茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的構(gòu)建與研究

毛燁+許建林

摘要：隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的提出，互聯(lián)網(wǎng)在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”是互聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合、區(qū)別于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的一種新探索、新模式，茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的構(gòu)建是“互聯(lián)網(wǎng)+”與農(nóng)業(yè)結(jié)合的一種具體應(yīng)用。茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)中，茶葉質(zhì)量安全的關(guān)鍵是在茶葉原料品質(zhì)、生產(chǎn)加工環(huán)境、加工工藝、管控措施等環(huán)節(jié)，進(jìn)行廣而深的全過程跟蹤、記錄，以保證各個環(huán)節(jié)所采集數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，使追溯系統(tǒng)能進(jìn)一步保障茶葉質(zhì)量的安全，從而使消費(fèi)者買得放心、喝得放心，也能提升茶葉企業(yè)的市場競爭力。

關(guān)鍵詞：茶葉；質(zhì)量安全；追溯；系統(tǒng)構(gòu)建

中圖分類號： S126文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號：1002-1302（2017）10-0180-03

2015年的十二屆全國人大三次會議上，李克強(qiáng)總理在政府工作報告中首次提出“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念。隨之，互聯(lián)網(wǎng)在各行各業(yè)的應(yīng)用得到了廣泛提倡?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”是互聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)相結(jié)合、區(qū)別于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的一種新探索、新模式，也是我國農(nóng)業(yè)由傳統(tǒng)向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的一種有效手段，是農(nóng)業(yè)實現(xiàn)信息化、走向現(xiàn)代化的重要捷徑。農(nóng)業(yè)信息化、現(xiàn)代化的重要體現(xiàn)之一在于農(nóng)業(yè)的綠色化。由于“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的重要屬性之一就是借助互聯(lián)網(wǎng)，讓各類信息數(shù)據(jù)能夠貫穿于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的始終。因此，將農(nóng)作物種植、加工、銷售和消費(fèi)等環(huán)節(jié)中靜態(tài)的、動態(tài)的以及相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、利用，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，在保障人們身體健康和生命安全、維護(hù)社會穩(wěn)定中起著舉足輕重的作用。

近年來，茶葉質(zhì)量安全危機(jī)頻繁發(fā)生，不僅對人們的身體健康造成了危害，也對我國茶葉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了很大的消極影響。消除茶葉質(zhì)量隱患、根治茶葉質(zhì)量安全事故，除了政府部門對其進(jìn)行嚴(yán)格質(zhì)量檢查外，更為重要的是對茶葉質(zhì)量安全進(jìn)行長期有效地跟蹤與追溯，從而理清茶葉質(zhì)量隱患的源頭和責(zé)任人。因此，構(gòu)建茶葉質(zhì)量安全跟蹤與追溯系統(tǒng)不僅是“互聯(lián)網(wǎng)+”與農(nóng)業(yè)結(jié)合的一種具體探索和應(yīng)用，也對保障茶葉質(zhì)量、提高我國茶葉品牌聲譽(yù)發(fā)揮著積極的作用。一旦發(fā)現(xiàn)茶葉存在質(zhì)量安全問題，通過茶葉跟蹤和追溯系統(tǒng)能夠很快找到隱患的源頭，從而使得消除農(nóng)產(chǎn)品種植、加工、銷售等生產(chǎn)過程中可能存在的安全隱患成為可能。

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，開始探索適合中國國情的可追溯技術(shù)和架構(gòu)方法[1]。隨著研究的深入，追溯技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品中逐漸得到應(yīng)用。但是，由于無線網(wǎng)絡(luò)、電子感應(yīng)技術(shù)的局限性，以往關(guān)于茶葉的追溯技術(shù)只是簡單地查詢茶葉的一些基本信息或辨別真?zhèn)?，對茶葉具體的種植、投入品使用、鮮葉加工以及生產(chǎn)過程中的各種檢測數(shù)據(jù)極度缺乏，不能實現(xiàn)真正意義上的茶葉質(zhì)量追溯功能。本研究依靠電子感應(yīng)器、RFID等技術(shù)對茶葉種植、加工、倉儲、物流、銷售等多個環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，擴(kuò)展追溯信息的廣度和深度，避免人為數(shù)據(jù)的干擾，從根本上實現(xiàn)茶葉從田間到茶杯的全過程無縫跟蹤。

1茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)功能設(shè)計

1.1茶葉質(zhì)量安全管控流程

目前，國內(nèi)茶葉質(zhì)量安全存在的隱患在于消費(fèi)者無法辨別茶葉產(chǎn)品的質(zhì)量和真?zhèn)?。?dāng)發(fā)現(xiàn)市場上銷售的茶葉產(chǎn)品有質(zhì)量問題時，如何立即切斷產(chǎn)品來源、通知經(jīng)銷商停止此類產(chǎn)品的銷售，成為減小問題產(chǎn)品危害程度的關(guān)鍵。因此，實現(xiàn)“從茶園到茶杯”的茶葉種植與加工過程的詳細(xì)信息追溯，確保能夠?qū)Σ枞~產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤和追溯，是保證茶葉質(zhì)量安全能夠得到有效管控的重要舉措。構(gòu)建茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，通過對茶葉產(chǎn)品各物流環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的危害進(jìn)行分析，按照企業(yè)在茶葉從“茶園到茶杯”過程中的主體責(zé)任以及根據(jù)茶葉質(zhì)量安全溯源的需要，選擇種植、加工、倉儲、運(yùn)輸、銷售等5個容易發(fā)生產(chǎn)品質(zhì)量安全隱患的節(jié)點(diǎn)作為茶葉質(zhì)量溯源的控制節(jié)點(diǎn)，目標(biāo)就是能夠?qū)Σ枞~的全部生產(chǎn)銷售過程進(jìn)行無疏漏的跟蹤，并將茶葉從“茶園到茶杯”過程的全部信息連接起來進(jìn)行有效監(jiān)控（圖1）。

茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)設(shè)定的種植、加工、倉儲、運(yùn)輸和銷售5個容易發(fā)生產(chǎn)品質(zhì)量安全隱患的節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)都對應(yīng)著一批追溯對象，比如茶園、加工車間（企業(yè)）、倉儲部門（企業(yè)）、物流、銷售者。對應(yīng)到每個追溯對象，又由于個體的差異，存在一批追溯要素，比如茶園（種植農(nóng)戶或合作社）會對應(yīng)到土壤狀況、施肥情況、農(nóng)藥使用情況等；加工車間（企業(yè)）會對應(yīng)到添加劑的使用、加工方法的使用、重金屬的檢測、包裝袋的材料、加工周期等追溯要素；倉儲部門（企業(yè)）對應(yīng)產(chǎn)品入庫時間、出庫時間、倉儲環(huán)境的溫濕度等；物流環(huán)境對應(yīng)運(yùn)輸環(huán)境、路線、時間、操作等信息；銷售者會對應(yīng)到銷售

地點(diǎn)、儲存狀況、信用狀況等追溯要素[2]。

在上述5個對應(yīng)節(jié)點(diǎn)上編制相應(yīng)的溯源標(biāo)識，對茶葉質(zhì)量溯源的各控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼標(biāo)識，通過專業(yè)掃描識別條碼標(biāo)識，從而獲取相關(guān)數(shù)據(jù)信息[3]。市場監(jiān)管者可以對問題產(chǎn)品進(jìn)行跟蹤和追溯，一旦在市場上發(fā)現(xiàn)危害消費(fèi)者健康的茶葉產(chǎn)品，可以從市場中撤出該批產(chǎn)品并且切斷來源、理清茶葉生產(chǎn)安全責(zé)任、保障茶葉產(chǎn)品的質(zhì)量安全、維護(hù)市場秩序；消費(fèi)者也有了1個獲取產(chǎn)品詳細(xì)信息的有效途徑。

1.2茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)功能設(shè)計

構(gòu)建茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，首先要對茶葉供應(yīng)鏈進(jìn)行分析，明確茶葉種植、加工、存儲、銷售等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，確定各關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)須要記錄的信息，再以這些信息為基礎(chǔ)，構(gòu)建“消費(fèi)者可查詢、企業(yè)可管控”的茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)。依據(jù)茶葉追溯的相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，對茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)功能模塊中所涉及到的各個關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有依據(jù)的監(jiān)控。利用條碼技術(shù)的EANUCC系統(tǒng)對茶葉生產(chǎn)的各控制節(jié)點(diǎn)進(jìn)行編碼標(biāo)識，建立茶葉質(zhì)量安全追溯編碼體系，以供后期查詢。結(jié)合計算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)平臺，實現(xiàn)遠(yuǎn)程對茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)的操作、數(shù)據(jù)更新和共享（圖2）。

茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)由8個功能模塊來實現(xiàn)茶葉質(zhì)量

安全的溯源功能（圖3）。數(shù)據(jù)存取功能模塊實現(xiàn)已產(chǎn)生的茶葉產(chǎn)品追溯信息的定時上傳、茶葉產(chǎn)品管控信息的定時下達(dá)、茶葉投訴信息處理進(jìn)展的定時反饋等；系統(tǒng)管理功能模塊實現(xiàn)追溯系統(tǒng)的登錄注冊管理、系統(tǒng)權(quán)限管理、茶葉生產(chǎn)主體管理等操作；生產(chǎn)主體信息管理功能模塊實現(xiàn)茶園基本信息、生產(chǎn)加工、倉儲運(yùn)輸、產(chǎn)品銷售的主體信息管理；生產(chǎn)過程管理模塊實現(xiàn)茶園的栽培、耕作、農(nóng)藥使用、鮮葉采收日期、產(chǎn)地、采收鮮葉數(shù)量與質(zhì)量、生產(chǎn)線衛(wèi)生狀況、質(zhì)檢等信息的管理；生產(chǎn)過程監(jiān)測功能模塊實現(xiàn)線下管控團(tuán)隊根據(jù)實際情況，對生產(chǎn)基地及合作社的茶葉原料信息、茶葉產(chǎn)品信息、茶葉生產(chǎn)線信息、茶葉質(zhì)檢信息等是否準(zhǔn)確的檢測、監(jiān)管；統(tǒng)計查詢管理功能模塊中實現(xiàn)茶葉流向、統(tǒng)計追溯管理信息、茶葉出貨統(tǒng)計信息等的查詢；追溯編碼管理功能模塊實現(xiàn)對每批茶葉成品生成單獨(dú)的經(jīng)過加密的二維碼標(biāo)簽，貼在商品袋上，用于追溯信息的數(shù)據(jù)采集設(shè)備錄入及手機(jī)識別軟件的追溯查詢；消費(fèi)者信息查詢功能模塊中實現(xiàn)PC端瀏覽器及移動客戶端通過掃碼對產(chǎn)品溯源信息的查詢。

2茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)架構(gòu)

2.1系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集

茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)主要實現(xiàn)兩大功能：一是跟蹤茶葉生產(chǎn)過程，二是消費(fèi)者對茶葉商品的可溯源。跟蹤茶葉生產(chǎn)過程就是要順著供應(yīng)鏈來記錄茶葉的流向；消費(fèi)者對產(chǎn)品可溯源就是可以通過網(wǎng)絡(luò)查看茶葉的銷售流程。所以，茶葉追溯系統(tǒng)通過跟蹤茶葉的種植、加工、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)過程，記錄每一個環(huán)節(jié)的檢測信息，從而確定茶葉的來源和質(zhì)量，可以采取有效的措施來糾正問題產(chǎn)品。例如，茶葉追溯系統(tǒng)在采集茶葉種植數(shù)據(jù)時，可主要分為3個部分（圖4）。一是茶園種植的基本信息，包括了茶園面積、茶樹品種、農(nóng)藥使用、鮮葉采收日期采收人員、采收鮮葉數(shù)量與質(zhì)量等茶園農(nóng)事活動信息，這些信息都是靜態(tài)的信息。二是茶園種植環(huán)境的信息數(shù)據(jù)采集，利用光照、溫濕度、二氧化碳、土壤pH值、土壤水分等傳感器，利用Zigbee無線傳輸采集單元實時獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，掌握環(huán)境對茶葉質(zhì)量的影響。三是環(huán)境控制單元，利用采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)，為灌溉、通風(fēng)、補(bǔ)光控制系統(tǒng)和溫濕度控制系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息；通過對種植土壤檢測，根據(jù)農(nóng)作物需要進(jìn)行氮磷鉀合理配比，進(jìn)行滴澆灌和微噴霧系統(tǒng)的控制，實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動灌溉和作物管護(hù)水肥記錄；通過遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對作物生長狀態(tài)及病蟲害進(jìn)行觀測，農(nóng)業(yè)技術(shù)部門專家可進(jìn)行病蟲害遠(yuǎn)程技術(shù)指導(dǎo)，及時解決突發(fā)事件，消費(fèi)者可通過網(wǎng)站視頻，直觀地了解清潔茶園環(huán)境和管護(hù)、采收流程。

2.2跟蹤與追溯功能實現(xiàn)

建立茶葉質(zhì)量跟蹤與追溯體系，其總體流程就是對茶葉種植、茶葉加工、茶葉倉儲、茶葉運(yùn)輸、茶葉銷售等環(huán)節(jié)的過程信息進(jìn)行監(jiān)測、收集、管理控制，并進(jìn)行統(tǒng)一處理（圖5）。

