基于移动互联网下的柑橘溯源系统研究与设计

柏玲芝 张莉

摘要：近年来食品安全问题屡屡发生，引发了人们对农产品的信任危机。如何让消费者对农产品重拾信心，是农产品企业发展必须要解决的问题。该系统基于移动互联网下，采用EAN·UCC编码系统和QR码标识作为信息沟通桥梁，记录柑橘供应链各环节信息，实现从“田间”到“餐桌”的无缝隙监管。同时利用互联网平台宣传特色农家产品，让农产品搭上“互联网+营销”的快车。

关键词：移动互联网;柑橘溯源;QR码;营销

中图分类号：TP311  文献标识码：A     文章编号：1007-9416（2020）06-0000-00

0 引言

俗话说：“民以食为天，食以安为先”，可见食品安全与身体健康密切相关。有调查显示食品欺诈已成为广泛存在的全球性问题，如何保障食品安全已经成为国际上共同重点关注的问题[1]。本溯源系统以农产品中柑橘为研究对象展开。柑橘因皮薄多汁、果肉脆嫩等特点成为时下畅销产品，年产量跻身世界前三，所以它的质量安全直接关乎我国作为农业大国的食品质量安全的整体形象。

1 食品溯源的定义及意义

1.1 食品溯源的定义

目前，食品溯源的概念在国际上还未统一[2]。其中CAC（国际食品法典委员会）将食品溯源定义为在生产、加工和分销环节中，追溯食品运转情况的能力[3]。ISO将食品溯源定义为对溯源产品的地点、来源、及使用进行回溯/追踪的能力[4]。

1.2 食品溯源的意义

对消费者的意义：（1）买的放心，吃的安心;（2）提供举报和投诉的平台;（3）足不出户，好物到家。对农产品企业的意义：（1）保护品牌形象，为品牌价值护航;（2）大数据分析，精准营销，有的放矢;（3）多元化互动提升品牌的亲和力;（4）保护企业信息安全;（5）责任追踪到人。对食品安全监管部门及政府的意义：（1）提高公信力;（2）提高办事效率;（3）便于质量安全监管。

2 食品溯源国内外发展状态

2.1 国外发展状态

1997年英国为应对“疯牛病”问题，提出了食品溯源的概念。二十一世纪伊始欧盟的《食品安全白皮书》要求生产商将生产种植、加工及物流销售中涉及到的原料、添加物等施行跟踪[5]。随后美国从立法方面要求与食品生产运输有关的企业必须建立食品追溯记录并将信息在政府监管系统中备案。2001年加拿大启动“食品召回计划”并制定了相关法律法规，同年澳大利亚、亚洲、日本等国家也建立了本国农产品质量安全溯源体系的建设[6]。可见，欧美等发达国家对食品安全问题采取的措施比较早[7-8]。

2.2 国内发展状态

2003年“中国条码推进工程”是我国农产品溯源系统的雏形;2004年规划建立肉类食品溯源项目，同年在山东建立了具有中国特色的“食品安全追溯系统”。2008年为奥组委建立了专门的全程监控食品安全溯源系统。2019年9月，首次建立贯穿于“动物饲养-屠宰-加工-销售”全链条的DNA溯源系统[9]，2020年该系统研制成功[10]。

3 我国食品安全监管、法制、溯源体系发展近况

3.1 我国食品安全监管、法制体系发展近况

2008年“三聚氰胺奶粉”事件促使了《食品安全法》的出台。2010年2月6日成立国务院食品安全委员会。2013年3月10日宣布组建国家药品监督管理总局实施统一监督管理。2017年1月3日国家主席***强调严防严管严控食品安全风险[11]。2018年12月29日宣布国务院食品安全监督管理部门会和国务院农业行政等有关部门共同建立食品安全全程追溯协作机制[12]。2019年5月宣布市场监管进入“四个最严”时期[13]。

3.2 我国溯源体系发展近况及主要矛盾

我国的食品安全溯源行业的“标准画板”正逐步展开[14]。目前国内建设实施的追溯系统代表性的有北京市农业局食用农产品（蔬菜）质量安全追溯系统（www.atrace.org）、国家蔬菜质量安全追溯体系（www.safefood.gov.cn）、中国肉牛全程质量安全追溯管理系统（www.safebeef.cn）。目前我国追溯系统面临的主要矛盾为：企业虽是平台数据提供者，但企业没有平台管理权，不能从平台中获得有价值的数据。另一方面企业往往不愿意把问题数据暴露给消费者，消费者不能发现问题。以上最终都将导致溯源平台失去它的价值。

4 柑橘溯源系统总体设计

4.1 关键技术

4.1.1 移动互联网

移动互联网技术（Mobile Internet）是一种整合了“移动”和“互联网”两者优势的“升级版本”，既继承了“移动”随时、随地、随身的特点，又具备“互联网”分享、开放、互动的优势。据CNNIC报道，截止2020年3月，我国网民规模约9.04亿，互联网普及率达64.5%，反映了信息时代对社会生活产生了深远的影响。且随着5G时代的到来，移动互联网技术将发展更快。

4.1.2 EAN·UCC编码系统和QR标识载体

编码和标识可使产品来源可查、去向可知、过程留痕。目前我国追溯行业普遍应用EAN·UCC编码系统[14]，它是全球开放的物流信息标识和条码表示系统，兼容性好、扩展性强且产品编码具有唯一性。

