首先介紹了建設智慧城市的重要性，闡述了忽視食品安全問題造成的嚴重危害。然后從食品安全在營造智慧城市中的重要作用出發，研究智慧城市食品安全追溯系統。最后構建一個支持食品生產、加工和流通全過程跟蹤與追溯的智慧城市食品安全追溯系統。研究表明，本文構建的系統有助于在智慧城市中實現“從餐桌到農牧基地”的食品安全追溯。

引言

隨著IT技術的飛速發展，發達國家近年來開始普遍關注“智慧城市”的研究。在我國，國務院總理李克強曾在2013年7月12日主持召開的國務院常務會議上，提出在有條件的城市開展智慧城市試點示范建設。所謂智慧城市，是指基于物聯網、傳感網、移動互聯及云計算等諸多智能系統，并由其面向未來而營造的最理想的城市形態，這些智能系統主要包括智能城市監控、智能交通、智能城市生命線管理、智能票證管理、智能政務、智能電網、智能樓宇、智能醫院、智能家居、智能家庭護理、智能個人健康、智能數字生活和智能食品藥品管理。其中，食品安全追溯系統是智慧城市的重要組成部分，同時食品安全問題是關系社會和諧穩定的重要因素，在“智慧城市”中，人們將能全面了解到“菜籃子”中的食物來自哪塊土地、運輸過程中經過了哪些環節。因而，對食品安全追溯系統展開深入研究，并增加研究投入，已然引起了眾多研究學者的廣泛關注和重視，亟待收獲更多的實效研究成果。

近年來，蘇丹紅、禽流感等事件的相繼發生，表明了我國目前的食品安全追溯系統仍存在缺陷，一旦發生食品安全問題，很難立刻追本溯源，做到實時控制和迅速召回。因此，應適時研究智慧城市的食品安全追溯系統，并利用其對食品生產、加工和流通過程進行合理監控，同時進一步對流入市場的不合格食品進行有效追溯，從而達到控制食品安全事件發生，以及提供食品安全最大限度保障的重要作用。

1食品個體標識

根據國際標準，食品安全追溯是指可追蹤食品的來源、生產、銷售和物流等各方面相關信息。而食品安全追溯系統則是能記錄和追蹤食品的來源、生產、銷售和物流等信息的系統，也就是利用該系統能夠對食品安全信息進行記錄和追蹤。而要對食品個體進行追蹤，就要首先對食品個體進行標識。目前，條形碼是標識食品個體的有效手段。條形碼種類繁多，使用較為頻繁的主要有一維碼和二維碼。一維碼廣泛應用于各類商品中，但密度低、信息量小，不能對食品的相關屬性進行詳細描述。二維碼即二維條形碼，可以存儲比一維碼更多的信息，且安全性和穩定性均要優于一維碼，使用范圍已經覆蓋食品追溯、數碼憑證、產品推廣、站點互聯、文件下載、導航與定位等領域。因此，智慧城市食品安全追溯系統可借助“二維碼”來標識食品個體。

2智慧城市食品安全追溯系統設計

在智慧城市中，食品的種類豐富多彩，不同食品的原料、生產、物流及市場也不一樣。為實現對智慧城市食品安全信息的有效追溯，就必須對食品供應鏈上各個環節的安全信息進行全面的收集、傳遞、存儲、處理及輸出，此時就需要農牧人員、研究人員、加工人員、管理人員、技術人員、質檢人員、專家和用戶的多方通力合作，因此這就形成了一個基于網絡的具有多個子系統的復合系統。

2.1智慧城市食品安全追溯系統流程

在智慧城市中，用戶能夠利用Web查詢系統追蹤食品的供應商、物流、生產加工、采摘出欄、農殘病疫和種植養殖等信息，查詢有多少用戶買了同樣的食品，并查看用戶的反饋信息，還能拍照、上傳照片和發表評論，智慧城市食品安全追溯系統流程如圖1所示。

2.2智慧城市食品安全追溯系統總體結構

根據智慧城市食品安全追溯系統的需求，可將其分為農牧基地管理系統、加工包裝管理系統、物流運輸管理系統、Web查詢系統和用戶餐桌反饋系統等五大子系統，總體結構如圖2所示。圖1 智慧城市食品安全追溯系統流程

農牧基地管理系統主要實現種植管理、農殘檢測、采摘記錄、養殖管理、病疫檢測和出欄記錄等功能，能夠記錄、管理和查詢農牧基地相關信息，這些信息中既包括了種植品種、種植地、肥料施放、病蟲害、農藥施放、農藥殘留檢測和采摘等信息，也包括了養殖品種、入欄、養殖、遷移、飼料使用、防疫、藥物使用和出欄等相關信息。以肉牛養殖為例，在肉牛出生后，為其安裝二維碼耳標，采用激光在耳標上定制其品種和出生地等初始化信息，并存儲到農牧基地數據庫中;在養殖過程中，亦需不斷記錄養殖、遷移、飼料使用、免疫注射、檢疫和出欄等信息，進一步存儲到農牧基地數據庫中，直至出欄。將來若有需要，即可利用該系統追溯全部的農牧基地信息。

