基于云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)研究

張皓 楊媛媛 張麗

摘 要：以山西農(nóng)谷調(diào)研為基礎(chǔ)，分析農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全現(xiàn)狀和存在的問題，并提出利用云計算平臺和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，其目的在于，不斷減少物流成本，提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、增強安全性。

關(guān)鍵詞：云計算；物聯(lián)網(wǎng)；RFID射頻識別技術(shù)；農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)

文章編號：1004-7026（2018）05-0053-02 中國圖書分類號：F322；S126 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

習(xí)近平總書記提出，有關(guān)農(nóng)村、農(nóng)業(yè)、農(nóng)民的問題會牽涉到民生問題，應(yīng)該給予重點關(guān)注。目前，應(yīng)該重視“三農(nóng)”問題，并將其當(dāng)作全黨工作的關(guān)鍵點，而習(xí)近平總書記也強調(diào)了農(nóng)業(yè)工作的重要性。我國居民在日常生活中離不開農(nóng)產(chǎn)品，然而瘦肉精、鎘大米、毒豇豆的出現(xiàn)，也讓大家感到十分憂慮。雖然相關(guān)監(jiān)督管理部門已經(jīng)加大了管控力度，但是多數(shù)居民的憂慮感沒有減輕。

山西農(nóng)谷位于山西省太谷縣，在資源上，該地區(qū)主要開展農(nóng)業(yè)活動還擁有山地、丘陵、平川以及溫和的氣候、豐沛的水資源.在科技優(yōu)勢中，該地區(qū)建立的科研機構(gòu)為山西農(nóng)大、省農(nóng)科院果樹研究所，并已經(jīng)擁有了優(yōu)質(zhì)科技資源，培育出了素養(yǎng)較高的職業(yè)農(nóng)民。在發(fā)展基礎(chǔ)上，該地區(qū)主打產(chǎn)業(yè)為蔬菜種植業(yè)、苗木花卉、干鮮果業(yè)，并創(chuàng)建了多個優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品品牌，例如太谷餅、壺瓶棗、通寶醋、怡園干紅，而本地農(nóng)民每年度人均可支配收入也在攀升，可排在山西省內(nèi)前幾名位置。在試點收效上，該地區(qū)已經(jīng)被認(rèn)定為全國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)改革與建設(shè)試點縣，所以在山西農(nóng)谷實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)是最好的選擇。

1 追溯系統(tǒng)信息基礎(chǔ)

1.1 云計算平臺

云計算需要按照使用量來支付費用，此運作模式能夠按照需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)訪問，可以體現(xiàn)出便利性、有效性， 能夠進(jìn)入計算資源共享池（資源涉及到了網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、軟件、服務(wù)），這部分資源可以被高效運用，不需要投入大量精力進(jìn)行管理，也不用和服務(wù)供應(yīng)單位實時進(jìn)行互動，這與大家運用自來水的原理相同，我們不會為了獲取水資源去單獨建立一家自來水廠，只需要打開水龍頭就可以得到干凈的自來水，云計算也一樣，倘若你需要取得一些信息，只要連接到互聯(lián)網(wǎng)上，登錄網(wǎng)址即可處理相關(guān)問題，這和電腦處理能力上沒有任何關(guān)聯(lián)性。近期，大家都在云計算，并且運用在各個范疇，這種虛擬資源的利用模式給包括農(nóng)業(yè)在內(nèi)的各行各業(yè)帶來了巨大的變革。按照云計算技術(shù)設(shè)定了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)以后，可以運用此管理系統(tǒng)來管控農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程，并且全部數(shù)據(jù)都會存儲在服務(wù)器中，而運用自動化集中管理方式，不但能夠減少企業(yè)原有管理支出，還能實時了解農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程，讓信息流順利對接。