在标识载体上，常用的有一维码、二维码和RFID电子标签。一维码信息存储空间小，RFID电子标签成本太贵，固基于柑橘本身特点发现二维码中QR码为最佳选择。QR码（Quick Response Code），即快速响应编码，是日本Dsnso公司于1994年9月研制的一種矩阵式二维条码[15]。图形呈正方形，黑白相间，水平和垂直方向都表示信息，除右下角之外的3个角都印有像“回”字的位置侦探图形（图1）。其作用是帮助解码软件实现360°高速识读。此外QR码还具备两个对本系统非常有利的特点：（1）纠错功能强，即使破损也能正确识读;（2）抗弯曲性能强，即使贴在弯曲产品上也能快速识读。这两个特点完美解决因物流运输而破损或因柑橘本身形状不规则而导致不好识别或无法识别的问题。

4.1.3 数据库设计

根据MySQL数据库支持多线程、高速查询的特点，本系统采用MySQL数据库为溯源系统提供溯源数据支持，记录柑橘种植、生产、加工、包装、仓储、物流、销售等各环节信息。

4.1.4 加密技术

标签就是产品的身份证，但它的产生只是一个开始，只有把高效的防伪技术和严密的防伪体系应用在标签上，才能真正起到作用。QR码本身具备加密算法，再通过DES算法对其进行双重加密，更加有效地防止仿冒篡改。

4.2 柑橘溯源系统总体框架

柑橘质量安全溯源体系框架（图2），主要包括“柑橘溯源编码体系”、“政府监管与认证体系”和“柑橘质量安全溯源云平台”三大模块，分别面向消费者、农产品生产企业和质量安全监督部门。

4.2.1 柑橘溯源编码体系

溯源编码规则为（组织机构代码）、（产品分类与代码）、（产地代码）、（属性标识符）、（属性码）。其各项说明如表1所示。

完整的追溯系统应该包括外部溯源和内部溯源。内部溯源编码包括对产品出库后物流渠道、物流情况和消费者的验证真伪的查询。外部溯源编码包括对产品来源、生产编号、生产日期、生产线流程以及各环节负责人的查询。

4.2.2 政府监管与认证体系

政府监管与认证体系模块分为政府监管系统和政府认证系统。政府认证系统对各地机构的食品安全监管人员进行注册认证，认证之成功后便可成为本地食品溯源系统的管理员。政府可以通过政府监管系统的数据库对当地所售产品的信息数据进行监管，如有异样可第一时间解决并发布通知，协助企业打假。

4.2.3 柑橘质量安全溯源云平台体系

該模块分为生产链管理模块和消费者查询模块，包括对产品的种植、生产、加工、包装、仓储、物流、销售等信息进行查询（图3）。

4.3 溯源功能具体实现流程

本系统基于移动互联网技术下，将柑橘供应链各环节的信息进行采集、记录后录入MySQL数据库中，自动生成具有DES加密算法的QR码，再将QR码批量打印粘贴在柑橘上进行销售，消费者购买时使用手机自带的扫码功能对准扫描或输入产品ID号即可链接到溯源平台（图3），消费者可根据需求查询相关信息。

5 总结

本文基于移动互联网下搭建了一个“防伪+溯源+销售”一体化的柑橘溯源平台。从理论上讲，本系统可以完成柑橘供应链的全过程跟踪与追溯，但同时需要消费者、企业和国家有关政府、食品安全监督部门共同努力推进实施，实现社会共治共享。

参考文献

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[5]SIMON T，THIBAUD M， NATHALIE S.Deliveries optimization byexploiting production traceability information[J].Engineering Ap-plications of Artificial Intelligence，2009 （2）：1-12.

[6]刘俊华，金海水.国外农产品质量快速溯源的现状和启示[J].物流技术，2009，28（11）：251-253.

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[8]Fr schle H K， Gonzales-Barron U， McDonnell K， et al.Investigation of the potential use of e-tracking and tracing of poultryusing linear and 2D barcodes[J].Computers and Electronics in Agriculture，2009，66（2）：126-132.

[9]匿名.我国成功研制畜牧全链条DNA溯源系统[J].宁波农业科技，2019（3）：28.

[10]匿名.贯穿于畜牧全链条的DNA溯源系统在我国研制成功[J].农业科技与信息，2020（6）：73.

[11]匿名.***对食品安全工作作出重要指示强调严防严管严控食品安全风险[J].吉林农业，2017（3）：36.

[12]匿名.新修订《中华人民共和国产品质量法》正式实施[J].中国纤检，2019（2）：16

[13]刘回春.保障食品安全市场监管进入“四个最严”时期[J].中国质量万里行，2019（09）：11-12.

[14]杨博.关于我国2017年食品安全溯源行业标准画板的研究[C].浙江义乌：《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司，2018.

[15]国家质量技术监督局发布.中华人民共和国国家标准--快速响应矩阵码[S].标准出版社，2001.

收稿日期：2020-04-25

*基金项目：名称：基于移动互联网下的柑橘溯源系统研究与设计，编号：201813809017。

作者简介：柏玲芝，女，湖南永州人，本科，[1]研究方向：数字媒体技术。

通讯作者：张莉（1976—），女，湖南安乡人，硕士研究生，副教授，研究方向：农业信息化、数据分析与挖掘。