基于移动物联网技术的青贮饲料可追溯系统设计

　　摘 要：青贮饲料具有适口性强、耐储存、营养损失低等优点，是反刍家畜必不可少的饲料来源。合理把控青贮饲料的生产质量，实现青贮饲料供应全流程可记录、可追溯，对青贮饲料产业化、规范化发展具有实际意义。文章基于移动物联网技术，运用Java Web与MySqL工具，采用C/S (客户端/服务器) 架构模式构建涵盖生产、仓储、运输、销售、查询以及系统管理等六大功能模块的青贮饲料可追溯系统。结果显示：可追溯系统各功能模块运行状况良好，能够实现青贮饲料全流程追溯。研究表明，基于移动物联网技术的青贮饲料可追溯系统可以匹配供应链中各企业、质检单位、消费者等用户需求，为青贮饲料产品提供质量安全保障。

　　关键词：移动物联网;青贮饲料;可追溯系统;系统测试

　　青贮饲料能够有效解决春、冬季饲草不足问题，贮备和均衡供给受到人们重视[1-4]。青贮饲料作为一种发酵型饲料，其品质极易因运输方式、窖内调制和贮存环境等环节的影响产生不同程度的变质情况[5-10]。因此，需要对青贮饲料关键生产环节进行精准监控和追溯，以保证青贮质量、提高青贮饲料生产水平。现行饲料可追溯系统主要依赖条码技术读取产品信息，尚无法较好地匹配青贮饲料监管要求和各追溯环节需求变化，实际推广与应用存在困难[11-16]。移动物联网技术具有高扩展性、数据移动性、实时性、高可靠性以及低成本等优势[17]，能够较好地契合青贮饲料实时、全面追溯诉求。本文基于移动物联网技术，针对青贮饲料建立一套全面、科学的可追溯系统，实现对青贮饲料生产、销售、运输等环节追溯管理，推动青贮饲料产业规模化、智慧化转型升级。

　　1 青贮饲料追溯需求分析

　　青贮饲料追溯需要获取生产加工流程中每一环节的准确数据，借助便利的数字技术对生产线与设备部署进行调试。若青贮饲料产品出现质量问题，青贮饲料可追溯系统能够调取产品对应的详细信息，如青贮饲料原材料进货信息、加工订单信息、销售及售后信息等内容，以便采取恰当的措施将损失降到最低。因此，青贮饲料可追溯系统需要满足不同群体的追溯需求，设置恰当的系统功能。青贮饲料可追溯系统设计的关键点是生产环节充分考虑用户的需求，对数据实际使用情况进行客观统计。青贮饲料可追溯系统的用户需求包括以下几点：

　　(1) 供应链中各企业需求：青贮饲料产品供应链涉及生产、加工、收购及销售等企业，均具有调取、输入、修改以及删除青贮饲料产品信息需求，以便对出现问题的原因进行精准溯源。(2) 质检单位需求：青贮饲料产品质检单位需要通过系统终端查询目标企业自检情况以及第三方检验单位抽检结果，判断产品是否合格。还需将抽检结果上传系统，以便后期查询或修改。若判断青贮饲料产品有问题则立即采取相应处理措施，最大化降低损失。(3) 消费者需求：消费者需要在追溯系统中查询青贮饲料产品的有效历史信息，判断产品是否存在质量安全问题，实现放心消费。如在系统中输入产品追溯码，消费者可获取青贮饲料产品的生产、运输、检疫合格等信息。

　　2 系统设计

　　2.1 系统结构设计

　　基于移动物联网的青贮饲料可追溯系统主要任务是完成青贮饲料供应链全流程监控记录，实时、精准地检测对应青贮饲料状态与历史信息。本设计的青贮饲料可追溯系统采用C/S (客户机/服务器) 架构模式，有效实现物联网技术与移动互联技术的有效对接。用户只需通过手机、平板等移动设备便可随时随地查询饲料信息。详细而言，文章按照物联网层级结构[18-19]，将系统整体构架分为物理层、数据层、分析层和应用层。

