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基于物联网的茶叶质量溯源系统研讨

发布时间:2018-12-15 22:23:30 文章来源:未来智讯    
    基于物联网的茶叶质量溯源系统研讨作者:未知   摘 要:茶叶作为我国大宗农产品,其产品质量平安已受到广大人民群众的关注。笔者以广西农垦茶叶产品作为研讨对象,设计了茶叶质量溯源的九个技能步骤,引入二维码、RFID、传感器、无线传感网等物联网新技能,设计了茶叶质量溯源系统框架、功能模块、数据库设计等,开发了覆盖茶叶生产、茶叶加工、茶叶销售等全家当链的质量溯源系统,实现了智能化的信息采集与处理,增强了茶叶溯源的效率及可信度,扩大茶企业的品牌影响力。
  关键词:茶叶 物联网技能 质量溯源系统
  我国是世界茶叶原产地,至今已有5000多年的制茶和饮茶历史。茶叶产品质量已成为民众关注的焦点[1]。由于我国茶企业对产品质量抑制不够重视,在茶叶生产、加工、流通环节抑制不严,导致重金属污染、农药残留超标等严重问题,对广大群众身体健康、茶叶品牌形象及市场销售影响极大。为此,有必要建立一套高效、智能化的质量溯源系统,对茶叶的生产和加工环节进行全过程的质量监控,以有效地提升茶叶质量。
  系统依托农业部农垦农产品质量溯源体系,引入二维码、RFID、传感器、无线传感网等物联网新技能,开展茶叶质量溯源系统研讨,建立高效、智能化的质量溯源系统,有效提升茶叶质量及茶业企业的品牌。
  1 茶叶质量溯源的关键技能步骤
  根据茶业企业生产实际情况,确定了茶叶质量溯源技能路径的9个技能步骤,即追溯精度、追溯深度、追溯产品种类及规模、追溯关键抑制点、追源信息采集、建立电子化生产档案、实现网络信息化、准时传递信息、变成追溯标识[2]。
  追溯精度由茶企业的追溯生产实体或责任主体来确定的,一般界定为茶农所管理的茶园地块。追溯深度由茶企业按照销售渠道来确定的,一般界定为企业的初级分销商。追溯规模由茶企业所管理的茶园数量和种植面积来确定的,每年根据企业茶园面积、产品种类及包装要求制订追溯指标。根据茶叶生产工艺流程及相关危害因素分析,确定了茶叶种植、茶叶采摘、茶叶加工、茶叶仓储、茶叶包装等环节为质量追溯的关键抑制点。围绕茶叶的生产及加工环节,利用传感器、RFID等物联网技能采集产品追溯信息,采集方式如图1所示[3]。
  依据国家及行业的农产品质量平安相关标准的要求,编制了电子化生产管理档案,包括茶园种植、茶叶采摘、加工、包装等环节信息,实现企业全程生产信息电子化管理。根据茶业企业组织管理模式,组建企业局域网和集团广域网络,将各农场、茶厂生产信息准时采集并汇总管理,最终经企业溯源管理中心审核后,将溯源信息发布到政府监管的平台。茶企业主要使用RFID标签和二维码标签作为茶叶产品的标识,以方便政府监管人员、企业生产管理人员、最后消费者查询。
  2 系统设计
  系统根据国家及行业制订的茶叶追溯标准,引入二维码、RFID、传感器、无线传感网络等物联网新技能的应用,开发含茶叶生产、加工、包装、仓储、销售等全过程的质量溯源系统,以增强茶叶产品溯源的可信度及精准度 [3]。
  2.1 设计系统框架