1.2 射頻識別技術(shù)（RFID）

RFID技術(shù)具備的特點為，它屬于非接觸方式的自動識別技術(shù)，該技術(shù)可把微型芯片放入標(biāo)簽中，利用微芯片來下發(fā)各種信息，而且不用對每個標(biāo)簽進(jìn)行掃描，適用于各種環(huán)境。在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯領(lǐng)域的產(chǎn)前，產(chǎn)中，產(chǎn)后等環(huán)節(jié)，此技術(shù)能夠有效提升追溯效率。由于大家都比較重視農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，為了促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)得到有效運用，應(yīng)該關(guān)注農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)情況，將RFID技術(shù)運用到相關(guān)工作中，體現(xiàn)出該項技術(shù)的價值。

在RFID系統(tǒng)中，其中包含了標(biāo)簽，閱讀器。在此標(biāo)簽中，還會涉及到標(biāo)簽部分以及天線部分，并為相關(guān)標(biāo)簽設(shè)定了不會重復(fù)的號碼。RFID閱讀器則是用來發(fā)射無線電信號以及識別標(biāo)簽發(fā)出的信息，并進(jìn)行處理，在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)中RFID標(biāo)簽一般會寫入唯一電子編碼，農(nóng)產(chǎn)品的名字，出產(chǎn)地點等，當(dāng)附帶RFID標(biāo)簽的產(chǎn)品來到可識別區(qū)域時，閱讀器就會發(fā)送無線電信號，RFID標(biāo)簽接收到無線電信號后就會把寫入的標(biāo)簽上的信息發(fā)送到閱讀器，然后閱讀器再將信息發(fā)送到平臺上進(jìn)行儲存和處理。

可見，RFID技術(shù)產(chǎn)生以后，能夠有效的運用在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)內(nèi)，可以實時獲取到農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的各種信息，以此來監(jiān)控農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全，同時通過對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的監(jiān)控及時的獲取生產(chǎn)中的各種信息，可以在平臺上對生產(chǎn)狀況進(jìn)行科學(xué)的分析和預(yù)測。

2 我國農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的現(xiàn)狀以及存在的問題

2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分散化，安全生產(chǎn)技術(shù)難普及

近期，盡管國內(nèi)在積極引導(dǎo)大家面向規(guī)模集約經(jīng)濟(jì)方面發(fā)展，并為了提升土地流轉(zhuǎn)速度設(shè)定了相關(guān)有利政策，然而，目前多數(shù)農(nóng)村地區(qū)依然采用小農(nóng)生產(chǎn)方式開展生產(chǎn)活動，并且分布上不夠集中，這將不利于國內(nèi)順利開展農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的管理工作。

其次，國內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全技術(shù)運用情況不佳，并且農(nóng)民受教育程度較低，不能快速掌握無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。

2.2 化肥，農(nóng)藥等殘留污染嚴(yán)重

我國農(nóng)業(yè)歷經(jīng)多年發(fā)展，為了追求更多收益，不管是農(nóng)戶、農(nóng)業(yè)公司都在運用化肥以及農(nóng)藥，個別公司與農(nóng)戶為了縮短果蔬生長周期還會運用各種試劑，由于過量運用化學(xué)品，也出現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下滑問題，這造成水果、蔬菜、肉類的安全性下降，并不能擁有良好的口感，為此部分國家已經(jīng)不允許使用化學(xué)品，而對于運用了過多化學(xué)藥劑的農(nóng)產(chǎn)品來說，也會對購買方的身體健康帶來極大隱患。

2.3 農(nóng)業(yè)污染衍生的農(nóng)產(chǎn)品二次污染

當(dāng)農(nóng)產(chǎn)品成長過程中運用了過多農(nóng)藥以后，其中會蘊含很多鉛、砷等有毒物質(zhì)，而購買人群獲得這些產(chǎn)品以后，在食用過程中多少都會吸收這些污染物，并會對人們身體健康帶來的極大潛在威脅，例如鉛、汞、鎘、燃、氟等，這部分不良物質(zhì)長時間留存在身體中也會引發(fā)很多疾病，并且治療難度極大。

3 構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)

