茶葉溯源網(wǎng)絡(luò)安全預(yù)警平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

茶葉溯源網(wǎng)絡(luò)安全預(yù)警平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

食品安全不僅與人類最基本的權(quán)利有關(guān)，而且與一個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、社會(huì)穩(wěn)定和政治穩(wěn)定有關(guān)。食品安全溯源體系,最早是1997年歐盟為應(yīng)對(duì)“瘋牛病”問題而逐步建立并完善起來的食品安全管理制度。為了實(shí)現(xiàn)豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)化管理,提高豬肉生產(chǎn)的質(zhì)量和效益,馬從國等人在2007年將可追溯系統(tǒng)應(yīng)用到豬肉的質(zhì)量監(jiān)管方面,實(shí)現(xiàn)了豬肉生產(chǎn)和消費(fèi)的網(wǎng)絡(luò)化管理,系統(tǒng)的實(shí)施提高了豬肉生產(chǎn)的質(zhì)量和效益六安瓜片是我國著名的特種綠茶,產(chǎn)銷歷史悠久,品質(zhì)獨(dú)特優(yōu)異,曾名列全國十大名茶之一,盛極一時(shí)1溯源監(jiān)管平臺(tái)的構(gòu)建六安瓜片溯源防偽預(yù)警平臺(tái),在質(zhì)量安全追溯與監(jiān)管平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究的基礎(chǔ)上,通過若干子系統(tǒng)對(duì)茶園的核心區(qū)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、茶莊環(huán)境監(jiān)管、茶葉質(zhì)量安全溯源防偽與預(yù)警。1.1建立質(zhì)量安全追溯分析模型六安瓜片的溯源防偽預(yù)警平臺(tái)是基于茶葉全產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量安全追溯與監(jiān)管平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)研究,按照農(nóng)產(chǎn)品“生產(chǎn)有記錄、信息可查詢、流向可跟蹤、責(zé)任可追究、產(chǎn)品可召回、質(zhì)量有保障”的總體要求建立了茶葉質(zhì)量安全追溯防偽體系。一方面,平臺(tái)建立農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯與監(jiān)管體系,開展農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量安全追溯有利于促使生產(chǎn)者按照農(nóng)產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)從事農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)加工,提高農(nóng)業(yè)企業(yè)的內(nèi)部管理水平,提升產(chǎn)品質(zhì)量安全水平以及品牌形象。另一方面,農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯體系的建立,有利于增強(qiáng)政府部門對(duì)農(nóng)業(yè)企業(yè)的監(jiān)管能力,以及對(duì)問題農(nóng)產(chǎn)品的發(fā)現(xiàn)和處置能力,提高對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管水平,實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全責(zé)任的追究,有效預(yù)防農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全事件的發(fā)生。1.2質(zhì)量安全追溯與監(jiān)管六安瓜片溯源防偽預(yù)警平臺(tái)按照“標(biāo)準(zhǔn)體系-關(guān)鍵技術(shù)-平臺(tái)開發(fā)-應(yīng)用示范”思路,針對(duì)目前六安瓜片全產(chǎn)業(yè)鏈中存在的信息碎片化、數(shù)據(jù)交換缺乏標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)地生境物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)融合、加工包裝自動(dòng)化裝備與平臺(tái)無法對(duì)接、茶葉質(zhì)量檢測數(shù)據(jù)共享、大數(shù)據(jù)分析和服務(wù)能力缺乏等問題,重點(diǎn)圍繞六安瓜片全產(chǎn)業(yè)鏈中信息流的整合,打通生產(chǎn)、加工、流通與消費(fèi)的數(shù)據(jù)鏈,保障信息的準(zhǔn)確性、及時(shí)性和一致性,開展六安瓜片全產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量安全追溯與監(jiān)管信息支撐與服務(wù)體系關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、平臺(tái)構(gòu)建以及系統(tǒng)集成應(yīng)用示范,為六安瓜片提供簡便、快捷、可視化的溯源信息服務(wù)以及對(duì)問題食品無遺漏及時(shí)召回提供技術(shù)保證。