基于物联网的农作物种子供应链可追溯系统的设计

李佳颖?宋伟?徐如月

摘要：为了解决农作物种子源头追溯困难、标准难以控制等问题，本文提出了基于物联网的农作物种子供应链可追溯系统。该系统以技术支撑农作物种子质量管控工作，构建了全程贯穿种子生产、仓储、加工、运输和营销的质量追溯管控体系。通过与消费者、种子经销主体、农户和政府监管部门的无缝连接，确保农作物种子信息的即时查询和共享，以保证种子质量的安全。研究结果表明，基于物联网构建的农作物种子供应链追溯系统有助于降低农作物种子流通成本，提高農作物种子质量安全，并实现农作物种子流通的信息化与透明化管理。因此，该系统将为促进我国农业生产标准化提供有力支持。

关键词：物联网；农作物种子；供应链；可追溯系统；设计

在我国，农作物种子的质量对于农业生产至关重要。保障农作物种子的质量对于确保粮食安全和提高农业产量具有重要意义。尽管我国已经非常重视农作物种子质量的严格把控，并构建了相应的质量管控机制，但仍时常发生农作物种子质量安全事件，给农户合法利益造成严重损害，同时也对我国的粮食安全构成了威胁，成为一种严重的社会隐患[1]。为解决农作物种子质量问题，应用物联网技术，从技术层面支持农作物种子质量管控工作，并搭建种子供应链可追溯系统。使物联网技术功能得到充分发挥，从而形成在种子生产、仓储、加工、运输和营销中全面贯穿的质量追溯管控体系。该系统将实现消费者、种子经销主体、农户以及政府监管部门的连接，保证农作物种子信息的即时查询和共享，为农作物种子质量提供安全保障。

一、农作物种子供应链特点

（一）资产专用性高

农作物种子在再生产过程中的分类和整理赋予了它们较强的资产专用性，因为它们需要根据特定的品种和需求进行筛选和处理，以适应特定的种植环境和农作物要求。

（二）农作物种子市场不确定性

农户购买农作物种子与进行种植的过程是分散的，并不需要共享种子信息。农作物种子的不确定性、季节性和易变质性使农作物种子交易的成本较高。

（三）市场发展不均衡

我国是农业大国，农作物主要为家庭经营，且存在较大的地域差异，农作物生产分散，造成市场发展不均衡。所以，农作物种子必须有企业带动联合生产，由此方可对市场发展产生带动作用[2]。

二、农作物种子供应链可追溯系统

（一）农作物种子供应链

所谓供应链，就是以核心企业为中心，多企业协同运作，自供应原材料至产品销售形成的信息链、物流链、增值链以及资金链的综合化网链结构。农作物种子供应链主要为种子生产基地、种子加工和销售的流程，通过控制物流、资金流以及信息流，将农作物种子销售商、生产商以及加工商等连接为网链整体，以实现农作物种子在流通中的增值目的[3]。图1为农作物种子供应链流通过程。

（二）农作物种子追溯平台

农作物种子追溯平台的主要功能是跟踪和记录农作物种子的生产和流通全过程。它涵盖了农作物种子的生产、流通和销售等各个环节。通过使用RFID、条码等技术，平台可以收集和整理农作物种子的相关信息。通过查询条码信息，用户可以了解农作物种子生产和流通中的重要信息。也就是说，利用农作物种子追溯系统跟踪追溯，可以精准判断农作物种子是否存在缺陷，并及时召回与改进种子质量。供应链系统构成主要包括商流、物流、信息流以及资金流，农作物种子供应链追溯系统以信息流为基础，通过物联网技术与信息技术对农作物种子流通中的信息进行记录、识别与存储，为农作物种子质量提供安全保障。

三、农作物种子供应链可追溯系统现状

目前，我国的一些地区如北京、天津和山东等已经建立了农作物种子供应链追溯系统，并取得了显著成效。这些系统通过全程跟踪和控制农作物种子的生产、加工和流通，为农作物种子的质量安全提供了保障，并提升了公众对农作物种子流通科学化和信息化管理的认知[4]。

国内的农作物种子追溯系统主要采用二维条码技术。在系统设计中，追溯系统由用户终端查询、企业端信息管理以及种子质量安全数据库共同组成。图2为农作物种子供应链追溯系统架构。

