【干货】农产品追溯的物联网应用模式

　　农产品追溯是一项复杂的系统工程，涉及面广，利益主体多，业务流程也多种多样，要实现农产品的全产业链追溯必须系统考虑，全面推进;而物联网是一项较新的事物，系统运行稳定性还需提高，云计算还需进一步挖掘。因此，农产品追溯和物联网虽都代表着发展趋势，但也都处于探索应用阶段，实现两者的完美结合从而发挥两者的优势更是一项复杂的工程。由于农产品不同种类特性不同、产销不同环节信息化水平也差异较大，在不同环节可选择的具体应用模式多种多样，必须从实际出发，因地制宜地选择适合的信息技术，实现高效追溯和低成本追溯。

　　1.感知层应用模式

　　从完成农产品追溯的角度看，在农产品追溯的任何一个环节，物联网感知层要解决的问题均是选用最合适的信息技术，以最低的成本、最简单的程序采集追溯所需的信息。根据物联网体系架构中感知层的功能定位，农产品追溯体系中感知层应用模式主要包括信息采集内容、信息采集主体、信息采集方式、信息标识方式、信息存储方式等5个方面的具体应用模式。

　　(1)生产环节

　　农产品生产环节是最容易产生食品安全问题的环节，由于受小农生产模式所限，我国农产品的生产者众多，信息化水平不高，科学文化素质较低，生产环节也是追溯信息采集难度最大的环节。同时，由于农产品追溯主要是链条追溯和批次追溯，批次号便成为生成或锁定追溯链条的检索码，因此，生产环节作为追溯链条的起始端，批次号的生成至关重要。

　　①信息采集内容

　　生产环节的信息采集内容主要是生产信息，包括生产者、地块、农药(名称、批次、厂家、时间等)、检测人、检测结果、检测指标等。除生产信息外，批次号也是生产环节的重要采集信息，批次号的编码方式直接涉及追溯的精度和效率。目前对于批次号主要有三种生成方式：

　　第一，生产者身份证号+产品标识码+销售日期。此种编码方式精度最高，但难度也最大。在经纪人收购环节，必须针对不同生产者的农产品分门别类地包装、编码、标识，不同生产者的农产品必须分批保管，工作量较大。

　　第二，以车为单位统一标码，批次号内含车牌号+产品标识码+销售日期。此种编码方式追溯精度较低，难度也较小。在经纪人收购完成后，以车为单位统一标码，出现农产品食品安全问题时，只能追溯到经纪人某日收购的某一辆车，无法确定问题农产品的具体生产者。

　　第三，以农产品产地检验合格证号为农产品批次号码。此种编码方式主要是基于农产品检验检疫批次来确定，以农产品经过检验检疫作为农产品食品安全保障的依据。此种编码方式主要问题是农产品检验检疫目前采取抽检的方式，有合格证的不一定是抽检过的。

　　②信息采集主体

　　鉴于生产环节追溯信息要求较高，采集主体短时间内主要限于组织化水平较高、规模较大、信息化水平较先进的农民专业合作社、龙头企业、种植大户等大规模经营主体。待条件成熟时，逐步向广大的小规模农户扩散。

　　③信息采集方式

　　鉴于农产品生产主体差异较大，信息采集方式也应多种多样，应针对种养殖户实际情况有针对性地采取不同的采集方式，主要包括手工记录、电脑录入、掌上电脑(PDA)采集、IC卡等方式。对于畜产品，可以探索采用RFID技术。

　　④信息标识方式

　　在农产品生产环节，农产品追溯信息的标识方式主要包括虚拟标识和实物标识两种。虚拟标识是指在信息系统中进行批次标识，农产品本身物体表面并没有粘贴标识码或其他标识物，主要是适用于各种散装农产品;实物标识主要是在农产品表面或包装袋外面粘贴带有追溯信息的标识带、标签、二维码甚至RFID等。

　　⑤信息存储方式

　　鉴于农产品生产主要以小规模农户为主，每个农户均建立一个小型的局域网既不现实也不可能。为便于追溯信息的安全存储，农民专业合作社、龙头企业、种植大户等有条件的单位可单独建立一个小型局域网，用于存储追溯信息;对于小规模农户，可采用以地域(村或乡)为单位统一建立局域网的方式存储追溯信息;除此之外，还可以用手写的方式记录并保存纸质生产记录。

　　总体上，生产环节既是农产品追溯的关键，也是物联网感知层应用最复杂、难度最大的一个环节。农产品追溯的物联网其体应用模式更是多种多样，在保障农产品能够追溯的前提下必须因地制宜综合决策，并在技术先进性和实用性之间进行权衡。