　　物理层包含支撑物联网系统信息采集和传输的各类传感器、读写器、RFID标签等信息读写设备，为青贮饲料追溯系统打造良好的硬件基础。数据层主要涵盖一切用户需要追溯查询的数据 (存储于总数据库、原料数据库、生产数据库、信息追溯数据库)，是青贮饲料追溯系统的核心。分析层介于数据层和应用层之间，包含各个传感网络子模块的连接与互通，具有强大的数字运算与处理能力，能够为应用层提供数据传输与分析功能。应用层是直接面向用户、服务用户的层级，可针对青贮饲料流转各节点提供生产、仓储、运输、销售、追溯等系统功能。

　　2.2 系统功能模块设计

　　青贮饲料追溯系统的结构框架设计，进一步从软件层面将系统划分为生产管理模块、仓储管理模块、运输管理模块、销售管理模块、追溯查询模块以及系统管理模块等6大部分。

　　2.2.1 生产管理模块生产管理模块包括基础信息管理与可追溯信息管理两个子模块。基础信息管理子模块主要负责对生产流程、管理人员、生产材料以及生产地等基础信息的存储与管理。可追溯信息管理子模块主要负责对各批次青贮饲料的生产时间(原料存储时间、处理时间、制成时间)、生产状态 (完成状态、发酵状态)、生产环境 (温度、湿度、pH值)等数据进行管理。

　　2.2.2 仓储管理模块仓储管理模块包括基本信息管理与可追溯管理两个子模块。基本信息管理子模块负责对青贮饲料仓储位置、仓库编号、仓储时间等信息进行记录与管理。可追溯管理子模块负责对青贮饲料产品来源、仓储位置、入库检测信息、仓库温湿度等信息进行记录与追溯。

　　2.2.3 运输管理模块运输管理模块包含物流基本信息管理、收发货管理与出入库管理等 3 个子模块。物流基本信息管理子模块主要负责对相关订单的物流状态、物流人员、车辆信息、出发时间以及预期到达时间进行管理与记录。收发货管理子模块可向用户提供收、发货时间、供应商、货物产品编码、包装容器、数量等任务信息。出入库管理子模块可对青贮饲料出入库进行记录和管理。当青贮饲料需要出库或者入库时，出入库管理子模块会将青贮饲料发货单据号与电子标识关联，自动更新饲料追溯状态。

　　2.2.4 销售管理模块销售管理模块分为销售基本信息管理与可追溯管理子模块。销售基本信息管理主要包含添加、删除、修订和查询销售订单等功能。可追溯管理子模块可依据销售追溯码获取销售过程中该饲料的全部历史信息。

　　2.2.5 查询管理模块查询管理模块包括查询信息管理子模块和投诉信息管理子模块。查询信息管理子模块由消费者、政府监管部门以及行业组织等多方主体共同参与，实现对青贮饲料生产、仓储、运输、销售全流程追溯查询，实时获取该青贮饲料的生产厂家、生产批次、质检信息、存储信息、运输信息、保质期等关键数据。投诉信息管理子模块向普通用户提供可访问的接口。通过该模块普通用户可直接向监管部门和行业组织投诉某批青贮饲料，相关部门也能够通过此接口了解用户投诉信息，对相关饲料产品展开追踪溯源。

　　2.2.6 系统管理模块系统管理模块包括系统权限管理与系统数据库管理。权限管理子模块主要负责设定不同等级用户访问权限。超级管理员可对系统模块中的所有数据进行读写操作，一般为政府监管部门所有。普通管理员只能对自己所负责的模块进行读写操作，一般为青贮饲料供应链中的企业所有。普通用户只能浏览平台基本页面，不具有读写功能权限。系统数据库管理子模块主要负责及时对系统数据库进行维护和更新，保证系统数据库平稳运行。