3.1 溯源對象

農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，主要運用標(biāo)識技術(shù)，監(jiān)督管理農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、檢測等過程。一般運作方法為，合理規(guī)劃農(nóng)產(chǎn)品種植區(qū)，數(shù)字化記錄生產(chǎn)狀態(tài)，記載使用人以及檢驗結(jié)果，預(yù)控管理生產(chǎn)基地，對重要環(huán)節(jié)進(jìn)行管控，創(chuàng)建云計算平臺，存儲整個流程信息，體現(xiàn)出農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)各階段的跟蹤情況，并開展溯源管理。另外，在設(shè)定農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)過程中，應(yīng)該關(guān)注的要素分別為產(chǎn)品標(biāo)識、云計算平臺、信息傳遞。而本文主要把果蔬當(dāng)作溯源對象。

3.2 標(biāo)識設(shè)計

應(yīng)該按照真實生產(chǎn)狀態(tài)來設(shè)計農(nóng)產(chǎn)品標(biāo)識，需要關(guān)注的問題為，減少成本、可有效運用。在設(shè)定射頻識別標(biāo)識過程中，還需要按照相關(guān)運作狀態(tài)，重視成本問題以及有效運用問題?？紤]到射頻識別標(biāo)識的價格問題，可運用QR碼人工輸入追溯碼，不過此類方式的工作效率較低，并且錯誤較多，為了能夠自動取得追溯碼，本次運用了二維技術(shù)。另外，在設(shè)定產(chǎn)品標(biāo)簽時，應(yīng)該簡明的體現(xiàn)出產(chǎn)品信息（例如追溯碼、種類、產(chǎn)地、責(zé)任方等），讓大家清晰的了解如何運用追溯標(biāo)簽，而手機都可以識別二維條碼（QR碼）。此外，在附加值很高的農(nóng)產(chǎn)品（例如茶葉）中，可在標(biāo)簽內(nèi)加入RFID芯片，運用非接觸式方式進(jìn)行識別。在對農(nóng)產(chǎn)品設(shè)定編碼過程中，其具體規(guī)則應(yīng)按照《NYT1431-2007農(nóng)產(chǎn)品追溯編碼導(dǎo)則》進(jìn)行設(shè)定。其中蘊含了2種不同類型：其一，可采用長碼，共計20位，其代表的內(nèi)容為1類別+6行政區(qū)劃+2公司名稱+2產(chǎn)品+時間+3批次號；其二，運用短碼，共計10位，其代表的內(nèi)容為1類別+5時間+2品種+2序列，而購買方也能夠運用短信方式進(jìn)行查詢。

3.3 開發(fā)語言

在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源系統(tǒng)中也分為不同內(nèi)容，其中涉及到了：云計算平臺、智能手機管理平臺、條碼打印系統(tǒng)。另外，該系統(tǒng)運用的開發(fā)語言也有不同種類，它們分別為：java、android、jsp以及Html。

3.4 信息鏈

在生產(chǎn)時期需要處理的問題有兩個，它們分別為：其一，記載農(nóng)產(chǎn)品生長信息；其二，記載農(nóng)產(chǎn)品生長環(huán)境。在處理首個問題時，可以在生長地點放置防雨卡。在進(jìn)行巡視了農(nóng)作物生長情況以后，工作人員需要記錄每日的詳細(xì)信息，比如 2017年11月14日，某工作人員，對某農(nóng)作物運用了除草劑，具體計量達(dá)到了50 ml。在處理第二個問題過程中，可以運用物聯(lián)網(wǎng)具備的環(huán)境信息采集系統(tǒng)。此系統(tǒng)在運作過程中的動力來自于太陽能，可運用 Zigbee 的自組網(wǎng)性，不間斷的農(nóng)作物環(huán)境信息（ 其中包含了溫度、濕度、光 照強度、土質(zhì)濕度等） ，并運用 GSM 網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器進(jìn)行連接，其匯總的信息內(nèi)容可以當(dāng)作農(nóng)產(chǎn)品溯源信息。

結(jié)束語

借用云計算技術(shù)以及射頻識別技術(shù)，可以共同設(shè)定出農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯系統(tǒng)，這也有助于提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，并能夠有效開展農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全的檢測工作，不斷提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，促進(jìn)各地經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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