摘要：为了提高碧螺春茶的产量和质量，采用B/S架构建立了一套从生产到销售的碧螺春茶二维码追溯与防伪系统，实现了碧螺春茶在种植、生产、加工、流通等环节中的信息化管理，并能够通过手机短信、触摸屏、手机二维码扫描、追溯网站等多种追溯方式对碧螺春茶生产流通信息追溯，为提高碧螺春茶产品质量安全追溯水平提出了可行的解决方案，实现了碧螺春茶叶从茶园至茶杯的数字化和信息化溯源管理。
关键词：溯源系统；二维码；茶叶；质量安全；X荧光
中图分类号：S126 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2015）16-4057-03
DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.16.058
Design and Implementation of Traceability System for Biluochun Tea
YIN Qing-zong1，WANG Dong1，YUAN Zi-min2
（1.Department of Electronic Engineering， Suzhou Institute of Industral Technology， Suzhou 215104， Jiangsu， China；
2. Suzhou Electronic Products Test Institute Co.，Ltd.， Suzhou 215104， Jiangsu， China）
Abstract：In order to improve the yield and quality of biluochun tea， using B/S architecture a traceability and anti-forgery system based on two-dimension code from producing to selling biluochun tea was established， the system realized the informatization management in links of planting， producing， processing and circulating biluochun tea， in addition through various traceability ways such as phone message， touch screen and two-dimension code scan， the system can trace production and circulation information， which provided feasible solutions for improving the traceability level of product quality safety of biluochun tea， realized the digitalization and informatization traceability management of biluochun tea from plantation to cup.
Key words：traceability system； two dimensional code； tea； quality and safety；X-ray fluorescence
碧螺春茶叶是一种驰名中外的绿茶，产于苏州洞庭山，碧螺春茶叶全部用嫩芽制成，1 kg干茶需要12万～13万个茶芽。碧螺春茶冲泡后杯中白云翻滚，清香袭人，被人们视作茶中精品，但碧螺春茶在种植、生产、加工、流通等环节中存在问题，严重影响了该茶的产量和质量。有关分析指出中国茶叶质量安全管理体系不完善是导致中国茶叶质量产生问题的根源，因此建立一个茶叶质量安全追溯系统是食品生产质量控制的一个重要举措，也实现了“从茶园至茶杯”的质量安全监控及溯源[1，2]。本研究构建了碧螺春茶追溯与防伪一体化系统，建立了一套从生产到销售的碧螺春茶生产流通追溯系统，实现了苏州碧螺春茶叶“从茶园至茶杯”的数字化和信息化溯源管理。
1 系统设计
1.1 设计思路
本研究是基于碧螺春茶的种植、生产、加工以及流通来进行质量安全管理和溯源编码的。采用国家碧螺春茶无公害种植的标准，收集详细产地环境、生产加工档案以及流通档案等各种信息，同时对加工好的批次碧螺春茶样本进行X荧光分析，从其荧光光谱中提取适合的统计特征参数作为防伪数据，并将这些信息同步传输至追溯平台。采用ASP.NET技术和Javascript可视化编程技术，结合移动互联网技术设计基于B/S架构，建立一套从生产到销售的碧螺春茶生产流通二维码追溯系统[3，4]，其基本框架如图1所示。
1.2 数据库
系统数据库以Microsoft SQL Server2008为平台，以无公害茶叶生产基地的生产记录为溯源数据，收集了基地环境基础数据和基地无公害生产记录，并以此为基础分别设计与建立了用户管理、基地土壤环境数据、基地田块分区编码、化肥农药使用记录、茶种基础信息、采收运输、溯源汇总等统计表，每个统计表都与系统后台管理相联接，在系统管理界面即可对数据库进行更新和修改操作[5]。