利用當(dāng)前的物聯(lián)網(wǎng)、地理信息(GIS)、視頻監(jiān)控、二維碼等信息技術(shù)將生產(chǎn)企業(yè)信息、茶葉茶園、生產(chǎn)基地,投入品、農(nóng)事作業(yè)、茶葉質(zhì)量檢測檢疫等信息,以及茶葉加工、儲(chǔ)藏、銷售等茶葉質(zhì)量安全信息進(jìn)行有效集成,實(shí)現(xiàn)對(duì)茶葉的全程質(zhì)量安全追溯與監(jiān)管。技術(shù)路線如圖1所示。1.3基地編碼和溯源編碼消費(fèi)者可通過掃描產(chǎn)品包裝上的二位碼來獲得產(chǎn)品的詳細(xì)信息,該系統(tǒng)的編碼溯源路線如圖2所示。在茶葉初級(jí)生產(chǎn)加工階段,可以記錄茶園基地的基本信息,如茶園基地地理位置、基地負(fù)責(zé)人;記錄茶葉生產(chǎn)加工過程管理信息,如,茶葉除草記錄、修建記錄、施肥施藥記錄、土壤檢測記錄等。通過數(shù)據(jù)庫表關(guān)聯(lián)來得到基地編碼。茶葉加工階段,通過記錄茶葉加工信息、包裝信息、檢測信息、加工企業(yè)信息等來形成加工企業(yè)編碼。批發(fā)商階段,記錄批發(fā)商信息、物流信息、茶葉產(chǎn)品信息來形成批發(fā)商收購碼。在超市階段,記錄超市信息和從收購碼里獲得的信息來形成超市收購碼。最后生成可供消費(fèi)者掃描用的六安瓜片溯源碼。消費(fèi)者可以通過掃描此溯源碼來獲得茶葉從加工到生產(chǎn)、流通方面的主要信息。1.4溯源碼結(jié)構(gòu)及日期代碼六安瓜片溯源防偽預(yù)警平臺(tái)防偽系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)是建立在防偽溯源碼的生成基礎(chǔ)上的。防偽溯源碼是六安瓜片追蹤溯源、防偽預(yù)警的唯一標(biāo)識(shí),是實(shí)現(xiàn)六安瓜片從“茶園到茶杯”整個(gè)環(huán)節(jié)信息流通與傳遞的關(guān)鍵。防偽溯源碼具有唯一性、通用性與隨機(jī)性等原則,與六安瓜片防偽網(wǎng)址URL一起,利用具有儲(chǔ)存密度高、糾錯(cuò)能力強(qiáng)的二維碼技術(shù),生產(chǎn)最終可供消費(fèi)者掃描的二維碼產(chǎn)品,該防偽溯源碼結(jié)構(gòu)如圖3所示。防偽網(wǎng)址URL是消費(fèi)者掃描產(chǎn)品二維碼之后跳轉(zhuǎn)到的界面網(wǎng)址,可供消費(fèi)者查看產(chǎn)品信息以驗(yàn)證產(chǎn)品真?zhèn)?。日期代碼和隨機(jī)碼組成生產(chǎn)批次號(hào),用來確保六安瓜片溯源碼的特定性與唯一性。日期代碼是表示該批六安瓜片的二維碼生成日期,隨機(jī)碼是在數(shù)據(jù)庫中查詢具有相同企業(yè)代碼、茶園基地代碼、日期代碼的溯源信息的條數(shù)來進(jìn)行自增產(chǎn)生的,這樣可以保證不同批次的六安瓜片具有不同的溯源碼,也可以通過隨機(jī)碼來統(tǒng)計(jì)同一天產(chǎn)出多少批次的六安瓜片。1.5防偽預(yù)警模型本模型可以依據(jù)數(shù)據(jù)庫中的掃描記錄,獲取掃碼時(shí)間、掃碼次數(shù)與掃碼地點(diǎn)經(jīng)緯度3個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù),分析比較掃碼時(shí)間、掃碼次數(shù)與掃碼地點(diǎn)之間距離分析六安瓜片假冒偽劣產(chǎn)品發(fā)生的嚴(yán)重程度及范圍,根據(jù)二階段算法的原理,設(shè)置掃描次數(shù)閾值和掃描距離閾值分階段逐步判定,實(shí)現(xiàn)對(duì)六安瓜片的防偽預(yù)警。其預(yù)警流程圖如圖4所示。(1)防偽預(yù)警模型閾值即臨界值,掃描次數(shù)閾值是指產(chǎn)品二維碼被掃描次數(shù)的臨界值,本模型以掃描次數(shù)閾值作為劃分風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)之一。六安瓜片防偽預(yù)警模型將風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警根據(jù)嚴(yán)重程度分為3個(gè)等級(jí),分別為:輕度風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、中度風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和重度風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。針對(duì)不同等級(jí)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警設(shè)定不同的掃描次數(shù)閾值k,設(shè)定輕度風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警掃描次數(shù)閾值k分析統(tǒng)計(jì)掃碼數(shù)據(jù)庫中的掃描記錄,獲取產(chǎn)品二維碼的掃描次數(shù)j,將j與各風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)掃描次數(shù)閾值k進(jìn)行比較,j∈[0,k(2)掃描距離閾值為了避免消費(fèi)者在一定區(qū)域內(nèi)對(duì)購買的正品產(chǎn)品進(jìn)行多次掃描,導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警處理結(jié)果不準(zhǔn)確的情況,設(shè)置掃描距離閾值s,對(duì)于小于一定距離的多次掃描不進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警,從而能夠很好地提高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的準(zhǔn)確度。