　　2.3 系统数据库设计

　　2.3.1 数据库实体关系

　　根据功能模块需求，进一步设计青贮饲料可追溯系统的数据库实体关系。图中涉及的实体分别为监管部门、青贮饲料、用户、物流运输、仓库、青贮饲料生产企业等类型。各类实体包括的属性具体为：(1) 监管部门。包括监管部门编号、人员、账号、密码以及账号权限等属性。(2)青贮饲料。包括青贮饲料编号、青贮饲料类型、饲料状态、饲料配方、饲料批次、生产日期、追溯码信息、生产厂商等属性。

　　(3) 用户。包括用户编号、用户名、用户密码、类型、账号权限、注册时间、交易记录等属性。(4)青贮饲料生产企业。包括生产企业编号、名称、部门、地址以及法定代表人、联系方式等属性。(5)仓库。包括仓库编号、容积、状态等属性。(6) 物流运输企业。包括运输企业编号、名称、规模、地址以及法定代表人、联系方式、物流运输方式、运输存储类型等属性。

　　2.3.2 数据库关键表数据库表设计是数据库开发的核心，是实现系统各功能模块的基础[20]。根据系统功能需求，建立用户信息表、注册信息表、青贮饲料信息表、存储信息表、运输信息表、数据采集表、设备信息表、故障表等共11个数据表。本部分只列出涉及追溯流程的3个数据库关键表。

　　(1)青贮饲料信息表，青贮饲料信息表主要记录青贮饲料的基本生产信息，包括青贮饲料编号、青贮饲料类型、饲料状态、饲料配方、饲料批次、生产日期、追溯码信息、生产厂商等信息。主键是青贮饲料编号，唯一标识某青贮饲料。外键分别是青贮饲料生产企业、仓库编号。(2)仓储信息表，仓储信息表记录青贮饲料在存储过程中的相关信息。主要包括存储仓库编号、仓库容积、仓库状态以及存储时间等属性。存储仓库编号为主键，仓库状态、存储时间为外键。

　　存储信息表记录青贮饲料在运输节点的基本信息，包括青贮饲料运输批次编号、车辆类型、运输目的地、运输环境以及运输时间等信息。运输批次编号为主键，运输时间、运输目的地为辅键。

　　3 追溯系统试验和实现

　　3.1 青贮饲料可追溯系统的试验环境设置

　　为观察基于移动物联网技术的青贮饲料可追溯系统实际运行效果，判断各项功能是否可以有效满足用户需求，对系统进行专项测试。选择适宜的开发设备与应用环境，对移动物联网下青贮饲料可追溯系统的 6 个子模块展开测试。

　　3.2 试验过程与结果打开PC端和移动端对应的物联网青贮饲料可追溯系统平台软件，对 6 大模块链接进行测试。具体测试内容为：生产、仓储、运输、销售、追溯查询模块能否调用相应的青贮饲料产品信息，各端口数据是否一致;系统管理模块是否能对权限和数据库进行调整，并同步更改各端口信息。青贮饲料可追溯系统各模块功能的测试结果。文章设计的青贮饲料可追溯系统各项试验结果均与预期相符，具有科学性及可执行性，能够有效提升青贮饲料相关信息的可追溯水平。分析可知，基于移动物联网技术设计的青贮饲料可追溯系统能匹配供应链中各企业、质检单位、消费者等用户需求，为青贮饲料产品质量提供安全保障。

　　4 结论

　　为实现对青贮饲料生产、销售、运输等环节追溯管理，文章结合移动物联网技术设计青贮饲料可追溯系统。系统通过数据库技术、Java Web技术，将生产管理、仓储管理、运输管理、销售管理、查询管理、系统管理等六大模块融为一体，力求从青贮饲料生产源头上提升和强化产品的安全性，实现产品快速召回、及时处理等追溯管理。经系统试验发现，青贮饲料可追溯系统能够最大化降低人为因素误差，确保青贮饲料产品高效、优质生产，基本实现全流程追溯，具有一定的推广实践价值。

　　参考文献

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　　作者：李晓东