0 引言
隨著人民生活質量的不斷提高及中國入世后農產品流通面臨的新情況，農產品安全問題引起了越來越多人的重視。中國是一個農業大國，農產品出口在中國對外貿易中起著重要作用。近年來，中國出口到美國、日本和歐盟等國家的蔬菜、茶葉、蘑菇、肉類、罐頭等農產品和加工食品因出現衛生問題，不僅使中國蒙受了巨大的經濟損失，也使中國出口農產品喪失了良好的聲譽�？勺匪菹到y是促進生產信息透明化，提高農產品衛生安全，增加農產品市場競爭力的重要措施。
對于追溯系統的研究，最初是由歐盟為應對瘋牛病問題于1997年開始逐步建立起來的。歐盟于2002年年7月頒布了178/2002號法令，要求從2004年起在歐盟范圍內銷售的所有食品都能夠進行跟蹤與追溯，并于2006年初開始實施《歐盟食品及飼料安全管理法規》，突出強調了食品從農場到餐桌的全過程控制管理和可追溯性。美國于2004年5月公布了《食品安全跟蹤條例》，要求所有涉及食品運輸、配送和進口的企業要建立并保全相關食品流通的全過程記錄[7].加拿大要求到2008年80%農業食品聯合體農產品可追溯源頭，實現“品牌加拿大”戰略；日本政府已通過新立法，要求肉牛業實施強制性的零售點到農場的追溯系統，系統允許消費者通過互聯網輸入包裝盒上的牛身份號碼，獲取他們所購買牛肉的原始生產信息；澳大利亞實施國家牲畜標識計劃(NLIS)，它是一個永久性的身份系統，能夠追蹤家畜從出生到屠宰。中國各地區、各部門在農產品安全追溯制度及其系統建設方面已經開展試點示范工作，2003年國家"863”項目設立“飼料和畜禽產品數字化安全監控體系研究”專題，謝菊芳等人做了豬肉追溯系統的研究;南京市以優質安全農產品標志為質量溯源的重要載體，以南京市農產品質量安全網站為監管平臺，啟動農產品質量IC卡管理體系；國家條碼推進工程辦公室自2004年6月起在山東省濰坊市壽光田苑蔬菜基地和洛城蔬菜基地實施“蔬菜安全可追溯性信息系統研究及應用示范工程”；上海市畜牧部門依據上海市出臺的《上海市動物免疫標識管理辦法》，開始為豬、牛、羊等畜產品建立檔案。中國的農產品追溯系統建設正處于起步階段，已有的研究多集中在畜產品行業且只能追溯到生產企業，而蔬菜與畜產品在生產、包裝、個體標識等方面又存在很大不同，且消費者需要了解與產品安全相關的用藥、施肥和檢測等信息。因此本研究以各企業生產履歷數據為基礎，以條碼為載體，利用數據庫技術、網絡技術、預警技術和條碼技術，通過構建統一的追溯平臺，實現對企業的安全生產管理和對消費者提供追溯。1系統設計
1.1 總體框架
蔬菜安全生產管理及質量追溯系統以蔬菜初級產品為研究對象，以生產企業——銷售終端（超市或社區便民服務中心）為基本模式，從生產企業、消費者的不同角度設計該系統，系統包括蔬菜安全生產管理系統和蔬菜質量追溯系統兩部分，其框架如圖1。從圖中可以看出，企業端蔬菜安全生產管理系統通過對農戶信息、地塊信息、生產過程信息、包裝信息等的記錄形成產品檔案，并保存在企業端數據庫中，同時各企業端定期上傳數據到追溯中心數據庫；在產品包裝時，通過一定的編碼規則，生成帶有產品檔案信息的條碼；產品進入市場的同時，完整的檔案數據已經在追溯中心數據庫中形成；消費者買到帶有條碼的蔬菜產品時，可以通過質量追溯系統中的網站、手機短信、超市掃描機等不同平臺輸入追溯碼，即可實現產品追溯。
圖1 蔬菜安全生產管理及質量追溯系統基本框架
1.2 系統結構設計
1.2.1 蔬菜安全生產管理系統