掃描距離閾值是產(chǎn)品二維碼被掃描地點(diǎn)之間兩兩距離的臨界值,是獲得最終風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警等級(jí)的關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)之一。根據(jù)掃描記錄中掃描地點(diǎn)的經(jīng)緯度信息,計(jì)算得到掃描地點(diǎn)兩兩之間的距離d。其中:H、K表示掃描地點(diǎn)中的任意兩個(gè)點(diǎn);H2茶葉溯源管理子系統(tǒng)本平臺(tái)包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)地的地理信息化管理、生產(chǎn)臺(tái)賬、原材料收購、加工過程自動(dòng)賦碼、市場數(shù)據(jù)采集;茶園環(huán)境、茶葉質(zhì)量監(jiān)管系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)茶葉生產(chǎn)投入品的信息化管理、質(zhì)量安全監(jiān)測預(yù)警信息、產(chǎn)品召回、行政執(zhí)法等;基于二維碼的追溯防偽預(yù)警系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)基于智能手機(jī)的溯源信息查詢、信息公示與消費(fèi)者投訴等;平臺(tái)的后臺(tái)管理,實(shí)現(xiàn)分權(quán)限、多用戶、可定制的系統(tǒng)管理與配置。六安瓜片原產(chǎn)地核心區(qū)茶葉數(shù)字農(nóng)莊系統(tǒng)主要包括原產(chǎn)地核心區(qū)茶莊系統(tǒng)、茶園茶莊環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)及六安瓜片溯源與防偽預(yù)警系統(tǒng)。系統(tǒng)主界面如圖5所示。2.1迎客松和齊源茶葉數(shù)字實(shí)訓(xùn)進(jìn)入原產(chǎn)地核心區(qū)茶莊系統(tǒng),呈現(xiàn)的是一張衛(wèi)星地圖,并重點(diǎn)標(biāo)注了系統(tǒng)中已錄入的迎客松茶葉數(shù)字農(nóng)莊和齊源茶葉數(shù)字農(nóng)莊,如圖6所示。迎客松茶葉數(shù)字農(nóng)莊和齊源茶葉數(shù)字農(nóng)莊監(jiān)控界面如圖7所示。2.2園區(qū)環(huán)境監(jiān)控茶園茶莊環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)園區(qū)的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,對(duì)錄像進(jìn)行回放,對(duì)報(bào)警次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),對(duì)園區(qū)分區(qū)管理等功能。如圖8所示。2.3系統(tǒng)源流程化六安瓜片溯源系統(tǒng)分為溯源流程、溯源碼打印、茶園管理、茶葉字典、臺(tái)賬管理、用戶管理及退出系統(tǒng)7個(gè)模塊。溯源流程界面如圖9所示。在溯源碼打印系統(tǒng)中,可以選擇不同品種、包裝、型號(hào)的茶葉,點(diǎn)擊確認(rèn)提交按鈕,即可生成溯源碼。2.4復(fù)制偽造風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)警本系統(tǒng)通過掃描二維碼,可以記錄統(tǒng)計(jì)掃碼時(shí)間、次數(shù)與掃描地點(diǎn),能夠查詢掃碼產(chǎn)品的最終銷售信息,對(duì)于通過掃碼次數(shù)和計(jì)算不同掃碼地點(diǎn)之間的距離最大值,準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)?shù)嘏卸ǘS碼是否被復(fù)制偽造以及復(fù)制偽造嚴(yán)重程度,對(duì)復(fù)制偽造程度進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)預(yù)警,并合理地給出相應(yīng)的解決方案,提高基于二維碼的防偽可靠性。利用WEBGIS、衛(wèi)星地圖等技術(shù)將產(chǎn)品二維碼的掃描情況進(jìn)行可視化展示,如圖10所示?？梢钥吹搅补掀菰创a在全國各地的數(shù)量以及相關(guān)預(yù)警信息。3中心工作,完善農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量管六安瓜片的溯源防偽預(yù)警平臺(tái)集合了多種信息技術(shù),可以對(duì)茶葉從“茶園到茶杯”過程中的茶園基地、茶葉生產(chǎn)、茶葉加工、茶葉流通等進(jìn)行信息化管理,實(shí)現(xiàn)溯源防偽與預(yù)警的統(tǒng)一。本平臺(tái)響應(yīng)國家法規(guī)政策的要求,可以輔助各級(jí)政府中心工作;提升政府日常監(jiān)管能力,可有效預(yù)防六安瓜片質(zhì)量安全事件的發(fā)生;協(xié)助政府健全農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全執(zhí)法體系,有效保障產(chǎn)品質(zhì)量;可以解決信息不對(duì)稱問題,提高公信力;可以提