平農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷有限公司0002號農(nóng)戶02號地塊生產(chǎn)的迷你黃瓜，該黃瓜的包裝日期為2005年5月23日。通過這種方式生成的追溯碼作為產(chǎn)品的信息的載體具有唯一性，同時提供產(chǎn)品信息、產(chǎn)地信息和生產(chǎn)日期等，而且符合EAN，UCC編碼規(guī)范。

    為了實現(xiàn)多平臺的追溯和追溯的便利性，在打印條碼標(biāo)簽時，將條碼號隱藏，設(shè)計與條碼對應(yīng)的產(chǎn)品追溯號，這樣在有掃描設(shè)備的地方用掃描條碼追溯，在沒有掃描設(shè)備的地方可以通過輸入追溯號追溯。追溯號對每個產(chǎn)品來說都是唯一的，設(shè)計為20位，其具體構(gòu)成為；包裝日期+農(nóng)戶地塊編號+產(chǎn)品名稱及品種編號+產(chǎn)品等級及包裝編號+唯一標(biāo)示號，如圖6所示。

圖6 追溯標(biāo)簽設(shè)計圖

    3.2 數(shù)據(jù)同步技術(shù)

    由于企業(yè)端數(shù)據(jù)需要定期更新到追溯中心數(shù)據(jù)庫中且兩者數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)可能不同，因此就存在異構(gòu)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)同步問題。本系統(tǒng)中采用XML進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，企業(yè)端的操作人員通過選擇日期，系統(tǒng)自動分離更新的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)化為XML，啟動數(shù)據(jù)同步模塊，追溯中心端系統(tǒng)自動判斷是否已經(jīng)存在此數(shù)據(jù)，若存在則退出數(shù)據(jù)同步，若不存在則將XML數(shù)據(jù)反序列化為數(shù)據(jù)記錄并添加到追溯中心數(shù)據(jù)庫中。這樣的更新方式既適用蔬菜生產(chǎn)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不太好的實際情況，又可以減少一次數(shù)據(jù)的更新量。數(shù)據(jù)同步實現(xiàn)流程見圖7。

圖7 數(shù)據(jù)同步實現(xiàn)圖

    3.3 多平臺追溯技術(shù)

    蔬菜質(zhì)量追溯系統(tǒng)可以有上網(wǎng)追溯、條碼掃描追溯、手機(jī)短信追溯和語音電話追溯。在本研究中，語音電話追溯是通過呼叫中心來實現(xiàn)，國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心成立了呼叫中心，設(shè)立了服務(wù)號，為語音電話上實現(xiàn)追溯奠定了基礎(chǔ)。

    手機(jī)短信追溯主要是通過集成國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心開發(fā)的手機(jī)短信平臺來實現(xiàn)。手機(jī)短信追溯主要是通過結(jié)合手機(jī)短信平臺，用戶只要在自己手機(jī)上發(fā)送產(chǎn)品追溯碼，系統(tǒng)就會將用戶感興趣的信息回復(fù)到用戶手機(jī)上。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

    蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)考慮到多用戶性和可擴(kuò)展性，系統(tǒng)采用B/S的體系結(jié)構(gòu)；蔬菜質(zhì)量追溯系統(tǒng)為了給公眾提供一個查詢的平臺，其中網(wǎng)絡(luò)追溯采用網(wǎng)站形式，其他追溯方式通過集成相應(yīng)平臺來實現(xiàn)。整個系統(tǒng)以.net為開發(fā)平臺，以C#.net為開發(fā)工具，采用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)思想。在編寫系統(tǒng)公共類的基礎(chǔ)上實現(xiàn)相應(yīng)功能。見圖8。

圖8 質(zhì)量追溯系統(tǒng)界面示例

    蔬菜安全生產(chǎn)管理及質(zhì)量追溯系統(tǒng)服務(wù)器端操作系統(tǒng)選用Windows Server 2003 EntERPrise，負(fù)責(zé)Web站點的管理與信息發(fā)布�？蛻舳丝蔀閃indows 2000 Professional，Windows XP中任意一種。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為SQL Server2000。目前，系統(tǒng)已經(jīng)在北京市樂蘋農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷有限公司、北京小湯山特菜基地等多家企業(yè)得到了應(yīng)用，從使用情況來看，該系統(tǒng)規(guī)范了農(nóng)產(chǎn)品檔案的管理，提升了產(chǎn)品附加值，提高了企業(yè)的聲譽(yù)，滿足了消費者知情權(quán)，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

5 結(jié)論與討論

    1)采用符合EANUCC標(biāo)準(zhǔn)的條碼，結(jié)合產(chǎn)品編碼和流程編碼，設(shè)計了符合蔬菜產(chǎn)品特點的產(chǎn)品追溯碼，通過該載體將信息流與實物流聯(lián)系起來，實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)交換。

    2)在分析蔬菜產(chǎn)品生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)上，設(shè)計與開發(fā)了蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了信息管理、條碼打印、生產(chǎn)預(yù)警、短信發(fā)送、數(shù)據(jù)上傳、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等功能。

    3)建立了集上網(wǎng)追溯、觸摸屏掃描追溯、短信追溯、語音電話追溯為一體的蔬菜質(zhì)量追溯系統(tǒng)，并與蔬菜安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，消費者可通過不同方式追溯到產(chǎn)品的最新信息。

    4)通過在北京市多家企業(yè)的應(yīng)用表明，使用該系統(tǒng)可規(guī)范企業(yè)生產(chǎn)管理，提高產(chǎn)品附加值，同時滿足消費者知情權(quán)。

    5)系統(tǒng)以生產(chǎn)企業(yè)——銷售終端為模式，從信息技術(shù)的角度構(gòu)建了安全生產(chǎn)管理及質(zhì)量追溯系統(tǒng)。當(dāng)然對于存在多層流通環(huán)節(jié)的產(chǎn)品要實現(xiàn)全程追溯，還需要建立相應(yīng)的流通管理系統(tǒng)及相關(guān)法律法規(guī)和技術(shù)的配合完善，并將已有成果迅速推廣轉(zhuǎn)化；同時積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)技術(shù)。

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本文標(biāo)題：蔬菜安全生產(chǎn)管理及質(zhì)量追溯系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

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