蔬菜安全生產管理系統以單個企業為單位，以組件技術為支撐，通過分析不同企業的生產流程，開發面向企業個性化需求的系統。系統的數據采集模塊分掌上電腦數據采集、其他數據庫數據導入和手工輸入三種；數據庫開發中通過分析不同企業流程開發通用數據庫，并根據企業自身需要開發個性數據庫；系統通過集成不同組件實現生產過程記錄、庫存信息管理、銷售信息管理、條碼打印、生產預警、短信發送、數據上傳、數據統計等功能。蔬菜安全生產管理系統結構見圖2。
1.2.2 蔬菜質量追溯系統
將各個生產企業的數據進行匯總，建立統一的安全追溯基礎數據庫，建立界面友好、功能強大的追溯系統，實現新聞動態、企業展示、安全追溯、放心導購、消費投訴、專家咨詢等功能。追溯的方式分為網絡追溯、掃描追溯、電話追溯和短信追溯等，電話追溯和短信追溯的實現需要呼叫中心和短信平臺的支持。
圖2 蔬菜安全生產管理系統結構圖
2 主要流程設計
2.1 安全生產預警
在生產過程的管理中對產品生產過程實行安全預警，即對影響農產品質量安全的違規行為進行監測，實時提出預警信息，給出糾偏建議，提醒生產者。預警分農藥使用預警、肥料使用預警和產品檢測預警三部分，預警是通過集成標準信息來實現的。見圖3。
圖3 安全生產預警流程圖
2.2 多平臺追溯
消費者通過網站、手機、電話、觸摸屏掃描端輸入唯一追溯號，系統根據追溯查詢表判斷是否已經追溯過。若已經追溯，系統將己追溯的時間、IP地址或手機號碼返回給消費者；若沒有，追溯系統將相關追溯信息返回給消費者。這樣就有利于實現產品的防偽。多平臺追溯流程見圖4。
圖4 多平臺追溯系統流程圖
3 主要關鍵技術
3.1 追溯碼編碼技術
常用的商品標識代碼包括EAN/UCC-13、EAN/UCC、128、UCC-12，而EAN/UCC-128條碼在全世界范圍內具有唯一性、通用性、標準性，成為全球貿易中信息交換的“關鍵字一和“全球通用的商業語言”。通常情況下，商品的基本特征包括商品名稱、商標、種類、規格、數量和包裝類型等，但這種編碼方式考慮產品本身屬性較多而考慮產品生產、流通過程信息較少，因此課題研究人員在前期研究中探討了水產品追溯碼編碼的設計，采用了產品屬性編碼和流程編碼相結合的編碼方式。蔬菜產品與水產品在個體包裝、產品流通等方面均存在著差異，在參考水產品編碼的基礎上，更多應考慮種植者、產地、產品等級、包裝類型、包裝規格等屬性，因此采用UCC/EAN-128編碼方式結合產品編碼和流程編碼，針對蔬菜自身特點對蔬菜產品進行追溯編碼設計，確定以同一批次生產的產品作為其“身份”制定的標準。同一批次是指某企業在同一時間、同一地塊內生產的同一品種的產品，具體示例如圖5所示。
圖5 追溯碼示意圖
如圖5所示，商品標識代碼作為全球貿易項目代碼，用(OI)標識符標識。包裝日期和生產地塊作為屬性代碼分別用(II)和(10)標識。生產日期采用YYMMDD的編碼方式，生產地塊采用前4位標識所屬農戶加2位地塊編碼方式，因此上述條碼表示的信息為：北京樂平農產品產銷有限公司0002號農戶02號地塊生產的迷你黃瓜，該黃瓜的包裝日期為2005年5月23日。通過這種方式生成的追溯碼作為產品的信息的載體具有唯一性，同時提供產品信息、產地信息和生產日期等，而且符合EAN，UCC編碼規范。
為了實現多平臺的追溯和追溯的便利性，在打印條碼標簽時，將條碼號隱藏，設計與條碼對應的產品追溯號，這樣在有掃描設備的地方用掃描條碼追溯，在沒有掃描設備的地方可以通過輸入追溯號追溯。追溯號對每個產品來說都是唯一的，設計為20位，其具體構成為；包裝日期+農戶地塊編號+產品名稱及品種編號+產品等級及包裝編號+唯一標示號，如圖6所示。
