近年来，中国人民生活水平飞速提高，但是各类食品安全事故也随之频繁发生。食品安全问题不仅仅成为中国两会的主要议题，也是群众关注的社会热点话题[1].以农产品为例，保证食品质量安全的关键在于建立可逆向追溯的问责机制[2].根据调研，目前许多超市企业都有农产品供应链的质量追溯的生产需求[3],因此研发此类软件具有较好的市场前景[4].
二维码使用特定的几何图形按特定规律记录数据符号信息，横向和纵向两个方位同时表达信息，利用较小的图像存储大量信息，所以二维码具有存储容量大、可传递、成本低及容量大等优势，可以基于二维码技术开发“农超对接”供应链追溯系统，让消费者主动参与并监督农产品的生产质量。
1 农超对接类型供应链分析。
农超对接类型供应链模式主要是面向生鲜类农产品。这类产品从产地生产后，经过简单加工或包装环节，再经过较为简单的运输环节，直接在超市销售，供应链节点极少[5].例如某超市从山东某种植园批量购买水果，在种植园当地经过简单加工后，直接运输至各超市分店，销售给消费者，因此农超对接的供应链形式无复杂的加工环节，省去了中间批发环节，供应链的运作周期短，管理成本低，能够保证消费者购买到便宜的、新鲜的农产品[6].农超对接模式是一种高效的农产品供应链，受到了各品牌连锁超市的重视，是水果、鱼、肉及蔬菜的主要供应方式[7],因此该课题选择农超对接供应链的正向追踪和逆向溯源两个工作场景作为主要研究对象。
2 追溯系统设计。
2.1 需求分析。
此追溯系统将服务于超市和消费者。超市作为农超对接供应链的核心企业，有责任对供应链实现全程监管，记录供应链日志，同时为供应链的上下游企业提供信息技术支持，共享物流数据，指导各企业有序生产。消费者可利用随身的手机，自主地对超市销售的农产品进行溯源信息的查询，在良好的手机界面中，交互式操作，实现对供应链流程的监督。为了形象的表达农产品是如何从农田到达餐桌的过程，所以还应当向消费者提供 WebGIS 的可视化界面，呈现农产品的物流轨迹。
2.2 追溯技术选择。
追溯系统主要包含了信息采集、信息编码、信息存储、信息解码、信息翻译和信息管理等各项模块。信息的处理是核心工作之一，因此应认真选择适宜的信息技术。对于农产品质量追溯可用的信息技术对比见表 1.
由表 1 可以看出，基因分析技术虽然溯源精确度较高，不过成本昂贵，不适用于民间农产品追溯；RFID 技术和 IC 卡技术虽然寿命很长，抗污损性好，具有可读、可写的能力，但信息载体是存储芯片，有一定的成本，不适合果蔬等大批量消耗特性的农产品[8],同时还需要特殊的读卡装置，不便消费者随身携带[9].一维码条形码具有成本低，便于手机扫描的优点，但是信息量太小，需要联网检索追溯信息，消耗手机流量，增加消费者的追溯成本。相比之下，二维条形码也能良好地支持手机扫描，且自身信息容量大，在没有互联网支持的野外环境中，也能提供一千个汉字左右的离线信息。同时二维码抗污损能力较好，油污或破损面积小于 1/4 时，仍然可以阅读。农产品的物流环境通常在户外作业，互联网的联接条件不好，作业环境较脏，作业方式较为粗暴，而二维码能较好地适应这样的工作环境。虽然，印刷在纸质基质上的一维码、二维码的寿命较短，但是农超对接匹配的农产品本身就是快速消费品，所以负面影响较小。综上所述，二维码更加适合农超对接的物流环境。二维码有多种码制，其中 QR（quick response）码制在抗污损能力上表现最好，QR 码还具有高速识读、无方向解析等优势[10],因此本系统选择了 OR 二维码作为核心信息技术。
2.3 系统架构设计。
超市作为农超对接供应链中的核心企业，因此SCM（Supply chain management,供应链管理）系统的数据库应设置在超市企业，由超市向种植企业、加工企业、运输企业、超市门店提供“供应链日志管理程序”.供应链中的每一个批次的农产品都应当有绝对唯一的批次编号，并编码成二维码，随货同行，各企业扫描批次二维码，获得批次编号，并录入生产日志，存储在供应链管理系统的数据库中。当农产品到达超市门店时，供应链管理系统按批次编号从数据库取出该批次农产品的种植、加工及运输的完整供应链日志，把供应链全程日志编码，生成一张“质量追溯 QR 二维码”,放置在农产品货架的“POP（PointOf Purchase）招牌”上。消费者无需店员的帮助，可以自主的应用手机扫描“质量追溯二维码”,了解消费者最关心的“农残信息”和“质检信息”,当有必要进一步了解农产品的种植地、加工工艺、运输时间及上架时间等其他信息时，消费者可以通过手机联网的方式，跳转到追溯网页，获得更详尽的供应链日志。
该设计能够促使消费者主动参与农产品质量监督，发表评价意见，增强了消费信心。当发生质量问题时，也能够根据问题类型，追溯该批次农产品的供应链日志，确定问题环节，问责生产企业。