尽管国内部分地区已经创建了农作物种子供应链追溯系统并对农作物种子的种植、生产等流程进行专业化管理，但目前农作物种子流通市场仍存在一些问题，如产品无标识、诚信不足以及无法追究产品质量责任等。整体而言，我国对农作物种子供应链追溯系统的研究，特别是技术与经济可行性的研究相对较少，同时所应用的现代信息技术较为落后。

现有的农作物种子追溯系统主要采用二维条码技术。追溯系统由用户终端查询、企业端信息管理和种子质量安全数据库组成。但在实施过程中仍存在一系列问题。首先，我国农作物种子的来源包括省内种子生产基地、外来农作物种子以及省内散户种子生产，但农作物种子追溯系统主要服务于种子生产基地，对省内和外来种子缺乏有效管理，一旦种子质量发生安全问题，很难锁定上级种子供应商。其次，政府在农作物种子生产和流通环节的管理和监管存在多头和不完善的情况，导致管理效率低下[5]。例如，农业部门、工商部门和环保部门在种子质量安全认证环节分别负责，但在协同管理过程中，责任与权限划分不明确，造成管理混乱和责任不对等。此外，供应链下游节点没有根据政府规定的农作物种子追溯制度与市场准入原则管理种子，而农作物种子供应链追溯系统提高了种子批发市场准入门槛，导致农作物种子流通成本上升和客源流失。

四、基于物联网的农作物种子供应链可追溯系统设计

针对目前国内农作物种子生产、加工和流通的现状，可以从供应链管理的视角出发，综合应用4G网络、传感器、5G网络以及RFID等物联网技术，构建基于物联网技术的农作物种子供应链追溯平台，并制定相应的农作物种子供应链追踪方案，实现对农作物种子生产、加工和流通全过程的全程跟踪追溯。

（一）农作物种子供应链追溯系统所选追溯方式

针对农作物种子供应链追溯平台的构建，可以选择一种适合的信息追溯方式，明确数据信息关联模式[6]。目前，国内食品行业的信息追溯多应用以中央数据库为基础的追溯与链式追溯，链式追溯可在企业内部应用，具体如图3所示。信息追溯过程中，平台先依照追溯码进行业务编码，再通过链式追溯对上下游供应链信息进行追溯。

（二）基于物联网的农作物种子供应链追溯系统架构

在物联网技术下的农作物种子供应链追溯系统中，主要通过创建种子供应链信息档案，连接政府监管部门、种子生产基地和终端消费者，实现对农作物种子流通过程的信息化和透明化管理。该系统的核心目标是综合运用条形码、物联网和计算机技术等，结合信息追溯手段，对农作物种子的质量与安全进行管理。基于物联网的农作物种子供应链追溯流程为：首先利用RFID系统和传感设备对农作物种子的生产和流通环节进行数据采集，并将采集到的信息存储在电子标签中。随后通过阅读器对电子标签进行识别和读取，并将信息传输至中央数据库。最后通过系统的查询模块，将RFID所记录的信息传输至查询系统，从而使用户能够通过终端设备查询到农作物种子的流通信息[7]。

（三）供应链追溯系统的功能设计

1.信息采集模块

在农作物种子供应链追溯系统中的主要功能是采集供应链中的信息，记录农作物种子的种植、生产标识和编号等相关信息。为了提高信息采集的准确性，通常选择使用RFID技术对种子信息进行采集和存储，并将RFID标签作为唯一的种子标识方式，以实现对农作物种子生产、存储和加工等环节信息的跟踪追溯。

2.信息追溯处理模块

该模块功能主要是为农作物种子供应链追溯系统提供信息生成和信息解码的能力。它基于农作物种子供应链的流程，能够处理以物联网为基础的信息追溯过程。

3.车辆监控管理模块

在农作物种子的运输过程中，智能车辆车载终端起着重要的监控和管理作用。它通过集成了温湿度传感设备、GPRS系统和GIS系统等技术，可以采集农作物种子运输过程中与车辆运行相关的信息，并将这些信息实时上传到信息追溯系统中。

