马小飞，周莉莉 （贵州大学 管理学院，贵州 贵阳550025）

0 引 言

食品安全关乎食品的质量和人们的身体健康，是各国政府和人民聚焦的一个热门话题，农户使用剧毒农药、毒豆芽等事件冲击着人们的视野，近来发生的猪瘟事件又将食品安全推到了风口浪尖，引起了大众对食品安全及自身健康的担忧。基于现代信息技术的蔬菜质量追溯系统监测和记录蔬菜生产到销售的全过程，提高政府部门的监管效率，便于企业及时发现问题所在并迅速做出反应，保障蔬菜的质量安全，让人们食用到安全的蔬菜。

国外对食品安全问题已做了大量研究并制定了相应的标准。我国也制定了相应的法规政策，很多专家、学者也对此进行了研究[1]。目前已有的针对蔬菜产品的追溯系统中多是对溯源系统某一方向的具体研究，而在系统、全面的追溯系统设计方面有所欠缺，生产和流通之间的信息容易发生断链，信息在广度和深度的采集和录入方面存在局限性，影响追溯信息的精确度。本文采用传感器、二维码、GPS、电子秤等多种现代信息技术，构建蔬菜质量安全追溯系统，实现追溯系统信息透明精确和参与者之间全程信息的互联共享。

1 蔬菜供应链概述

蔬菜的季节性、地域性、易腐性决定了蔬菜不同于其他产品[2]，蔬菜流通跨度大、环节多，市场管理比较粗放，信息难以准确控制，消费者只能片面的了解溯源信息，需建立从生产到销售整个供应链的蔬菜质量安全追溯系统。通过对蔬菜供应链进行分析，了解蔬菜生产到销售过程中的物流和信息流，将物流与信息流联系起来，对整个供应链进行信息检测、录入与追踪。蔬菜供应链主要由蔬菜种植地、批发市场、农贸市场或超市和消费者等节点形成网链结构，由于“农超对接”模式中蔬菜的准入门槛高，流通环节少，所以本文不考虑“农超对接”模式。蔬菜在供应链上的物流与信息流如图1 所示。各个环节相互依存，任何一个环节出现问题，上下游节点也会被影响，通过对各个环节的控制，从而实现整个供应链信息的完整性及供应链价值的最大化[3]。

2 溯源追溯系统的总体设计

2.1 总体框架

图1 蔬菜供应链

总体框架根据《中华人民共和国食品安全法》和《“十三五”国家食品安全规划》精神，降本增效，从源头治理，结合现代信息技术，延伸追溯链条，全面建设蔬菜质量安全追溯系统。基于现代信息技术的蔬菜质量安全追溯系统采用传感器、二维码、GPS、电子秤等多种现代信息技术，实现蔬菜供应链信息采集记录，全程追溯，质量实时监管和结算等功能，并结合政府、企业和消费者的不同需求，设定了各自的用户权限，实现蔬菜从生产到销售全过程的透明化、安全化[4]。追溯系统的总体框架如图2 所示。

2.2 软件体系结构

软件体系的功能是指导硬件体系打印标签，记录识别出来的信息，将信息发送到数据库，并提供平台使消费者进行信息查询。根据蔬菜生产流通过程，信息的传递过程和信息的作用，蔬菜质量安全追溯系统的软件体系结构如图3 所示。

图2 蔬菜追溯系框架

图3 软件体系结构

（1） 蔬菜流通全程信息管理系统。蔬菜流通全程信息管理系统处于整个系统的中心位置，读取蔬菜从生产到销售全过程的零碎信息，并将这些信息汇总起来并整合，然后按顺序连接，将纯粹的数据变成蔬菜安全追溯信息，传送到电脑上进行信息化管理。

（2） 蔬菜质量安全信息数据库。在蔬菜供应链中，涉及到大量信息，需要对信息存储、记录、分析，蔬菜质量安全信息数据库能够对蔬菜的生产、流通进行记录，存储在数据库中，以数字、文字显示出来，方便其他系统的调用。主要分为2 个数据库，一是用于企业各流通节点进行数据读写的实时事务处理型数据库，二是用于政府监管部门监管及消费者溯源查询的数据仓库型数据库[5]。

（3） 蔬菜企业信息管理系统。蔬菜追溯系统根据企业的不同需求，以单个企业为单位（批发市场也属于单个企业），开发蔬菜企业信息管理系统，蔬菜流通全程信息系统可以对接企业端信息记录系统，实现系统间的数据共享，避免系统重复建设。系统集成不同的组件，每个企业对自己蔬菜从生产到销售的全过程的质量安全、信息记录、更新负责，监控蔬菜的流通状态，对出现问题的蔬菜采取及时的措施，避免问题的扩大。

（4） 蔬菜质量信息共享平台。蔬菜质量信息共享平台是连接消费者和政府监管部门与企业的一个桥梁，能够与全程信息管理系统实现无缝对接。消费者可以从标签上查看到比较简单明了的信息，消费者要想获得更多关于蔬菜生产到销售的详细情况，可以通过电话和短信咨询、扫描二维码或查询网站，对蔬菜有进一步的了解，消费者通过得到的信息提出反馈意见，有助于蔬菜市场更加安全健康的发展。平台打破负责食品监管的各个部门之间信息孤立，不共享的局面，政府监管部门通过监管窗口，获取监管数据，对监管工作进行实时考察，提高监管效率。