加工、包裝管理系統則主要實現屠宰分割、加工包裝和二維碼標識功能，并能夠記錄、管理和查詢食品的加工和包裝相關信息，主要包括屠宰、分割、檢驗、加工和包裝等信息。該系統還能夠將農牧基地、加工和包裝信息寫入二維碼并生成條碼標簽。以肉牛屠宰分割為例，通過二維碼耳標識別肉牛個體，在屠宰前，進行肉牛宰前檢驗，并將相關檢驗信息存儲到加工包裝數據庫中;在屠宰過程中，記錄屠宰過程的相關信息，相應存儲到加工包裝數據庫中;在分割過程中，還需記錄分割環節的相關信息，其后存儲到加工包裝數據庫中;而在包裝過程中，系統則根據加工、包裝過程中記錄的相關信息重新生成包裝二維碼。日后若發生查詢需求，則可利用該系統追溯檢驗、屠宰、分割、加工和包裝等相關信息。

另一重要的物流運輸系統主要實現食品裝載管理、車輛調度、運輸監控、GPS信息采集和溫度信息采集等功能，能夠記錄、管理和查詢物流運輸相關信息，主要包括食品裝載、車輛增減、駕駛員增減、車輛調度、GPS定位、溫度監控和運輸監控等信息。以牛肉物流運輸為例，發車前，掃描包裝二維碼，記錄貨物、數量、車輛、車次、駕駛員和目的地等初始化信息，利用GPS技術設計最佳行駛路線，并存儲到物流運輸數據庫中;發車后，不斷記錄時間、路徑、堵車和故障等信息，實時采集車廂溫度、濕度等信息，通過車載設備發送至物流運輸服務器，運輸監控系統對接收的GPS數據進行解析并存儲到物流運輸數據庫中，直至到達目的地。一旦有問題發生，均可利用該系統追溯物流運輸相關信息。

另外，Web查詢系統主要實現食品信息查詢和用戶反饋查詢功能，能夠查詢食品的農牧基地、加工包裝、物流運輸和用戶反饋等信息。

用戶餐桌反饋系統主要實現上傳照片和發表評論功能，用戶可以利用該系統上傳食品照片以及發表評論，并能分享發布到人人、微博和QQ空間等。

3智慧城市食品安全追溯系統的實現

在智慧城市中，食品的農牧基地、生產加工企業、物流運輸企業、銷售網點和有關用戶均呈現數量眾多之勢，且食品追溯所需的很多信息也都是跨地域采集的，如此一來，若只利用單臺服務器將難以實現跨地域信息的采集、存儲、加工、處理、傳輸和匯總。因此，系統實現時就要根據系統功能，分別設置農牧基地、加工包裝、物流運輸、Web查詢和用戶餐桌反饋五大類服務器。其中，農牧基地、加工包裝和物流運輸服務器要根據企業數量和地域差別分別設置若干服務器，而Web查詢和用戶餐桌反饋服務器則只需各設置一臺即可滿足需要。智慧城市食品安全追溯系統網絡結構如圖3所示。

系統基于物聯網相關技術設計和實現，通過采用激光刻制二維碼，并利用二維碼掃描槍、攝像頭和手機等設備采集食品二維碼信息，再利用機器視覺技術進行農牧基地監控，其后通過GPS等技術進行定位，同時利用GIS技術在電子地圖上進行跟蹤。此外，還需利用GPRS技術進行遠程無線通信，依托互聯網傳輸數據，而且又利用Web技術和基于XML的EDI技術實現多服務器聯合查詢，由此而完整實現智慧城市食品安全追溯。

系統基于ArcGIS 10開發平臺，利用SQL server 2008實現數據的存儲和管理，采用Microsoft Visual Studio 2010來開發實現。又由于系統基于B/S構架，因此客戶端可以是聯網的手機、平板電腦、車載電腦、筆記本和PC機等各種機型。

4結束語

利用本文設計的智慧城市食品安全追溯系統，用戶在購買商品前，可以用手機掃描食品二維碼，查看相關食品信息。若想進一步查詢更多信息，可以點擊二維碼中的網址鏈接，即可登錄Web查詢系統，進行更為細致的查詢，包括農牧基地、加工包裝、物流運輸、其他用戶上傳的照片及評論等信息，以此來判定是否購買。在購買后，還可上傳食品照片和發表評論，為其他用戶提供購買參考，必要時也可舉報食品安全隱患。因此，該系統能夠有效實現在智慧城市中“從餐桌到農牧基地”的食品安全追溯。