  系统在农业部农垦农产品质量溯源体系的基础上,联合茶企业生产实际,设计了溯源信息采集子系统、溯源数据审核汇总子系统、溯源信息查询子系统,由此组成了基于物联网技能的茶叶质量溯源系统,如图2所示。由采集茶园生产信息、采集茶厂加工信息两局部构成溯源信息采集子系统,主要通过传感器、无线传感网、RFID等采集温度、湿度等茶叶生产监测信息以及茶叶加工、仓储、包装等信息[4]。溯源数据审核汇总子系统由企业溯源管理中心收集各环节溯源信息并根据农业部标准进行审核汇总,然后上报农业部数据中心。溯源信息查询子系统提供了网站查询、RFID标签查询、二维码标签查询等多种查询方式,供消费者、销售商、政府监管部门进行查询。
  2.2 设计系统功能模块
  根据茶叶产品全程溯源的要求,设计了茶叶生产信息采集、茶叶加工信息采集、质量监督管理、信息查询等八个功能模块。系统功能模块图如图3所示。
  2.3 设计系统数据库
  为了加强溯源数据统一管理,本系统基于Microsoft SQL Server 2005构建企业级茶叶溯源系统数据库,数据库包括茶园生产与信息采集表、茶叶加工与信息采集表、质量监控管理表等构成,各表之间以地块编码、产品编码等关键字实现数据关联。例如茶叶加工与信息采集表包括了鲜叶采购表、茶叶初精加工表、茶叶包装信息表等,如表1所示。
  3 系统的实现与应用
  3.1 用户信息及编码管理
  根据系统操作要求,设置了多个用户角色并分配不同权限,用户角色包括:茶农、茶厂验青员、茶厂加工人员、茶厂仓库管理员、系统管理员等。编码管理功能包括茶叶产品二维码的生成、RFID标签写入、信息更新等功能,如图4所示为编码管理界面。
  3.2 茶园生产信息采集
  为了实现茶园加入品、生产作业及采摘等管理功能,设计了茶园农事管理、地块管理、采摘管理等子功能。例如,茶园农事管理功能可录入或查询茶园肥料使用记录、生产操作记录,操作界面如图5所示。
  3.3 茶叶加工信息采集
  为了实现鲜叶采购、茶叶初加工、茶叶精加工、入库管理等管理功能,设计了茶叶采购管理、加工管理、仓储管理等子功能。例如茶叶加工管理子功能可录入茶叶加工过程信息记录并写入RFID标签及条码等,操作界面如图6所示。
  3.4 溯源信息查询
  系统实现了网站查询、手机查询、RFID标签查询、二维码查�等多种方式。通过在企业网站首页中嵌入网络客户端程序,用户可通过网站直接查询上传到农业部数据中心的产品溯源信息。消费者也可使用智能手机直接扫描茶叶包装盒上的溯源二维码,就能够查询出产品溯源信息。
  4 结束语
  以广西农垦茶叶产品作为研讨对象,研讨了茶叶质量溯源的关键技能步骤,开展了系统架构设计、数据设计、功能模块设计等,并开发覆盖茶叶全程溯源的系统功能,建立了适合企业生产实际的智能化、高效的质量溯源系统,实现茶叶生产、加工、销售全过程的溯源,有效提升企业茶叶产品质量。
  但由于对茶叶质量溯源的研讨还不够深入,涉及的研讨内容有待于进一步完善与提升,例如系统如何联合企业及茶农需求增加内部工作管理及农业专家教导功能,系统还能够引入移动互联网新技能,进一步拓展互联网+茶叶质量溯源的新研讨方向。
  参考文献
  [1] 姜含春,赵红鹰,葛伟. 中国茶家当现状及发展趋势分析[J].中国农业资源与区划,2009,30(3):23-28.
  [2] 李云,唐永宁. 茶叶产品质量追溯系统基本架
  构与技能路径初探[J]. 广西热带农业,2009
  (6):26-28.
  [3] 阳琼芳,江立庚. 基于物联网的茶叶质量溯源系统架构及技能路径[J]. 农业研讨与应用,
  2015(4):62-65.
  [4] 马国俊. 物联网核心技能及其在农业领域的应用[J]. 江苏农业科学,2012,40(11):390-392.
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