综上所述，设计系统架构见图 1.供应链各环节的生产企业将日志存入数据库后，实现了对供应链的正向追踪。消费者扫描“质量追溯 QR 二维码”后，则又对历史信息实现了逆向追溯。
3 系统实现。
以某超市原有的供应链管理系统为基础，补充了“农超对接”质量追溯的相关模块，应用 Visual Ba-sic 语言编写了“质量追溯 QR 二维码”生成程序，基于 Google Map 组件开发了物流轨迹追溯 WebGIS 网页，对农产品的管理以批次为单位，当一个批次的农产品销售完后，更换 POP 招牌上的“质量追溯 QR 二维码”,消费者从二维码上可直接解读最关心的质量检测指标数据，在有条件联网时，能够跳转至追溯网页，进阶查阅完整的供应链日志，最后跳转轨迹网页，以可视化的方式查阅农产品从农田至餐桌的物流轨迹。
3.1 追溯 QR 码生成程序。
应用 Visual Basic 语言，从数据库中获取本批次农产品的供应链日志，同时也支持管理员手工录入供应链日志。调用二维码扫描器厂商提供的动态库“EnCodeQr.dll”,“ECCLevel”参数设置为 25,使得生成的二维码具有较好的抗污损能力，“Scale”参数设置 6,确保顾客站在较远的距离，也能够快速顺利地扫描 POP 招牌上的二维码。开发的软件界面见图 2,提供了“生成条码”、“打印条码”、“复制条码”三个功能。为了确保二维码顺利阅读，应在二维码四周“留白”,较大的留白，能有效提高手机扫描二维码的解析速度和成功率。
3.2 手机端对二维码的解析。
随着 3G 通讯技术的发展和智能手机的不断普及，智能手机端的二维码解码软件也得到快速发展，消费者只要在自己的手机上安装扫描二维码的任意通用软件，例如“我查查”、“微信”、“支付宝”等第三方软件，就能够利用手机摄像头解析二维码的信息。以“我查查”软件为例，扫描界面见图 3.
3.3 手机端追溯网站的跳转。
如果消费者的手机拥有充足的上网流量，可点击二维码中的跳转网址，启动手机浏览器查询供应链追溯日志网页，浏览更多的农超对接供应链信息，跳转至追溯网页的操作界面见图 4.
3.4 物流轨迹 WebGIS 网页设计。
“质量追溯 QR 二维码”的尾部还附有物流轨迹网页的网址链接，点击后可跳转至物流轨迹追溯WebGIS 网页。该网站由 Microsoft Visual Studio 2008的 C#.net 开发，调用了 Google Map 组件，在网页上实现了物流轨迹的可视化显示。物流轨迹可视化追溯WebGIS 网页界面见图 5,左侧为轨迹浏览窗体，右侧为供应链节点的日志记录窗体。
4 结论。
研究在以某超市原有的供应链管理系统的基础之上，增加了“农超对接”质量追溯的两个核心模块。系统在运行时，表现出如下优点：（1）充分利用了二维码大容量的存储空间，以纯文字的方式记录了农超对接的核心信息，消费者在扫码后能直接获得最关心的信息。（2）在消费者有条件联网时，可以跳转到供应链追溯网页，浏览更详细的图文信息。企业可以利用追溯网页的剩余空间，进行产品宣传，提高品牌知名度，增加消费信心。（3）消费者还可以跳转到物流轨迹追溯 WebGIS 网页，实现可视化交互式操作，了解种植地的周边地理信息，了解农产品从农田至餐桌的全过程，有效地保障了消费者知情权。（4）设计的系统拥有物联网的“感知、网络、应用”三层架构[11],因此具有较好智慧性，而运营成本又大幅低于 RFID 类的追溯系统[12].但是系统在试用中也发现存在着一些缺点，例如设计的二维码的编码信息量较大，包含了两个跳转网址，有近千个字符，低端手机因为摄像头像素低、焦速度慢，扫描识别时间比较长，但是随着手机硬件性能的逐年快速提升，该缺点将自然消失。（表略）
参考文献：
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[2] 林宇洪，沈嵘枫，邱荣祖。南方林区林产品运输监管系统的研发[J].北京林业大学学报，2011,33（5）：130-135.
[3] 郝文艺。社区农产品专业超市：“农超对接”的新发展[J].黑龙江八一农垦大学学报，2013,25（4）：70-73.
[4] 林宇洪。木材供应链追溯 RFIC 卡的设计[J].西北林学院学报，2013,28（5）：175-179.
[5] Renzo A.Testing improvements in the chocolate traceabilitysystem:Impact on product recalls and production efficien-cy[J].Food Control,2012（23）：221-226.
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[9] 韩志慧，李海燕，辛永波。天津市蔬菜质量安全追溯系统建立[J].食品研究与开发，2013（9）：115-117.
