引 言

智慧農(nóng)業(yè)是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為支撐的新型農(nóng)業(yè)發(fā)展模式， 是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物[1]。智慧農(nóng)業(yè)結(jié)合了物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)通信等信息化技術(shù)，在監(jiān)測(cè)區(qū)域中部署各類(lèi)傳感節(jié)點(diǎn)，主要監(jiān)測(cè)空氣溫濕度、光照、土壤溫濕度、有關(guān)氣體濃度、土壤中氮、磷、鉀、鉛、鉻、鎘、汞等重金屬含量環(huán)境信息參數(shù)和控制相應(yīng)設(shè)備自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可視化遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程操作、災(zāi)變預(yù)警、農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化種植、可視化管理和智能決策等，高效利用農(nóng)業(yè)資源，大幅降低農(nóng)業(yè)成本和能耗，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[1]。

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，居民在生活質(zhì)量得到大幅提高的同時(shí)，對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全也愈加重視。食品安全問(wèn)題在我國(guó)一直備受關(guān)注，這就要求我國(guó)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系的完善給予重視，從農(nóng)產(chǎn)品種植到銷(xiāo)售的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)管， 保證居民食用健康、營(yíng)養(yǎng)的農(nóng)產(chǎn)品。

本文構(gòu)建的基于混合模式的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)將傳感器，無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，智能網(wǎng)關(guān)，WebService，二維碼和移動(dòng)終端等技術(shù)相結(jié)合，對(duì)農(nóng)作物的播種、施肥、灌溉、除草、病蟲(chóng)害防治、噴藥、收獲等各環(huán)節(jié)中的相關(guān)信息和農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中的空氣溫濕度、光照強(qiáng)度和土壤重金屬檢測(cè)等環(huán)境信息， 以及農(nóng)產(chǎn)品加工、運(yùn)輸和銷(xiāo)售等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄，使政府質(zhì)檢部門(mén)和消費(fèi)者群體對(duì)農(nóng)作物從生長(zhǎng)到最終的農(nóng)產(chǎn)品銷(xiāo)售環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)追蹤得以實(shí)現(xiàn)。這對(duì)提高農(nóng)作物生產(chǎn)效率和有效追蹤農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量具有非常重要的意義。對(duì)于政府質(zhì)檢部門(mén)來(lái)說(shuō)，一旦發(fā)現(xiàn)存在質(zhì)量不合格的農(nóng)產(chǎn)品， 可以立即找到其源頭，有效遏制不合格農(nóng)產(chǎn)品的流通，有效解決農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全問(wèn)題。對(duì)于消費(fèi)者群體而言，在選擇購(gòu)買(mǎi)農(nóng)產(chǎn)品時(shí)，能夠隨時(shí)隨地追溯其質(zhì)量信息，捍衛(wèi)自己的合法權(quán)益。

1 研究方法

本文要實(shí)現(xiàn)的基于混合模式的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)從農(nóng)作物的種植過(guò)程開(kāi)始，每一塊農(nóng)田都有屬于自己的ID 標(biāo)識(shí)， 依據(jù)唯一的ID，在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中記錄播種、施肥、灌溉、除草、病蟲(chóng)害防治、噴藥、收獲等環(huán)節(jié)的相關(guān)信息，以及農(nóng)產(chǎn)品加工、運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的信息，消費(fèi)者可以對(duì)農(nóng)產(chǎn)品信息進(jìn)行跟蹤和追溯。技術(shù)路線(xiàn)如圖 1 所示。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文構(gòu)建的基于混合模式的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)主要分為硬件部分和軟件系統(tǒng)。硬件模塊主要實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物從種植到農(nóng)產(chǎn)品加工、流通和銷(xiāo)售等各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，將數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。軟件系統(tǒng)分為 WebService服務(wù)和 Android 客戶(hù)端。由于Android客戶(hù)端無(wú)法直接與數(shù)據(jù)庫(kù)交互，因此本文采用WebService作為橋梁，WebService從數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取數(shù)據(jù)， Android客戶(hù)端通過(guò) SOAP協(xié)議從WebService獲取數(shù)據(jù)，以供用戶(hù)查詢(xún)農(nóng)產(chǎn)品的追溯信息。

