0 引言
随着人民生活质量的不断提高及中国入世后农产品流通面临的新情况，农产品安全问题引起了越来越多人的重视。中国是一个农业大国，农产品出口在中国对外贸易中起着重要作用。近年来，中国出口到美国、日本和欧盟等国家的蔬菜、茶叶、蘑菇、肉类、罐头等农产品和加工食品因出现卫生问题，不仅使中国蒙受了巨大的经济损失，也使中国出口农产品丧失了良好的声誉。可追溯系统是促进生产信息透明化，提高农产品卫生安全，增加农产品市场竞争力的重要措施。
对于追溯系统的研究，最初是由欧盟为应对疯牛病问题于1997年开始逐步建立起来的。欧盟于2002年年7月颁布了178/2002号法令，要求从2004年起在欧盟范围内销售的所有食品都能够进行跟踪与追溯，并于2006年初开始实施《欧盟食品及饲料安全管理法规》，突出强调了食品从农场到餐桌的全过程控制管理和可追溯性。美国于2004年5月公布了《食品安全跟踪条例》，要求所有涉及食品运输、配送和进口的企业要建立并保全相关食品流通的全过程记录[7].加拿大要求到2008年80%农业食品联合体农产品可追溯源头，实现“品牌加拿大”战略；日本政府已通过新立法，要求肉牛业实施强制性的零售点到农场的追溯系统，系统允许消费者通过互联网输入包装盒上的牛身份号码，获取他们所购买牛肉的原始生产信息；澳大利亚实施国家牲畜标识计划(NLIS)，它是一个永久性的身份系统，能够追踪家畜从出生到屠宰。中国各地区、各部门在农产品安全追溯制度及其系统建设方面已经开展试点示范工作，2003年国家"863”项目设立“饲料和畜禽产品数字化安全监控体系研究”专题，谢菊芳等人做了猪肉追溯系统的研究;南京市以优质安全农产品标志为质量溯源的重要载体，以南京市农产品质量安全网站为监管平台，启动农产品质量IC卡管理体系；国家条码推进工程办公室自2004年6月起在山东省潍坊市寿光田苑蔬菜基地和洛城蔬菜基地实施“蔬菜安全可追溯性信息系统研究及应用示范工程”；上海市畜牧部门依据上海市出台的《上海市动物免疫标识管理办法》，开始为猪、牛、羊等畜产品建立档案。中国的农产品追溯系统建设正处于起步阶段，已有的研究多集中在畜产品行业且只能追溯到生产企业，而蔬菜与畜产品在生产、包装、个体标识等方面又存在很大不同，且消费者需要了解与产品安全相关的用药、施肥和检测等信息。因此本研究以各企业生产履历数据为基础，以条码为载体，利用数据库技术、网络技术、预警技术和条码技术，通过构建统一的追溯平台，实现对企业的安全生产管理和对消费者提供追溯。1系统设计
1.1 总体框架
蔬菜安全生产管理及质量追溯系统以蔬菜初级产品为研究对象，以生产企业——销售终端（超市或社区便民服务中心）为基本模式，从生产企业、消费者的不同角度设计该系统，系统包括蔬菜安全生产管理系统和蔬菜质量追溯系统两部分，其框架如图1。从图中可以看出，企业端蔬菜安全生产管理系统通过对农户信息、地块信息、生产过程信息、包装信息等的记录形成产品档案，并保存在企业端数据库中，同时各企业端定期上传数据到追溯中心数据库；在产品包装时，通过一定的编码规则，生成带有产品档案信息的条码；产品进入市场的同时，完整的档案数据已经在追溯中心数据库中形成；消费者买到带有条码的蔬菜产品时，可以通过质量追溯系统中的网站、手机短信、超市扫描机等不同平台输入追溯码，即可实现产品追溯。
图1 蔬菜安全生产管理及质量追溯系统基本框架
1.2 系统结构设计
1.2.1 蔬菜安全生产管理系统
蔬菜安全生产管理系统以单个企业为单位，以组件技术为支撑，通过分析不同企业的生产流程，开发面向企业个性化需求的系统。系统的数据采集模块分掌上电脑数据采集、其他数据库数据导入和手工输入三种；数据库开发中通过分析不同企业流程开发通用数据库，并根据企业自身需要开发个性数据库；系统通过集成不同组件实现生产过程记录、库存信息管理、销售信息管理、条码打印、生产预警、短信发送、数据上传、数据统计等功能。蔬菜安全生产管理系统结构见图2。
1.2.2 蔬菜质量追溯系统
将各个生产企业的数据进行汇总，建立统一的安全追溯基础数据库，建立界面友好、功能强大的追溯系统，实现新闻动态、企业展示、安全追溯、放心导购、消费投诉、专家咨询等功能。追溯的方式分为网络追溯、扫描追溯、电话追溯和短信追溯等，电话追溯和短信追溯的实现需要呼叫中心和短信平台的支持。
图2 蔬菜安全生产管理系统结构图
2 主要流程设计
2.1 安全生产预警
在生产过程的管理中对产品生产过程实行安全预警，即对影响农产品质量安全的违规行为进行监测，实时提出预警信息，给出纠偏建议，提醒生产者。预警分农药使用预警、肥料使用预警和产品检测预警三部分，预警是通过集成标准信息来实现的。见图3。
图3 安全生产预警流程图
2.2 多平台追溯
消费者通过网站、手机、电话、触摸屏扫描端输入唯一追溯号，系统根据追溯查询表判断是否已经追溯过。若已经追溯，系统将己追溯的时间、IP地址或手机号码返回给消费者；若没有，追溯系统将相关追溯信息返回给消费者。这样就有利于实现产品的防伪。多平台追溯流程见图4。
图4 多平台追溯系统流程图
3 主要关键技术
3.1 追溯码编码技术
