基于混合模式的农产品质量追溯系统

解迎刚　杨晓芬　高博斌　邓梁

摘 要：针对消费者对农产品质量安全保障的需求，文中设计开发了基于混合模式的农产品质量追溯系统。该系统连接了农作物种植、收购、加工、配送与销售各个环节，记录了从农作物种值到农产品销售的实时信息，能够使农田管理者根据农作物生长环境信息进行科学种植，提高农业资源利用率，有利于农业的可持续发展。同時由于对农作物从播种到收成再到农产品加工、运输和销售的信息在数据库中都有实时记录，方便消费者实时了解农产品的相关信息。如果检查出不合格的农产品，能够立刻从源头上控制该类农产品的生产，更有效地控制不合格农产品的流通，从而使消费者的合法权益得到有效保障。

关键词：农产品质量追溯系统；Web Service；Android客户端；混合模式

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：2095-1302（2018）03-00-02

0 引 言

智慧农业是以物联网技术为支撑的新型农业发展模式，是农业现代化技术发展到一定阶段的产物[1]。智慧农业结合了物联网、互联网、无线通信等信息化技术，在监测区域中部署各类传感节点，主要监测空气温湿度、光照、土壤温湿度、有关气体浓度、土壤中氮、磷、钾、铅、铬、镉、汞等重金属含量环境信息参数和控制相应设备自动调节，实现农业的可视化远程监控、远程操作、灾变预警、农业精准化种植、可视化管理和智能决策等，高效利用农业资源，大幅降低农业成本和能耗，促进农业的可持续发展[1]。

随着我国经济的快速发展，居民在生活质量得到大幅提高的同时，对于农产品的质量安全也愈加重视。食品安全问题在我国一直备受关注，这就要求我国对农产品质量安全追溯体系的完善给予重视，从农产品种植到销售的全过程进行监管，保证居民食用健康、营养的农产品。

本文构建的基于混合模式的农产品质量追溯系统将传感器，无线数据传输，智能网关，Web Service，二维码和移动终端等技术相结合，对农作物的播种、施肥、灌溉、除草、病虫害防治、喷药、收获等各环节中的相关信息和农作物生长过程中的空气温湿度、光照强度和土壤重金属检测等环境信息，以及农产品加工、运输和销售等信息进行实时采集，并在数据库中记录，使政府质检部门和消费者群体对农作物从生长到最终的农产品销售环节的实时追踪得以实现。这对提高农作物生产效率和有效追踪农产品的质量具有非常重要的意义。对于政府质检部门来说，一旦发现存在质量不合格的农产品，可以立即找到其源头，有效遏制不合格农产品的流通，有效解决农产品的质量安全问题。对于消费者群体而言，在选择购买农产品时，能够随时随地追溯其质量信息，捍卫自己的合法权益。

1 研究方法

本文要实现的基于混合模式的农产品质量追溯系统从农作物的种植过程开始，每一块农田都有属于自己的ID标识，依据唯一的ID，在数据库系统中记录播种、施肥、灌溉、除草、病虫害防治、喷药、收获等环节的相关信息，以及农产品加工、运输过程中产生的信息，消费者可以对农产品信息进行跟踪和追溯。技术路线如图1所示。

2 系统设计

本文构建的基于混合模式的农产品质量追溯系统主要分为硬件部分和软件系统。硬件模块主要实现对农作物从种植到农产品加工、流通和销售等各环节数据的实时采集，将数据写入数据库中。软件系统分为Web Service服务和Android客户端。由于Android客户端无法直接与数据库交互，因此本文采用Web Service作为桥梁，Web Service从数据库调取数据，Android客户端通过SOAP协议从Web Service获取数据，以供用户查询农产品的追溯信息。

（1）硬件环境设计

本系统硬件部分主要包括供电模块、传感器模块、ZigBee模块和网关模块。供电模块为其他模块供电，传感器模块实时采集环境数据，然后通过ZigBee模块将数据传送给网关模块，最后网关模块通过特定的串口通信程序将数据上传至数据库中。

（2）软件设计

硬件部分的网关模块通过串口通信将传感器采集的实时数据写入数据库中，Web Service从数据库调取数据，Android客户端通过SOAP协议从Web Service获取数据，Android客户端通过Web Service与数据库进行数据交互，从而实现对数据的查询功能。软件架构如图2所示。

3 系统实现

基于混合模式的农产品质量追溯系统基于Android平台开发，管理员和用户可以在移动端进行农产品相关信息的查询。数据库采用SQL Server 2008 R2。

Android端所展示的信息数据全部来自SQL Server数据库，在开发时利用Web Service作为桥梁，直接从数据库中调取数据，通过移动端与Web Service通信，从而实现与SQL Server数据库之间的间接通信。

软件系统的实现包括Web Service服务和Android客户端。

（1）Web Service服务

Web Service可实现从SQL Server数据库调取数据与对数据库中数据的查询。

图3所示为Web Service调用数据的方法。其中包括对农户农田信息表、播种、施肥、灌溉、除草、病虫害防治、喷药、收成、农药残留、传感器采集环境参数信息表、土壤重金属检测信息表和农产品质量追溯信息表。

点击不同的方法后，可获取不同表中的数据。

在点击“selectAllCargoInfor40”后，可得到农产品质量追溯信息。

（2）Android客户端

Android首页分为4大模块，分别是农田种植管理模块、农作物生长管理模块、生长环境实时监测模块和农产品质量追溯模块。

图4所示为农田种植管理模块、农作物生长管理模块。

图5所示为生长环境实时监测模块和农产品质量追溯模块。

点击不同的图片按钮后，会跳转到数据表的显示页面。

4 结 语

本系统连接了农作物的种植、管理、收购、加工、物流与配送各个环节，能够使农田管理者根据农作物生长环境信息进行科学种植，提高农业生产效率和农业资源利用率。同时对农作物从播种到收成再到农产品加工、运输和销售的信息在数据库中进行实时记录，方便消费者实时了解、追溯农产品相关信息，为食品安全问题提出了一种有效的解决方案。

参考文献

[1]李道亮.物联网与智慧农业[J].农业工程，2012，2（1）：1-7.

[2]谢梦，应义斌.基于Android系统的葡萄生产过程溯源系统研究[D].杭州：浙江大学，2013.

[3]郑火国.食品安全可追溯系统研究[D].北京：中国农业科学院，2012.

[4]李佳.基于RFID和二维码的茶叶质量安全可追溯系统的设计[D].杭州：浙江农林大学，2015.

[5]刘佳.基于二维码的农产品质量安全可追溯系统构建[J]. 山东农业大学学报（自然科学版），2014（5）：724-729.

[6]陈晓栋，原向阳，郭平毅，等.农业物联网研究进展与前景展望[J].中国农业科技导报，2015，17（2）：8-16.

[7] Smart Agriculture[J]. China Today，2012（5）：22-24.

[8]王世豪，陈曙光.有机RFID标签在农产品食品溯源中的应用[J].物联网技术，2016，6（11）：24-27.