(1) 硬件環(huán)境設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)硬件部分主要包括供電模塊、傳感器模塊、ZigBee 模塊和網(wǎng)關(guān)模塊。供電模塊為其他模塊供電，傳感器模塊實(shí)時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，然后通過(guò)ZigBee 模塊將數(shù)據(jù)傳送給網(wǎng)關(guān)模塊，最后網(wǎng)關(guān)模塊通過(guò)特定的串口通信程序?qū)?shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)庫(kù)中。

(2) 軟件設(shè)計(jì)

硬件部分的網(wǎng)關(guān)模塊通過(guò)串口通信將傳感器采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中，Web Service 從數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取數(shù)據(jù)，Android 客戶(hù)端通過(guò) SOAP 協(xié)議從Web Service 獲取數(shù)據(jù)，Android 客戶(hù)端通過(guò)Web Service 與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的查詢(xún)功能。軟件架構(gòu)如圖 2 所示。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

基于混合模式的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯系統(tǒng)基于 Android 平臺(tái) 開(kāi)發(fā)，管理員和用戶(hù)可以在移動(dòng)端進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品相關(guān)信息的查詢(xún)。 數(shù)據(jù)庫(kù)采用 SQL Server 2008 R2。

Android 端所展示的信息數(shù)據(jù)全部來(lái)自 SQL Server 數(shù)據(jù) 庫(kù)，在開(kāi)發(fā)時(shí)利用 Web Service 作為橋梁，直接從數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào) 取數(shù)據(jù)，通過(guò)移動(dòng)端與 Web Service 通信，從而實(shí)現(xiàn)與 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)之間的間接通信。

軟件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)包括 Web Service 服務(wù)和 Android 客戶(hù)端。

（1）Web Service 服務(wù)

Web Service 可實(shí)現(xiàn)從 SQL Server 數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)取數(shù)據(jù)與對(duì) 數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的查詢(xún)。

圖 3 所示為 Web Service 調(diào)用數(shù)據(jù)的方法。其中包括對(duì) 農(nóng)戶(hù)農(nóng)田信息表、播種、施肥、灌溉、除草、病蟲(chóng)害防治、噴藥、 收成、農(nóng)藥殘留、傳感器采集環(huán)境參數(shù)信息表、土壤重金屬檢測(cè)信息表和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯信息表。

點(diǎn)擊不同的方法后，可獲取不同表中的數(shù)據(jù)。

在點(diǎn)擊“selectAllCargoInfor40”后，可得到農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量 追溯信息。

（2）Android 客戶(hù)端

Android 首頁(yè)分為 4 大模塊，分別是農(nóng)田種植管理模塊、 農(nóng)作物生長(zhǎng)管理模塊、生長(zhǎng)環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模塊和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量 追溯模塊。

點(diǎn)擊不同的圖片按鈕后，會(huì)跳轉(zhuǎn)到數(shù)據(jù)表的顯示頁(yè)面。

 4 結(jié) 語(yǔ)

本系統(tǒng)連接了農(nóng)作物的種植、管理、收購(gòu)、加工、物流與配送各個(gè)環(huán)節(jié)，能夠使農(nóng)田管理者根據(jù)農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境信 息進(jìn)行科學(xué)種植，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)業(yè)資源利用率。同 時(shí)對(duì)農(nóng)作物從播種到收成再到農(nóng)產(chǎn)品加工、運(yùn)輸和銷(xiāo)售的信 息在數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄，方便消費(fèi)者實(shí)時(shí)了解、追溯農(nóng)產(chǎn) 品相關(guān)信息，為食品安全問(wèn)題提出了一種有效的解決方案。