[FL（2K2]茶葉質(zhì)量跟蹤與追溯系統(tǒng)的工作流程，首先由茶園種植開始，記錄茶園基本信息、茶園種植環(huán)境等，從而確定茶葉的生長情況以及對未來茶葉產(chǎn)品可能帶來的影響。茶葉加工過程中，在記錄加工企業(yè)的名稱、法人、聯(lián)系方式等信息的基礎(chǔ)上，對鮮葉的來源、倉儲以及在加工過程中的方式、工藝、質(zhì)量、檢驗報告、加工機(jī)械衛(wèi)生狀況等進(jìn)行記錄，記錄的信息與茶葉追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)在加工企業(yè)生產(chǎn)線末端進(jìn)行包裝時加貼防偽標(biāo)簽。由于二維碼不僅信息量大、編碼能力強(qiáng)、印制成本低，而且還可以引入加密機(jī)制，對相關(guān)信息進(jìn)行加密處理，防止標(biāo)識等的偽造。所以，在茶葉產(chǎn)品的包裝上采用二維碼防偽標(biāo)簽，不僅可儲存豐富的產(chǎn)品信息，且通過加密不易被復(fù)制盜用，也因為查詢到的茶葉產(chǎn)品信息來自企業(yè)官方發(fā)布，查詢渠道正規(guī)、專業(yè)，實現(xiàn)了產(chǎn)品信息防偽的高效性[4]。在茶葉產(chǎn)品的運(yùn)輸、倉儲等過程中，通過對車輛或產(chǎn)品箱體的RFID標(biāo)簽與茶葉貨品標(biāo)簽關(guān)聯(lián)，茶葉追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心可記錄茶葉的配送運(yùn)輸、倉儲過程中相關(guān)環(huán)境、路線、時間、操作等信息。最終茶葉追溯系統(tǒng)數(shù)據(jù)中心將獲得茶葉從茶園到銷售等一系列過程環(huán)節(jié)中各種信息，通過在種植基地采集農(nóng)事活動信息，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品履歷信息的記錄。通過在生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用記錄生產(chǎn)加工信息，實現(xiàn)上網(wǎng)錄入追溯碼查詢購買茶葉的種植生產(chǎn)加工信息，從而保障茶葉質(zhì)量，也使得企業(yè)能夠?qū)崟r、精確地掌握整個生產(chǎn)及供應(yīng)鏈上的產(chǎn)品流向和變化，控制整個生產(chǎn)流通環(huán)節(jié)安全可靠。

2.3系統(tǒng)應(yīng)用

茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)是具有較高容災(zāi)性和較好的可移植性的軟件系統(tǒng)，基于XML的通信協(xié)議，可用于分散式或分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息交互。因此，基于Web服務(wù)提供的通信協(xié)議的基礎(chǔ)上，應(yīng)用程序、軟件組件等可以按照標(biāo)準(zhǔn)的HTTP協(xié)議實現(xiàn)通信[5]。系統(tǒng)應(yīng)用的生產(chǎn)方、消費(fèi)者、監(jiān)督者都能方便地圍繞系統(tǒng)開展應(yīng)用工作。對企業(yè)生產(chǎn)方而言，應(yīng)用該系統(tǒng)需要對茶葉種植、田間作業(yè)、采摘加工、質(zhì)量檢測、倉儲運(yùn)輸和銷售等涉及茶葉質(zhì)量安全生產(chǎn)的每個環(huán)節(jié)進(jìn)行記錄跟蹤與信息追溯，并將相關(guān)數(shù)據(jù)及時、真實地上傳至數(shù)據(jù)管理中心；對普通消費(fèi)者而言，通過茶葉包裝的追溯編號進(jìn)行查詢和追溯時獲得茶葉產(chǎn)品的詳實信息，使消費(fèi)者買得放心、喝得放心，實現(xiàn)消費(fèi)者對所消費(fèi)產(chǎn)品生產(chǎn)信息的“知情權(quán)”，對可追溯的茶葉起到監(jiān)督、反饋、促進(jìn)的作用；相關(guān)政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)在茶葉安全質(zhì)量追溯系統(tǒng)應(yīng)用中，建立、健全茶葉質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)體系和相關(guān)法律法規(guī)，保證茶葉質(zhì)量安全有據(jù)可追、有準(zhǔn)可溯的持久性發(fā)展（圖6）[6]。

3總結(jié)

構(gòu)建茶葉質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，推動茶葉企業(yè)遵循“標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、標(biāo)識化追溯”原則，實現(xiàn)茶葉生產(chǎn)的產(chǎn)前提示、產(chǎn)中預(yù)警和產(chǎn)后檢測，為企業(yè)有效解放勞動力、提升茶園管理水平、提高茶葉品質(zhì)和附加值、保護(hù)茶葉土壤生長的環(huán)境、提高茶葉的綠色無害品質(zhì)發(fā)揮積極作用，并為消費(fèi)者提供二維碼掃描、追溯服務(wù)， 從而提升茶葉產(chǎn)品的品牌知名度，贏得消費(fèi)

者的認(rèn)可。

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