　　(2)流通环节

　　农产品追溯链条中的流通环节主要包括批发和零售环节，信息采集内容主要是主体信息、交易信息和检验信息。流通环节的信息采集方式主要包括三种：

　　一是电子结算。这种方式是商务部肉菜流通追溯试点推广的方式，在批发环节，交易双方凭有效证件办理IC卡，通过电子秤刷卡交易，交易信息存储到卖方IC卡和上传至流通企业网。

　　二是跑单模式。交易信息采集选用电脑录入即统一结算的方式，在农产品流通的批零环节，交易双方交易时销售方先开具销售小票，购买方持票去“统一结算中心”结算，完成结算的同时电脑录入交易信息实现追溯信息的采集。检验信息则由检验机构电脑录入检验结果，包括检验员、检验物品、批次号、时间等信息。

　　三是IC卡模式。农产品在流通环节交易时，双方完成交易后，持卡到“统一结算中心”结算，IC卡只发挥主体信息采集的作用，具体交易信息通过电脑录入。

　　在流通环节，农产品追溯信息标识方式同生产环节一样，以虚拟标识为主、实物标识为辅，除畜产品批发环节采用个体标识外，大多数农产品以虚拟标识或大包装实物标识为主。至于信息存储，以流通企业局域网为主，这也是商务部开展肉菜追溯试点首先改造流通企业信息基础设施的主要原因。

　　(3)消费环节

　　消费环节主要包括餐饮、机关食堂等团体消费企业和消费者个体。对于团体消费单位，采购信息通过IC卡识读器自动上传至团体消费企业局域网，主要采集的信息是消费时间、消费物品、批次号等，采集方式以电脑录入为主，信息标识方式主要是消费小票。消费者个体无论是购买农产品回家消费还是在团体消费单位直接消费，均索取消费小票，小票必须记载消费时间或购买时间、物品名称、批次号等信息，这是实现农产品追溯最关键的一个环节也是最后一个环节，还是实施终端查询的依据和维权的凭证。信息存储主要是建立局域网，部分信息化水平不高的团体消费单位可采用建立并保存纸质消费记录的方式存储。

　　2.网络层应用模式

　　在物联网的体系架构中，网络层主要是信息传输问题。在农产品追溯的整个体系中，物联网网络层的具体应用模式主要体现在传输内容、传输渠道、传输方式、传输安全等4个方面，各方面均需从实际出发探索切实可行的具体应用模式。

　　(1)传输内容

　　在物联网网络层传输的信息内容与感知层感知的信息内容并不一定完全相同。部分生产企业可以根据自身企业管理的需求，利用物联网感知设备采集远超过追溯所需的生产信息，虽然大量信息并不是追溯所需的，但可服务于企业自身的管理。因此，网络层只需根据追溯需求传输追溯信息即可，一方面保护生产企业的商业机密不被泄漏，从而调动追溯主体的追溯积极性;另一方面减轻农产品追溯网络的传输压力，提高追溯信息的传输效率。

　　(2)传输渠道

　　在农产品追溯中，物联网网络层传输的渠道主要包括两条：一是产业链前后传输渠道，二是企业数据库向中央数据库的上下传输渠道。

　　①前后传输渠道

　　从农产品追溯全产业链的角度看，生产环节的追溯信息要向下游即流通环节传输，而流通环节的追溯信息则向消费环节传输，以保证产业链下游环节能查询上游环节的所有追溯信息，从而实现消费环节的终端全产业链条查询。

　　②上下传输渠道

　　为利用物联网技术实现农产品追溯的智能化应用，所有追溯物品和全链条追溯信息均集中到农产品追溯中央数据库，集中对追溯数据进行海量数据挖掘，经过智能化加工服务于政府和企业决策，充分发挥物联网的信息技术优势，同时提高农产品追溯的实用价值并保持持续运营。

　　(3)传输方式

　　在物联网的网络层中，针对农产品追溯信息的两种传输渠道，传输方式主要有两种：一是前后传输中的IC卡传输模式;二是上下传输中的网络传输模式。

　　①IC卡传输

　　在农产品追溯的上下游环节之间，上一环节采集的追溯信息通过IC卡传输到下一个环节，通过在下一个环节利用识读器刷IC卡的方式自动上传至企业局域网。此种传输方式安全高效，能保证下一个环节及时查询到上游环节的所有相关追溯信息，但一次传输的信息量有限。

　　②网络传输

　　在农产品追溯信息的上下传输中，传输数据量较大，宜采用独享大容量宽带的方式实施网络传输，具体传输中既可采用随时传输的方式，也可采用定时传输的方式。在数据量巨大时，为了防止网络拥堵和中央数据库传输数据堵塞，可选择定时传输方式，不同环节、不同地域的追溯主体分时上传追溯数据。