1.3 溯源编码
建立针对溯源系统的溯源编码是实现跟踪或追溯的关键环节。该系统是在产地环境评价的基础上，根据地形地貌、基地区划码和碧螺春茶种植等情况，对碧螺春茶生产基地进行产地划分，给每块基地分配一个惟一的编码，同时对茶叶生产企业也分配一个惟一的编码，最终形成的溯源码，包含行政区域代码、茶叶企业备案顺序号、茶叶基地备案号、流水号。追溯码由20位构成，如32050600300120086109，6位行政区域代码（320506苏州市吴中区）、3位茶叶企业备案顺序号（003苏州市东山吴侬茶叶专业合作社）、4位茶叶基地备案号（0012吴侬绿色碧螺春茶园基地）、7位流水号（0086109产品流水号）组成。在销售前，为每件碧螺春茶叶包装上贴上一个含有20位追溯码的二维码（图1）。 1.4 系统功能
碧螺春茶质量安全管理及溯源信息系统主要分为4个主功能模块和若干个子功能模块。4个主功能模块包括系统管理、数据管理、信息查询和信息交流与服务[6，7]，如图2所示。
1.4.1 系统管理 系统管理是针对用户级别及权限的管理。为了保证碧螺春茶信息数据的安全和准确，系统为用户设计了3个级别的权限：普通用户、管理员用户和超级管理员用户，权限越高，相应访问和管理的系统资源也越多。
1.4.2 数据管理 数据管理模块主要是管理员用户有一定的数据写入和改写权限，只有超级管理员才能对关键数据进行修改。
1.4.3 信息查询 信息查询模块是该系统的核心模块，其功能主要是面向消费者进行设计开发，消费者通过信息查询功能，可以清楚地了解到碧螺春茶在种植、采摘、生产加工、流通等各个环节的信息，使得用户能够了解到碧螺春茶“从茶园产地至茶杯”的整个过程，并追溯到产品的最终负责人。实现查询的途径有多种，①通过手机二维条码扫描获得追溯信息；②通过专有识别终端通过扫描或输入编码获得追溯信息；③通过编辑发送短信获得追溯信息；④通过网站查询获得追溯信息。
1.4.4 信息交流与服务 信息交流与服务模块的功能是更新碧螺春茶的供求信息，提供种植、加工方面的视频，为茶农服务；及时反馈和了解消费者在“留言板”的意见，提高服务水平，让消费者满意。
2 防伪措施
茶叶中含有较丰富的氨基酸、维生素及多种人体必需的微量元素，微量元素中的锰、铁、锌和铜元素是人体不可缺少的微量元素[8]。使用X荧光法测定6种茶叶中的锰、铁、锌和铜元素，测试结果如表1所示。从表1中可以看出，碧螺春茶中的铁、锰、锌元素的含量均较高，尤其是铁元素的含量，在1 g碧螺春茶中铁元素的含量达到300 μg。同时对不同地块碧螺春茶进行检测，测定结果如表2所示。从表2中可以看出，不同地块的4种微量元素的含量相差不大，因此通过对加工好的碧螺春茶样本进行X荧光分析，建立了微量元素的谱线，从其荧光光谱中提取微量元素中的锰、铁、锌和铜元素的含量作为防伪数据，并将这些信息同步传输至追溯平台，如消费者对所购买的茶叶的产地有疑问，可通过X荧光检测来鉴定真伪。
3 系统实现
3.1 系统架构
采用B/S三层分布结构构成本系统。客户端表现层作为第一层，采用C#、HTML、Javascript、Ajax进行客户端操作界面开发，用户可通过浏览器向Web服务器发送服务请求；应用服务层作为第二层，是该系统的核心结构，采用可扩展标记语言XML进行数据的组织，用户请求的响应，对数据服务器中的数据调出或写入，以网页形式进行发布图片、文字等，通过异步调用Coogle Map API来实现碧螺春茶原产地追溯；数据服务层作为第三层，数据库服务器完成数据存储和管理功能，协调Web服务器发出的请求。
3.2 关键技术
系统采用主流的B/S三层分布结构，以WindowsXP和Microsoft SQL Server2008为运行平台，选用C#、ASP.NET与多种网页开发语言HTML、Javascript、XML以及Ajax相结合的方式[9，10]。碧螺春茶的全过程安全溯源体系原理图如图3所示。
通过信息化表单，生产加工企业能够高效地对碧螺春茶种植、加工、流通过程中的信息进行记录，生成产品档案。同时消费者根据碧螺春茶产品惟一溯源码，通过互联网溯源平台和手机平台实现动态实时查询，快捷地跟踪碧螺春茶产品档案中各环节信息，最终定位到具体生产地块和产品的最终负责人。
4 系统运行界面
在苏州碧螺春茶溯源主界面输入20位溯源编码，可查询苏州碧螺春茶的栽培信息、产品信息和生产加工信息，如图4～图7所示。手机快速查询系统是通过扫描二维码，登陆到手机查询终端，显示相关信息，手机溯源界面如图8所示。
5 结论
该系统实现了苏州碧螺春茶在种植、采摘、加工包装、仓储销售及防伪各个环节的信息资源共享，提高了茶叶的种植、生产、运输、销售等环节的透明度，提升了茶叶的品牌价值。通过该系统平台，茶叶种植户既可以得到技术帮助，提高碧螺春茶的产量和质量，又可以共享碧螺春茶产品的供求信息，使收入增加。政府相关部门可以得到准确、详实的基础数据，加大政府的监管力度。同时消费者和其他相关人员可以进行信息查询，实现溯源功能。
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