碧螺春茶溯源系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

殷慶縱等

摘要：為了提高碧螺春茶的產(chǎn)量和質(zhì)量，采用B/S架構(gòu)建立了一套從生產(chǎn)到銷(xiāo)售的碧螺春茶二維碼追溯與防偽系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了碧螺春茶在種植、生產(chǎn)、加工、流通等環(huán)節(jié)中的信息化管理，并能夠通過(guò)手機(jī)短信、觸摸屏、手機(jī)二維碼掃描、追溯網(wǎng)站等多種追溯方式對(duì)碧螺春茶生產(chǎn)流通信息追溯，為提高碧螺春茶產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯水平提出了可行的解決方案，實(shí)現(xiàn)了碧螺春茶葉從茶園至茶杯的數(shù)字化和信息化溯源管理。

關(guān)鍵詞：溯源系統(tǒng)；二維碼；茶葉；質(zhì)量安全；X熒光

中圖分類(lèi)號(hào)：S126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）16-4057-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.058

Design and Implementation of Traceability System for Biluochun Tea

YIN Qing-zong1，WANG Dong1，YUAN Zi-min2

（1.Department of Electronic Engineering， Suzhou Institute of Industral Technology， Suzhou 215104， Jiangsu， China；

2. Suzhou Electronic Products Test Institute Co.，Ltd.， Suzhou 215104， Jiangsu， China）

Abstract：In order to improve the yield and quality of biluochun tea， using B/S architecture a traceability and anti-forgery system based on two-dimension code from producing to selling biluochun tea was established， the system realized the informatization management in links of planting， producing， processing and circulating biluochun tea， in addition through various traceability ways such as phone message， touch screen and two-dimension code scan， the system can trace production and circulation information， which provided feasible solutions for improving the traceability level of product quality safety of biluochun tea， realized the digitalization and informatization traceability management of biluochun tea from plantation to cup.

Key words：traceability system； two dimensional code； tea； quality and safety；X-ray fluorescence

碧螺春茶葉是一種馳名中外的綠茶，產(chǎn)于蘇州洞庭山，碧螺春茶葉全部用嫩芽制成，1 kg干茶需要12萬(wàn)～13萬(wàn)個(gè)茶芽。碧螺春茶沖泡后杯中白云翻滾，清香襲人，被人們視作茶中精品，但碧螺春茶在種植、生產(chǎn)、加工、流通等環(huán)節(jié)中存在問(wèn)題，嚴(yán)重影響了該茶的產(chǎn)量和質(zhì)量。有關(guān)分析指出中國(guó)茶葉質(zhì)量安全管理體系不完善是導(dǎo)致中國(guó)茶葉質(zhì)量產(chǎn)生問(wèn)題的根源，因此建立一個(gè)茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)是食品生產(chǎn)質(zhì)量控制的一個(gè)重要舉措，也實(shí)現(xiàn)了“從茶園至茶杯”的質(zhì)量安全監(jiān)控及溯源[1，2]。本研究構(gòu)建了碧螺春茶追溯與防偽一體化系統(tǒng)，建立了一套從生產(chǎn)到銷(xiāo)售的碧螺春茶生產(chǎn)流通追溯系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了蘇州碧螺春茶葉“從茶園至茶杯”的數(shù)字化和信息化溯源管理。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 設(shè)計(jì)思路

本研究是基于碧螺春茶的種植、生產(chǎn)、加工以及流通來(lái)進(jìn)行質(zhì)量安全管理和溯源編碼的。采用國(guó)家碧螺春茶無(wú)公害種植的標(biāo)準(zhǔn)，收集詳細(xì)產(chǎn)地環(huán)境、生產(chǎn)加工檔案以及流通檔案等各種信息，同時(shí)對(duì)加工好的批次碧螺春茶樣本進(jìn)行X熒光分析，從其熒光光譜中提取適合的統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)作為防偽數(shù)據(jù)，并將這些信息同步傳輸至追溯平臺(tái)。采用ASP.NET技術(shù)和Javascript可視化編程技術(shù)，結(jié)合移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)基于B/S架構(gòu)，建立一套從生產(chǎn)到銷(xiāo)售的碧螺春茶生產(chǎn)流通二維碼追溯系統(tǒng)[3，4]，其基本框架如圖1所示。

