智慧农业关键技术中农产品二维码溯源的应用

摘要：二维码（two-dimensional barcode)是用某种特定的几何图形，按一定规律在平面分布的、黑白相间的、记录数据符号信息的图形。二维码在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑的基础比特流概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通

智慧农业关键技术中农产品二维码溯源的应用

二维码（two-dimensional barcode)是用某种特定的几何图形，按一定规律在平面分布的、黑白相间的、记录数据符号信息的图形。二维码在代码编制上巧妙地利用构成计算机内部逻辑的基础比特流概念，使用若干个与二进制相对应的几何形体来表示文字数值信息，通过图像输入设备或光电扫描设备自动识读以实现信息自动处理。二维码具有条码技术的一些共性，如每种码制有其特定的字符集，每个字符占有一定的宽度，具有一定的校验功能等；同时，还具有对不同行的信息进行自动识别、处理图形旋转变化等功能和特点。图1 为超市农产品用于溯源的二维码。

图1 农产品二维码

2 二维码溯源体系

由于二维码具有高密度和低成本的特点，因此目前通常被用于溯源技术产品。农产品二维码溯源是以二维码为载体，对农产品质量安全进行全程的追溯和管理的过程，通过在种植基地应用便携式农事信息采集系统，实现农产品履历信息的快速采集和实时上传，也可以通过手工单据进行扫描采集上传，通过在生产企业应用农产品生产管理系统，实现有机生产的产前提示、产中预警和产后检测。通过将各生产企业数据聚集到园区管理部门，构建追溯平台数据库，实现用上网、二维码扫描、短信和触摸屏等方式进行追溯，从面保障农产品质量。利用二维码潮源可以使企业能够实时、精确地掌握整个生产及供应链上的产品流向和变化，控制整个生产流通环节的安全可靠。图2 为某公司的二维码溯源体系示意图。

图2 二维码源源体系示意图

通过二维码信息可以实现农产品从产地到产品生长环境（包括生产中的选种、施肥、用药等）,再到检测以及销售等环节的追溯。由于二维码的编码和解码技术是公开的，因此就需要克服二维码易被复制、防伪性差的问题。

可采用非对称密钥技术对信息进行加密和解密来解决上述问题，加密后的二维码必须通过相应的解密算法和使用公钥才能读取出相应的信息，否则就是一堆乱码，这在一定程度上保证了二维码使用的安全性一般来说，建立一套较为完整的农产品二维码溯源体系大致可以分为以下四个方面。

①.农产品溯源管理综合系统

农产品溯源管理综合系统是农产品溯源系统的核心，是所有数据的处理存储中心，通过该系统，可以将地方特色农产品的种植过程信息数据化；质量监督部门可以对农产品生产过程进行有效监督，可以对成熟的农产品进行抽查检验，通过数据进一步证实生产过程的真实可靠性。这种通过第三方对产品进行背书的方式，使消费者对农产品产生足够的信任感，增强消费者信心。消费者最后可以通过手机扫描二维码，方便、快捷地查询农产品的信息。

②.种植信息管理系统

种植信息管理系统（图2)是整个农产品溯源系统建设的基础，它是溯源管理中非常重要的一环，这部分数据是否真实和有效关系到溯源过程的成败。该系统的主要功能是记录农产品生产的详细信息（如产品产地、播种育苗情况、施肥情况、灌溉情况、用药情况、病虫害情况、采收时间等）,把农产品生产过程信息化，为每一个农产品建立一份“电子档案”，对这些农产品的生产过程进行全程记录，将记录的信息存储到可溯源农产品管理系统的数据库中，方便日后查询。同时，可以采用加密技术，通过私钥对信息进行加密，为每一批经过抽样检验合格的农产品生成二维码标签，在该标签中记录该农产品的生产过程信息，没有经过检验或检验不合格的产品则不能生成二维码，不可使用可溯源农产品二维码标签。

图2 种植信息管理系统

③.质量监督管理系统

在质量监督管理环节，质量技术监督管理部门通过不定期抽查，检查农产品生产者的生产过程是否符合要求、是否存在虚报、瞒报信息等行为，并把检查结果上传至溯源管理综合系统。另外，在农产品成熟采摘时节，在田间地头进行采样检测，并把检测报告上传到溯源管理综合系统，通过数据说话，增加优质农产品质量的说服力。消费者可以在农产品溯源平台上检索到质量监督管理部门上传的相关检测报告，这样一方面政府可以给优质的农产品进行标注，真正达到“优质优价”；另一方面还可以克服一些政府部门盲目背书的弊端，把不符合规范要求的农产品排除在可溯源农产品范围之外，增强政府的公信力。

④.销售查询追溯系统

在销售环节，为了让消费者更好地了解农产品的生产过程和产品质量，需要为消费者提供多种查询手段，实现农产品的质量溯源。如可以采用智能手机二维码识别系统，对产品上的二维码进行识别，识别后就可以清楚地知道产品的编码、生产者、生产日期、溯源系统网址等信息，如图3 所示。如果消费者想了解更详细的信息，可以登录溯源系统，通过产品编码检索该产品详细的种植过程，质检报告等。检索成功后，该农产品的电子档案就会一览无余地展现在消费者面前，让消费者“买得放心，吃得安心”。

