杨礼铖 ，周亦鹏

（1.北京工商大学计算机与信息工程学院，北京 100048；2.农产品质量安全追溯技术及应用国家工程实验室，北京 100048）

近年来，保障茶叶质量安全，提升茶叶品质安全，使消费者可以购买到放心茶叶的问题，已成引起政府和茶企的高度重视。同时，为消除消费者的担忧，让消费者了解茶叶的溯源信息，也亟需利用现代信息技术搭建追溯系统。就茶叶从种植到销售可能产生的一系列质量和安全问题，如何将现代信息技术应用于预警、发现和追溯，以确保茶叶质量安全，越来越受到国内外研究人员的关注，其中包括使用RFID，二维码技术，数据库技术等。随着智能手机中的近距离无线通信技术（NFC）日益普及，利用智能手机的NFC功能用户就能方便快捷地访问NFC标签中的内容。利于追溯系统的推广和普及。因此，本文构建基于NFC的茶叶产业链可追溯系统，以监测和跟踪茶叶的质量和安全性，不仅为相关部门提供可靠的信息，还可满足消费者便捷查询茶叶溯源信息的需求，同时为企业追查问题源头提供依据。

1 基于NFC的茶叶产业链可追溯系统概述

1.1 追溯系统需求分析

依据食药监管的需求，茶叶产业链可追溯系统须要实时监控产业链上的各个节点并上传相关数据，基于这些数据，接到消费者投诉后，可迅速定位问题节点、公司及原因，并及时有效地处理消费者投诉、意见，召回相关产品。依据茶叶产业链节点企业的需求，须要可追溯系统在每个生产及制作环节及时通过NFC系统收集数据，并利用数据将依据危害关键控制点（HACCP）确定的溯源信息上传到数据库中进行集成与整合。依据茶叶消费者的需求，消费者可使用带有NFC功能的手机对产品NFC标签进行读取，或是输入产品追溯代码，以追踪产品的来源，获取需要的信息。基于以上三个不同的视角，设计茶叶产业链可追溯系统。

1.2 追溯系统总体框架设计

茶叶产业链分为四个部分，分别为茶叶种植节点，茶叶加工节点、茶叶销售节点，而茶叶流通节点穿插其中，衔接其他三个部分。茶产业链中的每个节点都可以使用NFC技术收集信息并读取NFC标签中的信息，并通过可扩展标记语言（XML）将要写入的信息进行编写并存放到Oracle数据库。可追溯系统中初始产品信息由茶叶种植节点记录，并实时写入NFC标签中，在产业链中正向流动，最终传递给茶叶销售节点。可追溯系统的总体框架分为节点企业管理模块，茶叶种植管理模块，茶叶加工管理模块，茶叶物流管理模块，茶叶销售管理模块，XML和Oracle数据库。

2 追溯系统主要模块设计

由于本系统是将茶叶作为追溯对象，因此，无法应用畜类产品，例如猪、牛等可进行个体标识的方案，所以本系统以产品批次或以种植地块为单位进行编码追溯。在种植环节中，以相同块地或相同品种作为一个批次，并且茶叶产品的追溯编码基于GS1（Global Standard 1）即“全球统一标识系统”进行设计，GS1是以商品条码系统为核心，包含编码体系、数据交换、数据载体、产品电子代码（EPC）等，该系统为贸易、物流、资产和服务提供全球唯一的标识。本研究的可追溯系统主要贯穿于茶叶产业链上的各个节点企业，严格控制准入标准，统一生产规范，使产业链各节点企业可方便快捷地使用标准化的NFC系统进行信息采集，并且可以利用NFC标签或追溯代码使消费者、节点企业、食药监部门等都方便查询产品信息。根据相应的企业及其功能划分，可追溯系统分为以下五个模块。

2.1 节点企业管理模块

实现质监部门对茶叶产业链上的节点企业进行全方位的监控与管理是该模块的主要功能。基于GS1系统分配EPC厂商识别代码，涉及产业链上的所有节点企业，利用节点企业管理模块，茶叶质监部门可直接操作EPC厂商代码。例如，新准入企业已通过审核便执行增加操作，对审核不过的企业执行删除操作，对违反相关食品法的企业视情节轻重分别进行警告并记录，或直接产品整改及召回。