2.3 硬件体系结构

信息的获得和信息传输到电脑的平台上，需要硬件系统与之结合。硬件规划图如图4 所示。

图4 硬件体系结构

（1） 传感器体系。在蔬菜生产过程，温度、湿度等生产环境的状况，也是需要了解的基本信息[6]。实时监控蔬菜的环境条件，根据反映的数据，采取相应的措施，才能保证蔬菜有更高的品质。传感器采集的是模拟信号，再转化成数字信号传输到平台上，可以实现温湿度的信息采集[7]。

（2） 在蔬菜的运输环节，主要利用智能冷藏车辆车载终端实现对蔬菜的监督管理，利用各种传感器设备（温度传感器、湿度传感器等）、GPS 系统等，实现对蔬菜运输过程中车辆运行状态信息的采集，并将相关信息实时回传至信息追溯系统，同时接受由系统发送的各种指令信息。

（3） 二维码体系。蔬菜从种植、加工、包装、运输到最后的销售环节，操作人员都是通过解译上一环节信息，将上一环节信息与本环节信息结合，生成新的追溯信息传递到下一环节，并编译成新的二维码。为了实现信息关联，所以要有相应的配套设施，即外部设备由二维码扫描器、二维码打印机和二维码专用纸组成，蔬菜的基本信息储存在标签中，通过扫描器读出来，并通过无线通信技术将信息显示在平台上。二维码能够高效、准确地采集各种信息，保证追溯的有效性。

（4） 溯源电子秤。溯源电子秤通过网络接入溯源系统服务器，读取溯源系统服务器对应的商品溯源信息存储地址，处理器能够将溯源信息下载下来，与称重信息等新的溯源信息打包上传到溯源系统服务器。

（5） 在应用服务层，包括应用服务器、数据服务器、负载均衡服务器。集群技术为服务器提供了冗余性和扩展性，保证应用程序在发生灾难性故障时也能继续正常运行。同时还有安全设备、防火墙等。

3 蔬菜质量安全追溯系统功能实现

蔬菜种植基地和合作社模式，实现了蔬菜的规模化种植，在蔬菜生产阶段，播种时根据地块不同为蔬菜建立二维码档案，蔬菜生产过程的地块、施肥、用药、采收等信息将被自动识别，并通过无线传输装置自动编译记录在企业的蔬菜生产追溯子系统；蔬菜到达流通加工中心首先进行检测、入库作业，用扫描器扫描蔬菜上的纸质条码，读取纸质条码上的信息，管理系统跳转到对应的界面，对蔬菜进行检验，并将检验合格的产品入库，同时将蔬菜检测结果、检测人员、入库信息录入到系统中。根据客户订单需求，将蔬菜分拣出来后，对蔬菜进行加工、包装、出库作业，扫描二维码标签采集蔬菜加工信息（如加工人员、时间）、包装信息（如包装人员、时间）、出库信息（如拣货人员、出库时间等） 进行录入和存储，驱动打印机打印生成新的二维码标签。蔬菜运输追溯子系统主要利用GPS、传感器等设备对蔬菜的运输环节进行信息录入，实现蔬菜运输过程的实时跟踪定位查询和信息维护；蔬菜进入流通领域的批发市场后，由批发市场监管，批发商下载软件录入流转信息，更新二维码标签。销售时，团体消费单位携IC 卡或零散消费者使用手机支付，配备超市或农贸市场的溯源电子秤，将销售信息自动录入数据库，同时打印销售凭证，零散消费者则直接打印消费凭证供消费者查询，团体消费单位也可以通过IC 卡进行查询。

对于“小、散、杂”的农户，批发市场需要对进场的批发商严格控制。进场之前，提供蔬菜的产地证明、检验证明，对蔬菜的品名、产地、检测信息进行登记，上传至批发市场的数据库，根据信息生成二维码。发生交易时，使用溯源电子秤结算，实现交易信息的自动上传，并打印交易凭证，交易凭证上显示追溯码，会随着蔬菜到最终的消费者手中。

4 结 论

在我国，虽然食品质量安全追溯进入快速发展阶段，但是信息化程度低，追溯信息的广度、深度、精确度不够，以及信息不共享仍然是现实问题。本文以蔬菜为研究对象，借助传感器、二维码、GPS、电子秤等现代化信息技术，利用现代信息技术对蔬菜质量安全追溯系统进行优化。通过对蔬菜供应链物流及信息流的分析，明确蔬菜流通环节和追溯信息，对于政府、企业、消费者的需求，分别设置了针对企业的实时事务处理型数据库，和用于政府监管及消费者溯源查询的数据仓库型数据库，达到数据实时监控，更新和信息的互联互享，提高了溯源系统的可靠性、实时性和准确性，实现蔬菜全过程的信息追溯。