图3 通过手机进行销售查询追潮

二维码在农产品溯源中的运用，对于农产品溯源系统的建设具有重大意义，为地方特色农产品提供了一种低成本、高效益的推广方案。农产品溯源系统实现农产品生产记录全程“电子化”管理，为农产品建立透明的“身份档案”，采购方和消费者均可以通过手机扫描二维码快速查询到相关产品的生产信息，从而实现“知根知底”，满足消费者知情权，使消费者能够放心地采购和消费。同时，通过此举可以提高生产者科学生产的意识，提升农产品的品牌价值，更好地促进优质农产品的流通和销售，具有很好的应用前景和推广价值。

3 二维码溯源的特点及发展现状

移动互联网时代的到来，促使二维码成为传统市场接入移动终端的重要工具。当前，基本人手一部智能手机，而且国内手机已基本实现网络全覆盖，通过手机扫描二维码实现收款、付款、关注公众号、读取信息等形式，已经被国内广大消费者所熟悉。二维码具有储存量大、保密性高、追踪性高、抗损性强、备援性大、成本低等优势，特别适用于安全追踪。因此，二维码在农产品安全溯源中的应用逐渐普及开来。

①.农产品二维码溯源系统的特点

随着移动互联网信息科技以及农产品电子商务发展的不断加快，农产品溯源二维码系统被越来越多的地区应用于农产品质量监管溯源体系。采用农产品二维码溯源系统有以下六个特点。

(1)农产品信息可追溯。农产品溯源二维码系统可以对农产品进行追踪，从原产地，到物流、销售，再到消费者手中，一路追溯产品的生命轨迹。只需要通过对应的溯源二维码，消费者拿起手机扫一扫，就能获取农产品的详细信息，让消费者买得放心，食用安心。

(2)可快速召回问题农产品。通过农产品二维码溯源系统可以帮助企业及时发现有问题的农产品，并且及时召回这些农产品，以防再次流入市场，从而保障了消费者的安全及企业自身的利益。

(3)农产品问题可追责。利用农产品溯源二维码系统可以准确无误地查出农产品在不同环节出现的各种问题，也可以找出对应环节的相关企业和具体负责人，做到责任可追究，有针对性、高效地解决问题。

(4)保障农产品消费安全。农产品二维码溯源有利于农产品防伪，可有效保障农产品消费安全。

(6)统计监控市场动态。农产品溯源二维码系统可以连接每一件农产品的地域分布信息，了解和掌握市场需求，帮助企业调整市场销售的方案和策略。

②.农产品二维码溯源发展现状

目前，国内已有很多企业投入对二维码潮源管理平台的研发，技术已相对较为成熟。如励元科技（上海）有限公司以二维码为基础，实现了原料管理、工艺流程、物流管理、渠道管理、消费者管理的全链条产品物联信息系统的建立，该系统可以帮助提高产品制造效率、工艺水平及企业效益，并以身份标识码为核心，建立起产品流通及消费的大数据，实现产品全链追溯多元化。该公司农产品追踪追测实现的功能包括以下四个。

(1)原辅料管理方面，根据原辅材料的来源，记录供应商信息、产品名称、产品数量及产地等与产品相关的信息；根据原辅材料从供应商流通至工厂的环节，依照实际需求实现运输车辆在运输节点的管理。工厂根据收到的原辅材料进行相关的产品指标性能等方面的检验，并形成相应的检验报告做到追溯有据可依。

(2)生产方面，通过在线赋码系统，通过生产线将“最小包装一中盒一外箱”之间建立对应关系，达到商品的追踪追溯、物流跟踪、仓库管理、分销渠道管理等目的，通过读取二维码或条码，关联对应的产品、型号、包装袋数、生产日期、批次、班号、生产线、带班负责人员等，实现生产状态的可追溯。

(3)仓库和物流方面。在仓库方面，实现自动生成仓库报表，产品管理实现先进先出，实现区域销售商、零售商的产品信息档案管理：在物流方面，实现产品流向追踪与管理，物流的监控与跟踪。

(4)终端营销网络。终端营销网络具有产品防审货管理、产品防伪查询、重点区域经销商情况分析、主要地区分布走势分析、会员积分管理及产品召回管理等功能，可供用户查看产品的营业总额表、销售月报表、销售日报表、销售时间统计报表以及异常经销商情况报表等目前，国内类似的二维码潮源管理系统平台（图4)层出不穷，相关企业的管理水平和配套服务也在日益完善，总体来讲，农产品二维码追潮是一个能够连接生产、检验、监管和消费各个环节，让消费者了解符合卫生安全的农产品的生产和流通的过程，提高消费者放心程度的信息管理系统工程。从产品质量的鉴别到最终订单的达成，通过每件农产品包装上独一无二的二维码，实现农产品全供应链的监管。