常用的商品标识代码包括EAN/UCC-13、EAN/UCC、128、UCC-12，而EAN/UCC-128条码在全世界范围内具有唯一性、通用性、标准性，成为全球贸易中信息交换的“关键字一和“全球通用的商业语言”。通常情况下，商品的基本特征包括商品名称、商标、种类、规格、数量和包装类型等，但这种编码方式考虑产品本身属性较多而考虑产品生产、流通过程信息较少，因此课题研究人员在前期研究中探讨了水产品追溯码编码的设计，采用了产品属性编码和流程编码相结合的编码方式。蔬菜产品与水产品在个体包装、产品流通等方面均存在着差异，在参考水产品编码的基础上，更多应考虑种植者、产地、产品等级、包装类型、包装规格等属性，因此采用UCC/EAN-128编码方式结合产品编码和流程编码，针对蔬菜自身特点对蔬菜产品进行追溯编码设计，确定以同一批次生产的产品作为其“身份”制定的标准。同一批次是指某企业在同一时间、同一地块内生产的同一品种的产品，具体示例如图5所示。
图5 追溯码示意图
如图5所示，商品标识代码作为全球贸易项目代码，用(OI)标识符标识。包装日期和生产地块作为属性代码分别用(II)和(10)标识。生产日期采用YYMMDD的编码方式，生产地块采用前4位标识所属农户加2位地块编码方式，因此上述条码表示的信息为：北京乐平农产品产销有限公司0002号农户02号地块生产的迷你黄瓜，该黄瓜的包装日期为2005年5月23日。通过这种方式生成的追溯码作为产品的信息的载体具有唯一性，同时提供产品信息、产地信息和生产日期等，而且符合EAN，UCC编码规范。
为了实现多平台的追溯和追溯的便利性，在打印条码标签时，将条码号隐藏，设计与条码对应的产品追溯号，这样在有扫描设备的地方用扫描条码追溯，在没有扫描设备的地方可以通过输入追溯号追溯。追溯号对每个产品来说都是唯一的，设计为20位，其具体构成为；包装日期+农户地块编号+产品名称及品种编号+产品等级及包装编号+唯一标示号，如图6所示。
图6 追溯标签设计图
3.2 数据同步技术
由于企业端数据需要定期更新到追溯中心数据库中且两者数据库结构可能不同，因此就存在异构数据库的数据同步问题。本系统中采用XML进行数据同步，企业端的操作人员通过选择日期，系统自动分离更新的数据并将其转化为XML，启动数据同步模块，追溯中心端系统自动判断是否已经存在此数据，若存在则退出数据同步，若不存在则将XML数据反序列化为数据记录并添加到追溯中心数据库中。这样的更新方式既适用蔬菜生产企业网络环境不太好的实际情况，又可以减少一次数据的更新量。数据同步实现流程见图7。
图7 数据同步实现图
3.3 多平台追溯技术
蔬菜质量追溯系统可以有上网追溯、条码扫描追溯、手机短信追溯和语音电话追溯。在本研究中，语音电话追溯是通过呼叫中心来实现，国家农业信息化工程技术研究中心成立了呼叫中心，设立了服务号，为语音电话上实现追溯奠定了基础。
手机短信追溯主要是通过集成国家农业信息化工程技术研究中心开发的手机短信平台来实现。手机短信追溯主要是通过结合手机短信平台，用户只要在自己手机上发送产品追溯码，系统就会将用户感兴趣的信息回复到用户手机上。
4 系统实现
蔬菜安全生产管理系统考虑到多用户性和可扩展性，系统采用B/S的体系结构；蔬菜质量追溯系统为了给公众提供一个查询的平台，其中网络追溯采用网站形式，其他追溯方式通过集成相应平台来实现。整个系统以.net为开发平台，以C#.net为开发工具，采用面向对象的开发思想。在编写系统公共类的基础上实现相应功能。见图8。
图8 质量追溯系统界面示例
蔬菜安全生产管理及质量追溯系统服务器端操作系统选用Windows Server 2003 EntERPrise，负责Web站点的管理与信息发布。客户端可为Windows 2000 Professional，Windows XP中任意一种。网络数据库系统为SQL Server2000。目前，系统已经在北京市乐苹农产品产销有限公司、北京小汤山特菜基地等多家企业得到了应用，从使用情况来看，该系统规范了农产品档案的管理，提升了产品附加值，提高了企业的声誉，满足了消费者知情权，取得了良好的经济效益和社会效益。
5 结论与讨论
1)采用符合EANUCC标准的条码，结合产品编码和流程编码，设计了符合蔬菜产品特点的产品追溯码，通过该载体将信息流与实物流联系起来，实现各个环节的数据交换。
2)在分析蔬菜产品生产过程的基础上，设计与开发了蔬菜安全生产管理系统，实现了信息管理、条码打印、生产预警、短信发送、数据上传、数据统计等功能。
3)建立了集上网追溯、触摸屏扫描追溯、短信追溯、语音电话追溯为一体的蔬菜质量追溯系统，并与蔬菜安全生产管理系统实现数据同步，消费者可通过不同方式追溯到产品的最新信息。
4)通过在北京市多家企业的应用表明，使用该系统可规范企业生产管理，提高产品附加值，同时满足消费者知情权。
5)系统以生产企业——销售终端为模式，从信息技术的角度构建了安全生产管理及质量追溯系统。当然对于存在多层流通环节的产品要实现全程追溯，还需要建立相应的流通管理系统及相关法律法规和技术的配合完善，并将已有成果迅速推广转化；同时积极学习国外先进技术。
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本文标题：蔬菜安全生产管理及质量追溯系统设计与实现
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