基于Web的农产品质量安全追溯系统设计与实现——以安徽长丰草莓为例

张永定,姚光顺,陶 伟,单 军

1 引言

近年来，农产品生产过程中农药和化肥的过量使用使得农产品质量安全问题变得更加严重，人们的健康受到了严重威胁。同时，农产品的质量问题给涉农企业造成了巨大的经济损失，引发政府和消费信任危机[1]。例如，2015年4月，央视报道了草莓农残量超标的新闻，受这则报道影响，中国“草莓之乡”合肥长丰县的草莓尾果严重滞销，种植户至少损失5亿元[2]。

随着社会的发展和生活水平的提高，人们对农产品及食品的需求和关注也正从数量向质量转变[3]，对农产品的关注更倾向于查看其成分、起源、加工及运输方式等全过程的信息。国内外已经普遍认识到农产品食品追溯体系建设对于保障“从农田到餐桌”的食品安全具有重要意义[4]。建立农产品质量安全可追溯系统，实现对农产品的溯源，既可以让政府监管部门实时跟踪农产品的生产经营情况，也可以让消费者了解所购农产品的生产过程。当农产品发生质量安全问题时，能够精准定位出现的问题，快速查明问题产生的原因，避免事件的升级[5]。本文在对合肥长丰草莓企业实地调研的基础上，构建了农产品质量安全追溯体系，为农产品质量安全问题提供了一种参考解决方案。

2 系统分析

2.1 功能性需求

安徽长丰县是全国草莓生产第一大县，素有“中国草莓之乡”的美誉。通过对当地涉农企业、政府监管部门和消费者的调研，他们希望能通过一个查询网页或者手机扫描二维码就可以了解农产品的产地、生产过程、施肥施药记录以及质量检测情况。

2.2 溯源单元划分

在进行农产品追溯时，首先应当对追溯的对象进行确定[6]。溯源单元是具有相同特征又相互独立的可追溯农产品对象，可以是单一的农产品，也可以是同一批农产品[7]。不同的溯源单元对应着不同的追溯方法，即个体追溯法和成批追溯法。农产品每天的产量非常大，个体追溯法工作量太大且成本很高，不适合使用。由于同一大棚同一批农产品生长环境、生产操作基本一样，故本系统选择成批追溯法，即同一大棚同一批次的农产品在同一天采摘后拥有相同的溯源码。

2.3 溯源码构成

编码技术是农产品安全追溯的关键技术[8]。通过调研，农业企业每天待销售的农产品数量大，种类多，来源复杂，如果对每批次农产品生成独立QR码并打印，打印成本较大。故本系统选择二维码与溯源编号相结合的溯源码构成方式。用户可以用微信等手机应用扫描产品包装溯源标签上的二维码登录溯源网站，然后输入溯源编号即可查询到农产品的溯源信息。溯源编号是在包装过程中打印在二维码下端。溯源编号中包含农产品采摘日期及随机标识位，通过溯源编号在数据库中可以查询到农产品生长全过程信息及该批产品质量检测报告信息。农产品溯源标签如图1所示，溯源编号构成如图2所示。

图1 农产品溯号标签

图2 溯源编码构成

3 系统设计

3.1 功能设计

该系统的用户包括管理员、政府监管部门、农业企业和消费者。管理员负责用户管理、权限分配及系统维护。政府监管部门作为整个追溯系统的监督者，负责对每一批次的农产品进行抽样检测，生成检测报告和溯源编码，及时将农产品的农残检测结果及溯源编码上传到服务器。农业企业负责农产品生产全过程操作记录的上传，配合监管部门送检农产品，记录生成的溯源编码并正确打印到产品包装上。消费者购买农产品后，使用手机微信能应用扫描二维码打开溯源网站，并输入溯源编码即可查看农产品农残检测结果及生长全过程。业务流程如图3所示。

图3 业务流程图

根据业务流程图，农产品质量安全追溯系统的主要功能模块有：管理员模块、政府监管部门模块、农产品企业和消费者模块。农产品质量安全追溯系统功能模块如图4所示。

图4 农产品质量安全追溯系统功能模块图

3.2 数据库设计

在实际调研的基础上，根据系统业务流程所产生的数据流，对数据库进行了规范的设计。该系统创建的数据表如下。

(1)基本信息表：用来保存所有种植草莓的大棚信息，包括大棚的位置、名称、所属企业、类型、图片等信息；

(2)产品类型表：用来保存农产品类别，例如草莓、圣女果、甜瓜等。

(3)产品表。用来保存产品信息，包括品名、图片、品种介绍。

(4)农事类型表：用来保存农事信息，例如翻地、浇水、施肥、覆盖地膜等；

(5)产品批次表：用于保存某一大棚某一批次种植某一种产品的唯一标识；

(6)农事信息表：用来保存对某一批次产品的日常操作记录；

(7)质量检测表：用于保存某一批次产品某一天质量检测的检测报告信息；

(8)用户表。用来保存用户信息，包括用户名、密码和角色权限。

这些数据表记录了农产品从种植、生产、质检到销售过程中涉及到的信息，构成整个系统的基础和核心，为后期的农产品溯源和安全问题查明原因提供了保障。

4 系统实现

4.1 前台功能实现

用户在PC端通过Web浏览器输入企业网站即可进入农业企业的官方网站，该网站以动态的方式对企业进行宣传。PC端界面如图5所示。

图5 PC端企业门户网站界面

用户在购买农产品后，也可以使用手机扫描包装盒上的二维码即可进入企业官方网站的手机界面，该界面除了对企业进行宣传外，还提供在淘宝、美团购买该农产品的链接以及大棚视频在线播放功能。手机端主界面如图6所示。

图6 手机端界面

在PC端网站上方或者手机端的质量安全追溯查询入口输入产品包装盒上面的10位溯源编码，即可查看该农产品的品种介绍，生产企业及基地信息，从整地、栽种到采摘全过程信息，采摘日期及质量安全监测报告及结果。溯源结果如图7所示。

图7 溯源结果页面截图

4.2 后台功能实现

系统管理员、政府监管部门用户、农产品企业通过后台登陆页面，输入用户名、密码即可进入农产品质量安全追溯系统后台界面。后台管理界面如图8所示。根据用户的权限不同，用户登陆后看到的后台界面不同。系统管理员可以注册用户以及分配权限。政府监管部门可以录入农产品检测结果信息，并自动生成该批次农产品的溯源编码。农产品企业可以维护自己企业的产品信息以及增加上传生产农事信息。

图8 后台管理界面

5 结束语

随着科技的发展和物联网技术的兴起，生产全过程的可追溯是农产品生产加工发展的必然趋势。在对企业、消费者、政府职能部门调研的基础上，利用Web等现代信息化手段建立了农产品质量安全追溯系统。该系统近年来应用于合肥长丰畅天科技有限公司的草莓种植销售中，提高了企业的知名度和草莓销量，为打造畅天草莓品牌提供了相应的信息技术保障。