1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)以Microsoft SQL Server2008為平臺(tái)，以無(wú)公害茶葉生產(chǎn)基地的生產(chǎn)記錄為溯源數(shù)據(jù)，收集了基地環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和基地?zé)o公害生產(chǎn)記錄，并以此為基礎(chǔ)分別設(shè)計(jì)與建立了用戶(hù)管理、基地土壤環(huán)境數(shù)據(jù)、基地田塊分區(qū)編碼、化肥農(nóng)藥使用記錄、茶種基礎(chǔ)信息、采收運(yùn)輸、溯源匯總等統(tǒng)計(jì)表，每個(gè)統(tǒng)計(jì)表都與系統(tǒng)后臺(tái)管理相聯(lián)接，在系統(tǒng)管理界面即可對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新和修改操作[5]。

1.3 溯源編碼

建立針對(duì)溯源系統(tǒng)的溯源編碼是實(shí)現(xiàn)跟蹤或追溯的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。該系統(tǒng)是在產(chǎn)地環(huán)境評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，根據(jù)地形地貌、基地區(qū)劃碼和碧螺春茶種植等情況，對(duì)碧螺春茶生產(chǎn)基地進(jìn)行產(chǎn)地劃分，給每塊基地分配一個(gè)惟一的編碼，同時(shí)對(duì)茶葉生產(chǎn)企業(yè)也分配一個(gè)惟一的編碼，最終形成的溯源碼，包含行政區(qū)域代碼、茶葉企業(yè)備案順序號(hào)、茶葉基地備案號(hào)、流水號(hào)。追溯碼由20位構(gòu)成，如32050600300120086109，6位行政區(qū)域代碼（320506蘇州市吳中區(qū)）、3位茶葉企業(yè)備案順序號(hào)（003蘇州市東山吳儂茶葉專(zhuān)業(yè)合作社）、4位茶葉基地備案號(hào)（0012吳儂綠色碧螺春茶園基地）、7位流水號(hào)（0086109產(chǎn)品流水號(hào)）組成。在銷(xiāo)售前，為每件碧螺春茶葉包裝上貼上一個(gè)含有20位追溯碼的二維碼（圖1）。endprint

1.4 系統(tǒng)功能

碧螺春茶質(zhì)量安全管理及溯源信息系統(tǒng)主要分為4個(gè)主功能模塊和若干個(gè)子功能模塊。4個(gè)主功能模塊包括系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)管理、信息查詢(xún)和信息交流與服務(wù)[6，7]，如圖2所示。

1.4.1 系統(tǒng)管理 系統(tǒng)管理是針對(duì)用戶(hù)級(jí)別及權(quán)限的管理。為了保證碧螺春茶信息數(shù)據(jù)的安全和準(zhǔn)確，系統(tǒng)為用戶(hù)設(shè)計(jì)了3個(gè)級(jí)別的權(quán)限：普通用戶(hù)、管理員用戶(hù)和超級(jí)管理員用戶(hù)，權(quán)限越高，相應(yīng)訪問(wèn)和管理的系統(tǒng)資源也越多。

1.4.2 數(shù)據(jù)管理 數(shù)據(jù)管理模塊主要是管理員用戶(hù)有一定的數(shù)據(jù)寫(xiě)入和改寫(xiě)權(quán)限，只有超級(jí)管理員才能對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行修改。

1.4.3 信息查詢(xún) 信息查詢(xún)模塊是該系統(tǒng)的核心模塊，其功能主要是面向消費(fèi)者進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，消費(fèi)者通過(guò)信息查詢(xún)功能，可以清楚地了解到碧螺春茶在種植、采摘、生產(chǎn)加工、流通等各個(gè)環(huán)節(jié)的信息，使得用戶(hù)能夠了解到碧螺春茶“從茶園產(chǎn)地至茶杯”的整個(gè)過(guò)程，并追溯到產(chǎn)品的最終負(fù)責(zé)人。實(shí)現(xiàn)查詢(xún)的途徑有多種，①通過(guò)手機(jī)二維條碼掃描獲得追溯信息；②通過(guò)專(zhuān)有識(shí)別終端通過(guò)掃描或輸入編碼獲得追溯信息；③通過(guò)編輯發(fā)送短信獲得追溯信息；④通過(guò)網(wǎng)站查詢(xún)獲得追溯信息。

1.4.4 信息交流與服務(wù) 信息交流與服務(wù)模塊的功能是更新碧螺春茶的供求信息，提供種植、加工方面的視頻，為茶農(nóng)服務(wù)；及時(shí)反饋和了解消費(fèi)者在“留言板”的意見(jiàn)，提高服務(wù)水平，讓消費(fèi)者滿(mǎn)意。