　　(4)传输安全

　　物联网网络层传输信息的安全问题直接涉及企业的商业机密和政府的公信力，一旦出现问题将严重影响追溯主体的积极性，并泄漏大量追溯主体的个人隐私信息。在物联网应用于农产品追溯的业务流程中，传输安全主要是机密信息的安全问题和数据传输的安全问题。

　　①机密信息传输

　　对于商业机密信息，如农产品追溯各环节的价格信息等，必须保证只能上下传输，不能前后传输，既不能让下游环节主体知道上游环节主体的农产品采购价格;而对于个人隐私信息，如身份证号等，必须保证不能泄露，不被公开，只用于追溯主体识别。

　　②数据安全传输

　　在农产品追溯信息的传输中，不能因网络拥堵或网络中断等不可控因素而导致追溯数据丢失，各追溯主体所建局域网均应有一定的存储功能。同时，为了保证数据传输的安全高效，宜采用专用传输通道传输和加密传输方式。

　　3.应用层应用模式

　　物联网体系架构中的应用层主要是对海量的追溯数据进行分析加工，充分发挥数据的价值。在农产品追溯体系的建立运行过程中，应用层主要是利用现代的数据挖掘技术，对农产品追溯所有链条上传的数据进行智能化分析加工。从应用模式角度，应用层的具体应用模式主要体现在应用层级、应用内容和应用方式三个方面。

　　(1)应用层级

　　从层级角度看，物联网应用层主要包括两个层级。一是基于农产品追溯中央数据库的农产品追溯应用系统，负责跨区域、跨品种、跨环节的农产品追溯数据的统一挖掘应用;二是农产品追溯各环节企业基于自身数据库研发的企业追溯应用系统，主要服务于企业内部的产品追溯，追溯信息较全，追溯功能较多，可以实现企业内部农产品的精细化追溯。

　　(2)应用内容

　　农产品追溯平台应用系统内容可以多种多样，如商务部肉菜追溯中央平台至少包括六大管理功能，分别是主体信息管理、流通过程信息管理、试点城市工作考核管理、联动应急管理、统计分析、公共信息管理等。但总体上，农产品追溯的核心应用内容主要是基于消费者实现追溯社会化监督、基于政府实现数字化监管、基于农产品食品安全实现问题智能化预警。

　　①追溯社会化监督

　　通过物联网技术，农产品追溯不再单纯是政府的问题，也不再单纯是消费者的问题，更不再单纯是农产品产销主体的问题，而真正成为全社会的问题，从而形成合力，打造政府、消费者、产销主体、媒体等社会主体共同监督、关注农产品追溯的范围，实现农产品追溯监督的社会化。

　　②政府数字化监管

　　利用物联网技术通过对海量农产品追溯数据的应用，政府可以改变先前依靠经验监管的传统模式，改为依据大数据分析结果实施针对性较强的精细化监管，从根本上解决政府监管人员较少、监管手段不多、监管效率不高的问题，利用数据将政府监管方式由日常监管转变为意外监管。

　　③问题智能化预警

　　农产品食品安全问题随时随地都有可能发生，有些会产生恶劣的社会影响，有些则会因消费者不举报而销声匿迹。利用物联网技术则可以实现农产品食品安全问题的智能化预警，通过研发一系列问题发现模型及早发现问题、自动发布预警、惩罚相关责任人等，实现有问题必追究、有责任必惩罚的目标。

　　(3)应用方式

　　对于花费巨资利用物联网技术建立的农产品追溯体系，在“信息即价值”的现代市场经济下，必须发动全社会的力量创新应用方式，对海量的追溯数据进行各种加工、分析和利用，充分发挥追溯数据的所有潜在价值。

　　①研发应用软件

　　鉴于农产品追溯体系大多由财政投资或补贴建立，采集的海量追溯数据理应向全社会公布，在政府、企业研发应用平台的同时，还可向社会公布海量的原始数据库，鼓励社会企业研发应用软件或平台，为社会大众提供相应服务。

　　②支持终端查询

　　消费者是农产品的终端使用者，农产品追溯系统必须支持消费者通过终端查询机、电话、网络等方式查询所消费农产品完整产业链条的所有追溯信息，可查询到的信息必须准确、全面、及时、完整。如果不能及时查询或查询不到信息，将严重影响消费者对追溯系统的信任度，最终使追溯溢价无法实现。

　　总体上，无论是物联网还是农产品防伪追溯都是一项复杂的系统工程，将物联网应用于农产品追溯更是复杂多样，涉及主体多、覆盖面广、技术难度大，农产品产销全链条所有主体必须同时推进，政府统一协调，社会加大监督，只有形成合力，才能确保真正将物联网技术应用于农产品追溯，既充分发挥物联网的技术潜能，又充分实现农产品追溯的数据效能。