基于二维码标识的林下产品溯源系统研究

2022-05-28郑诗琳霍耀超

贵阳学院学报(自然科学版) 2022年1期

郑诗琳，霍耀超

（1.贵阳学院数学与信息科学学院，贵州贵阳 550005;2.贵州航空职业技术学院现代服务学院，贵州贵阳 550009）

溯源系统，又叫可追溯系统，即在产品生产、销售的过程中对其一切有关联的信息进行记录、查询、监督的质量保障系统［1］。该系统可以在食品发生产品安全问题的时候，能够准确地找到从生长到生产的各个环节中，具体哪个环节出错，从而能够避免该产品在后续的生产过程中出现相同的问题，以达到使产品安全水平得到提升的目的。

近年来，食品质量安全事件频频发生［2］，引起了公众的密切关注。俗话说民以食为天，当人们从媒体上看到一个又一个被曝光的食品安全问题，不得不引起大家对食品安全问题的重视［3］。国际上，一些发达国家早就已经将溯源系统用于食品安全质量管理当中。

我国目前也开始重视溯源系统在食品安全质量管理中的应用［4］，但是在林下产品的质量安全方面，并没有太多的建设，很多方面并没有完善。

由于食品质量安全的问题日益突出，许多发达国家都对食品的可追溯都给予越来越多的关注，且通过建立相关法律强制实施食品安全追溯制度，全面推进我国食品安全溯源系统的必要性就显得至关重要［5］。频发的食品质量安全问题暴露了在生产加工环节中存在的弊端以及安全隐患［6］，随着当今社会人们对食品安全的重视程度以及消费观念的提高，针对林下产品的溯源系统的研究就具有非常重要的意义：

第一，能够有效地存储和记录林下产品信息，满足消费者的知情权和选择权。

第二，能够促进贸易，增强林下产品的国际竞争力，增加出口机会。

第三，能够增强消费者购买的信心，同时促进林下产品生产企业的自律。

第四，能够帮助政府部门对林下产品质量安全的监管。

第五，通过林下产品溯源系统来解决整个大兴安岭的特色林下产品的溯源问题，从而确保大兴安岭特色林下产品产业的健康发展。

当前，很多国家的相关政府部门和广大消费者都要求建立林下产品供应链的溯源机制，且许多国家已开始制定相关的法律法规，用法律法规的手段将林下产品溯源纳入林下产品质量安全管理当中。

1 林下产品溯源的流程

林下产品所涉及到的养殖者应该完整地记录并保存产品生产全过程的溯源数据，并且实时上传、提交相关产品的所有溯源数据，数据的真实性必须保证，数据最好要详细体现，并且数据必须是完整有效的，能够将林下产品从生产、加工到运输中各个阶段的实际情况如实地反映，这样才能让产品专属的二维码在消费者扫描时获取到正确、全面的产品溯源数据，当产品发生质量安全问题的时候，可登录系统迅速地逐环节进行追溯，找到并确定出现问题的相应责任人或者责任企业。

本系统所用到的产品信息相关的专业数据，如产地的地理、水质、气候等信息，均为生产产品的厂商提供，建立林下产品原产地环境信息数据库和安全生产信息数据库，实现生产销售的信息化。林下产品溯源流程图结构，如图1 所示。

图1 林下产品溯源流程图

本系统的实质是将林下产品从田间成长到成品包装再到销售直至消费者手中的全过程，将产品的信息进行如实记录并且能够有效识别出错地方，从而能够起到快速解决产品质量安全问题的作用。建立林下产品溯源系统的商家企业能够有效地管理并记录产品的基本信息，构建起安全的产品供应链，向消费者提供可查询的产品相关信息，最终达到消费者满意。而且，当林下产品发生安全问题时，可以第一时间向上溯源，找到问题的关键并且迅速解决问题，是一种对消费者生命健康有效的安全保障。

林下产品溯源系统的主要构成体现在以下几个方面:

（1）生产加工信息采集，主要是记录产品生产基地以及加工过程中的基本信息，是本溯源系统在建设中所需要搜集的基本信息，需要让生产经营者真实记录消费者所关心的该产品生产所经历的各个阶段的相关信息，从而供消费者查询使用。

（2）仓储运输信息维护，主要是记录产品在仓库储存环节中的详细信息，并记录产品在物流运输过程中的一些重要数据，用这些信息保证产品在生产到售出的中间环节的有效信息的录入，以供查询。

（3）销售订单信息维护，主要是记录订货、发货、到货的相关操作，方便消费者在产品出现问题或者想要溯源的时候能够准确定位该产品所在的批次的相关产出信息。

（4）溯源信息查询，消费者可以通过扫描产品外包装上的二维码［7］，或者直接登录网站输入产品包装上的编码，从何能够看到产品从生长一直到消费者手中的全部相关信息，从而能够彻底了解到产品的所有信息。