2 防偽措施

茶葉中含有較豐富的氨基酸、維生素及多種人體必需的微量元素，微量元素中的錳、鐵、鋅和銅元素是人體不可缺少的微量元素[8]。使用X熒光法測(cè)定6種茶葉中的錳、鐵、鋅和銅元素，測(cè)試結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出，碧螺春茶中的鐵、錳、鋅元素的含量均較高，尤其是鐵元素的含量，在1 g碧螺春茶中鐵元素的含量達(dá)到300 μg。同時(shí)對(duì)不同地塊碧螺春茶進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)定結(jié)果如表2所示。從表2中可以看出，不同地塊的4種微量元素的含量相差不大，因此通過(guò)對(duì)加工好的碧螺春茶樣本進(jìn)行X熒光分析，建立了微量元素的譜線，從其熒光光譜中提取微量元素中的錳、鐵、鋅和銅元素的含量作為防偽數(shù)據(jù)，并將這些信息同步傳輸至追溯平臺(tái)，如消費(fèi)者對(duì)所購(gòu)買(mǎi)的茶葉的產(chǎn)地有疑問(wèn)，可通過(guò)X熒光檢測(cè)來(lái)鑒定真?zhèn)巍?/p>

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)架構(gòu)

采用B/S三層分布結(jié)構(gòu)構(gòu)成本系統(tǒng)。客戶(hù)端表現(xiàn)層作為第一層，采用C#、HTML、Javascript、Ajax進(jìn)行客戶(hù)端操作界面開(kāi)發(fā)，用戶(hù)可通過(guò)瀏覽器向Web服務(wù)器發(fā)送服務(wù)請(qǐng)求；應(yīng)用服務(wù)層作為第二層，是該系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)，采用可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言XML進(jìn)行數(shù)據(jù)的組織，用戶(hù)請(qǐng)求的響應(yīng)，對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)調(diào)出或?qū)懭?，以網(wǎng)頁(yè)形式進(jìn)行發(fā)布圖片、文字等，通過(guò)異步調(diào)用Coogle Map API來(lái)實(shí)現(xiàn)碧螺春茶原產(chǎn)地追溯；數(shù)據(jù)服務(wù)層作為第三層，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器完成數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理功能，協(xié)調(diào)Web服務(wù)器發(fā)出的請(qǐng)求。

3.2 關(guān)鍵技術(shù)

系統(tǒng)采用主流的B/S三層分布結(jié)構(gòu)，以WindowsXP和Microsoft SQL Server2008為運(yùn)行平臺(tái)，選用C#、ASP.NET與多種網(wǎng)頁(yè)開(kāi)發(fā)語(yǔ)言HTML、Javascript、XML以及Ajax相結(jié)合的方式[9，10]。碧螺春茶的全過(guò)程安全溯源體系原理圖如圖3所示。

通過(guò)信息化表單，生產(chǎn)加工企業(yè)能夠高效地對(duì)碧螺春茶種植、加工、流通過(guò)程中的信息進(jìn)行記錄，生成產(chǎn)品檔案。同時(shí)消費(fèi)者根據(jù)碧螺春茶產(chǎn)品惟一溯源碼，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)溯源平臺(tái)和手機(jī)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)查詢(xún)，快捷地跟蹤碧螺春茶產(chǎn)品檔案中各環(huán)節(jié)信息，最終定位到具體生產(chǎn)地塊和產(chǎn)品的最終負(fù)責(zé)人。

4 系統(tǒng)運(yùn)行界面

在蘇州碧螺春茶溯源主界面輸入20位溯源編碼，可查詢(xún)蘇州碧螺春茶的栽培信息、產(chǎn)品信息和生產(chǎn)加工信息，如圖4～圖7所示。手機(jī)快速查詢(xún)系統(tǒng)是通過(guò)掃描二維碼，登陸到手機(jī)查詢(xún)終端，顯示相關(guān)信息，手機(jī)溯源界面如圖8所示。

5 結(jié)論

該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了蘇州碧螺春茶在種植、采摘、加工包裝、倉(cāng)儲(chǔ)銷(xiāo)售及防偽各個(gè)環(huán)節(jié)的信息資源共享，提高了茶葉的種植、生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷(xiāo)售等環(huán)節(jié)的透明度，提升了茶葉的品牌價(jià)值。通過(guò)該系統(tǒng)平臺(tái)，茶葉種植戶(hù)既可以得到技術(shù)幫助，提高碧螺春茶的產(chǎn)量和質(zhì)量，又可以共享碧螺春茶產(chǎn)品的供求信息，使收入增加。政府相關(guān)部門(mén)可以得到準(zhǔn)確、詳實(shí)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，加大政府的監(jiān)管力度。同時(shí)消費(fèi)者和其他相關(guān)人員可以進(jìn)行信息查詢(xún)，實(shí)現(xiàn)溯源功能。

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