圖6 追溯標簽設計圖
3.2 數據同步技術
由于企業端數據需要定期更新到追溯中心數據庫中且兩者數據庫結構可能不同，因此就存在異構數據庫的數據同步問題。本系統中采用XML進行數據同步，企業端的操作人員通過選擇日期，系統自動分離更新的數據并將其轉化為XML，啟動數據同步模塊，追溯中心端系統自動判斷是否已經存在此數據，若存在則退出數據同步，若不存在則將XML數據反序列化為數據記錄并添加到追溯中心數據庫中。這樣的更新方式既適用蔬菜生產企業網絡環境不太好的實際情況，又可以減少一次數據的更新量。數據同步實現流程見圖7。
圖7 數據同步實現圖
3.3 多平臺追溯技術
蔬菜質量追溯系統可以有上網追溯、條碼掃描追溯、手機短信追溯和語音電話追溯。在本研究中，語音電話追溯是通過呼叫中心來實現，國家農業信息化工程技術研究中心成立了呼叫中心，設立了服務號，為語音電話上實現追溯奠定了基礎。
手機短信追溯主要是通過集成國家農業信息化工程技術研究中心開發的手機短信平臺來實現。手機短信追溯主要是通過結合手機短信平臺，用戶只要在自己手機上發送產品追溯碼，系統就會將用戶感興趣的信息回復到用戶手機上。
4 系統實現
蔬菜安全生產管理系統考慮到多用戶性和可擴展性，系統采用B/S的體系結構；蔬菜質量追溯系統為了給公眾提供一個查詢的平臺，其中網絡追溯采用網站形式，其他追溯方式通過集成相應平臺來實現。整個系統以.net為開發平臺，以C#.net為開發工具，采用面向對象的開發思想。在編寫系統公共類的基礎上實現相應功能。見圖8。
圖8 質量追溯系統界面示例
蔬菜安全生產管理及質量追溯系統服務器端操作系統選用Windows Server 2003 EntERPrise，負責Web站點的管理與信息發布�？蛻舳丝蔀閃indows 2000 Professional，Windows XP中任意一種。網絡數據庫系統為SQL Server2000。目前，系統已經在北京市樂蘋農產品產銷有限公司、北京小湯山特菜基地等多家企業得到了應用，從使用情況來看，該系統規范了農產品檔案的管理，提升了產品附加值，提高了企業的聲譽，滿足了消費者知情權，取得了良好的經濟效益和社會效益。
5 結論與討論
1)采用符合EANUCC標準的條碼，結合產品編碼和流程編碼，設計了符合蔬菜產品特點的產品追溯碼，通過該載體將信息流與實物流聯系起來，實現各個環節的數據交換。
2)在分析蔬菜產品生產過程的基礎上，設計與開發了蔬菜安全生產管理系統，實現了信息管理、條碼打印、生產預警、短信發送、數據上傳、數據統計等功能。
3)建立了集上網追溯、觸摸屏掃描追溯、短信追溯、語音電話追溯為一體的蔬菜質量追溯系統，并與蔬菜安全生產管理系統實現數據同步，消費者可通過不同方式追溯到產品的最新信息。
4)通過在北京市多家企業的應用表明，使用該系統可規范企業生產管理，提高產品附加值，同時滿足消費者知情權。
5)系統以生產企業——銷售終端為模式，從信息技術的角度構建了安全生產管理及質量追溯系統。當然對于存在多層流通環節的產品要實現全程追溯，還需要建立相應的流通管理系統及相關法律法規和技術的配合完善，并將已有成果迅速推廣轉化；同時積極學習國外先進技術。
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本文標題：蔬菜安全生產管理及質量追溯系統設計與實現
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