4.基于物联网的农作物种子供应链可追溯系统的功能实现

基于物联网的农作物种子供应链追溯系统由多个子系统组成，包括种植追溯、运输追溯、收购加工追溯、销售追溯和仓储追溯等。这些子系统共同协作，确保农作物种子的质量和流通过程的可追溯性。在农作物种子种植追溯系统中，种植生产者通过记录和维护详细信息，对大规模农作物种植基地的全过程进行追溯。从播种、施肥到农作物采摘，种植者记录产地、农户信息以及检测报告等，以保证种植过程的可追溯性和质量安全。农作物种子收购加工追溯系统则由种子加工商负责记录和维护数据信息。加工商记录种子的生产和加工过程，包括来源、加工流程和质量检测报告等。这些记录有助于确保种子的质量和可追溯性[8]。另外，农作物种子运输追溯系统通过追溯信息读写器、溯源秤等设备对农作物种子的交易、进场、结算和检测等环节进行信息录入。结合GPS技术和RFID技术，系统能够实时跟踪和定位农作物种子的运输信息。

五、基于物联网的农作物种子供应链追溯系统应用效果

通过互联网、物联网技术以及GPS、GIS技术构建农作物种子供应链追溯平台，可以全程追踪和记录农作物种子的信息，从而创造巨大的生态效益、经济效益和社会效益。从经济效益的角度来看，基于物联网技术的农作物种子供应链追溯平台有助于解决种子流通中存在的信息不对称问题。通过建立信息互通的平台，种子生产者、加工商、运输商和消费者都能够及时获取和共享相关的种子信息，降低信息不对称所带来的风险和成本。同时，追溯平台还能够优化产品结构，减少种子流通损失，提高种子的利用率，节约种子物流成本。从社会效益的角度来看，基于物联网的追溯系统可以实现种子流通的信息透明化，为农作物种子的质量提供保障。如果种子质量出现问题，追溯系统能够及时发现并进行处理，保护农作物的生长和农民的利益。从生态效益的角度来看，信息技术的应用有助于改变农作物种子流通模式。例如，通过选择“农超对接”模式，可以缩减种子流通环节，实现绿色物流和低碳物流的目标，减少对环境的影响。

六、结束语

总而言之，基于物联网构建的农作物种子供应链追溯系统为农作物种子质量与安全提供了有效保障，并有助于降低种子流通成本。同时，还能够实现农作物种子流通的信息化与透明化管理，为农民和消费者带来巨大利益。故此，构建物联网追溯系统已成为农作物种子供应链发展和确保种子产品质量安全的重要趋势。

参  考  文  献

[1]刘大龙，庞彦和.物联网技术在农作物种子供应链可追溯系统中的应用[J].植物遗传资源学报，2022，23（06）：1868-1870.

[2]刘一健，宋晶晶.物联网下生鲜农产品供应链追溯体系构建探讨[J].食品工业，2022，43（07）：154-156.

[3]李晓东.基于移动物联网技术的青贮饲料可追溯系统设计[J].饲料研究，2022，45（08）：123-126.

[4]韩慧敏.基于物联网的农产品质量安全可追溯系统设计与实现[J].电子技术与软件工程，2020（19）：197-200.

[5]周雄勇. 食品供应链可追溯系统主导者的运作机制研究[D].厦门大学，2020.

[6]李沁. 生鲜农产品可追溯体系构建研究[D].天津农学院，2018.

[7]郭伟亚. 供应链可追溯系统绩效灰关联模糊综合评价研究[D].北京交通大学，2018.

[8]廖仕成. 食品可追溯系统的质量成本分担合同设计[D].上海海洋大学，2018.

2022年度广东省普通高校青年创新人才类项目：区块链技术在精准助农中的应用路径研究——基于后疫情時代的分析（项目编号：2022KQNCX286）。

李佳颖（1990.01-），女，汉族，辽宁铁岭，硕士，中级经济师、会计师，研究方向：区域经济、企业管理；

宋伟（1984-），男，汉族，陕西西安，硕士，工程师，研究方向：数据分析项目实施，设备资产预测性维护，解决方案智能评估项目等；

徐如月（1993.08-），女，汉族，河南驻马店，硕士，中级会计师，研究方向：管理学。