2.2 茶叶种植管理模块

茶叶种植管理模块的目的是当某一批次的茶叶产品进入产业链的初始阶段时，其相关的一切数据信息都存储在NFC标签中，如种苗来源，下种时间，种植周期，施肥及喷洒信息，收获信息，天气信息等，着重关注农药和化肥这些会影响农产品安全性的因素，利用NFC设备（如智能手机、读写终端）来记录茶叶从种植到收获的完整过程。在利用NFC设备提高采集茶叶种植数据效率的同时，还为后续的产品加工、炒制环节以及茶叶产品的可追溯性提供了源数据。同时，每个种植企业的本地数据库实时导入所收集的数据信息，并且可追溯系统的种植管理数据库定期下载其中的数据信息。

2.3 茶叶加工管理模块

鲜叶或毛茶都经由专业的茶叶物流企业转运至制茶企业进行加工，加工完成后又根据需求由物流企业将产品进行入库或运输。茶叶种植企业所采集的数据都存储在NFC标签中，制茶企业在读取信息的同时将制茶企业信息、到达时间、制茶时间及工艺流程、成品信息和出厂时间等数据写入标签，结合源数据形成最终产品可追溯代码，同样与茶叶种植模块相同，将数据上传至茶叶加工信息本地数据库并定期上传至可追溯系统的数据库。

2.4 茶叶物流管理模块

茶叶物流管理贯穿于整个产业链。茶叶转运阶段，由于茶叶的强吸附性，对储存及运输环境都有较高的标准，运输前检测车辆车厢状况，包括有无异味、温湿度情况等，并写入NFC标签，通过将NFC技术与全球定位系统（GPS）相结合，利用无线车机上传运输环节中的信息至茶叶物流管理数据库，可以获得茶叶运输车辆的实时信息，实现实时的监控和追踪。茶叶入库前与茶叶出库前，同样利用NFC设备来读取已有数据信息，同时写入库时间、仓库客观状态信息（编号、温度、湿度、存储量）、出库时间等。

2.5 茶叶销售管理模块

在茶叶销售前，茶企需要写入NFC标签的相关信息有，经销商信息、分销点信息等。产品售出后，再将销售单位信息和售出相关信息上传到茶叶销售数据库，完成单个茶叶产品的整个生命周期信息记录工作。

3 茶叶产业链可追溯系统实现

追溯系统的体系架构使用BS的策略模式，并基于VS2013+ASP.NET MVC4+EF6+JqueryEasyUI+Oracle架构开发，将在ASP.NET MVC的框架基础上使用C#编程语言编写开发。可以让用户使用浏览器或扫描二维码就可以直接访问使用本系统，可以更方便用户的查询与信息获取。

茶叶消费者有两种方式获取所购买的产品的溯源信息，一是通过浏览器访问茶叶追溯系统用户端页面，输入茶叶包装上的产品追溯代码，便可获取茶叶在产业链上所有节点的相关信息；二是通过NFC手机加载NFC标签中保存的信息。产品质量如果出现问题，可以在茶叶追溯系统用户端页面进行投诉，并且对于投诉信息，是由监管部门在追溯系统以管理员的身份进行处理及问责。追溯系统的Oracle数据库由节点企业管理、茶叶种植管理、茶叶加工管理、茶叶流通管理、茶叶销售管理五个本地数据库构成，如果需要对数据库进行查询或维护，可由系统管理员通过SQL语言执行操作。

4 结论与讨论

以NFC技术为主体，设计相应管理模块，开发基于BS模式的茶叶产业链可追溯系统，主要用于采集、记录并追溯茶叶生产、流通及销售等所有环节信息和数据，如发现茶叶存在质量安全问题，通过茶叶产业链可追溯系统可以进行追溯并精准定位到问题茶叶在产业链上涉及的节点企业，这样不仅可以提高产品质量，减少安全问题的发生，而且可以最大程度的保障消费者的利益。