林下产品溯源系统主要由三部分组成:产品数据数据库、产品生产管理与查询网站模块和二维码生成及溯源码分配模块。本文主要讨论林下产品溯源系统的研究，并不关注林下产品在生产、加工、储存、运输等过程的一些过于实际的细节。因此，现在假设在产品交易之前，有关于其一切真实有效、完整一致的数据是可以获取的，并且是在有关监督部门的监督之下进行的。

2 林下产品溯源系统的设计与实现

2.1 功能模块设计

本系统一共分为五个模块，包含了生产加工模块、仓储物流模块、销售订单模块、后台管理模块以及二维码生成模块。

在产品生产加工环节，农户对土地进行整改灌溉并将情况记录下来，由于多种林下产品对于生长环境的特殊要求，农户还需要将室温、空气的相对湿度、光照强度等相关因素记录下来，形成产品生产档案，经过审核合格后系统为生产基地建立唯一编号。产品的生产环节主要有：基地选择，包括水源、空气、土壤、气温、光照；肥料供给，取之于土地，还至于土地；品种筛选，世界范围内甄选优良品种；除虫除草，巧妙应用自然法则，完全采用物理方式；种植技术，尊重自然规律，相信科学数据。这些过程中的相应相关数据都应记录在案，经过检测合格后，管理员将其上传至数据库，然后再对产品进行包装，并配以电子标签。

在仓储物流环节，工作人员将仓储环节相关数据如仓库名称、地址、温度、存放库位等上传至数据库，形成每批次产品相对应的仓储档案，发货时，将发货单号、发货点物流公司信息、配送车辆信息记录生成物流档案，由管理员上传。也需记录产品经过何种方式，到各大商场售卖的全过程。

在销售订单环节，管理员通过订单对应销售地点，为其配备相应批次的电子标签，以便销售人员对产品进行溯源标识，以达到消费者购买时可溯源产品相关信息的目的。

在后台管理环节，管理者主要整理每天录入系统的各种信息如生产商、物流公司、卖场等各个环节的相关信息，并进行分类汇总。

在二维码生成环节，需要整理产品从生产到销售全过程的所有信息，包括原产地的基本信息以及仓储物流的所有数据，然后进行二维码生成，生成每个产品独一无二的二维码。

结合多种关键技术，如产品个体标识技术、数据组织技术、数据存取技术、数据共享与交换技术等［8］，以软件设计的基本流程为主线，完成大兴安岭林下产品溯源系统相关模块的设计研究工作。系统总体框架如图2 所示。

图2 系统总体框架图

2.2 系统架构设计

林下产品溯源系统主要由三部分组成：产品数据数据库、产品生产管理与查询网站模块和二维码生成及溯源码分配模块。网站端采用B/S（Browser/Server）架构。

2.3 系统的主要功能

本系统主要由三个子系统组成，每个子系统都能体现相应的多种功能，它们的功能模块结构图如图3 所示：

图3 林下产品溯源系统功能模块结构图

2.3.1 溯源数据采集子系统

溯源数据采集子系统的功能主要是完成林下产品所需要的数据的收集与编码。

（1）系统注册登录功能。有意愿使用该系统的企业或个人，需要进行注册，经过认证审核之后，方可在使用权限范围内使用本系统。对于企业用户，注册认证需要提供企业相关资质文件等相关信息，而个人用户仅需要提供基本身份信息进行认证。进入到本系统的首页以后，如果通过认证的企业或个人可以通过已经注册过的账号和密码在相应区域内登录，未注册的用户可以进入首页点击首次注册，进入页面进行注册并等待管理员审核。

（2）数据导入以及二维码生成功能。通过审核的企业可指定工作人员将溯源数据上传至系统，由管理员审核通过后公布。在导入产品相关溯源信息后，通过二维码生成模块，生成商品独有的二维码，并将信息自动保存到相关数据库中。

2.3.2 溯源信息查询子系统

该溯源系统提供的溯源信息查询平台可供消费者、企业和政府监管部门查询产品品质安全信息，其查询的方式分为互联网网站查询以及手机扫描二维码查询。通过产品包装上的二维码以及下方溯源码，可以方便地在本系统的溯源信息查询子系统中看到产品的溯源信息、企业信息、安全标准等，使产品信息透明公开化。

2.3.3 溯源系统管理子系统

溯源系统管理子系统主要的作用是对搜集到的数据进行基本维护及对管理员进行管理。采用权限管理和角色分配的方式管理系统，角色可分为一级管理员、二级管理员和普通用户。系统内权限最高的用户是一级管理员，可以对系统内的所有成员进行管理，包括分配新的管理员账户，修改已有管理员账户，启用或禁用已有管理员账户，并对他们的权限进行分配管理。二级管理员负责系统的维护工作，如数据备份维护、溯源数据审核、普通用户的账号管理等。普通用户可分为企业用户和个人用户，企业用户上传相关溯源信息经管理员审核后发布，个人用户可查询产品相关信息。