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一种金钗石斛质量追溯系统及软件开发框架

花匠小妙招
2024-10-05 01:42

一种金钗石斛质量追溯系统及软件开发框架

1.本发明涉及一种金钗石斛质量追溯系统及软件开发框架，属于软件开发领域。

背景技术：

2.石斛（dendrobium spp.）是兰科（orehidaceae）石斛属（dendrobium）多年生草本植物的总称，石斛属植物约1500种。石斛药用的记载最早见于《神农本草经》，列为上品中药，具有益胃生津、滋阴清热功效。据统计，我国境内75种2个变种石斛属植物中有近50种具有药用价值[3]。经历了两千多年的历史变迁，石斛的品种来源发生了很大的变化，在《中华本草》中的石斛药材的来源就有金钗石斛（dendrobium nobile lindl.）、铁皮石斛（dendrobium candidum wall. ex lindl.）、美花石斛（dendrobium loddigesii rolfe）、马鞭石斛（dendrobium fimbriatum hook. var. oculatum hook.）、束花石斛（dendrobium chrysanthum wall. ex lindl.）等。《中国药典》2020年版一部收载石斛和铁皮石斛，其中石斛项下品种包括金钗石斛（dendrobium nobile lindl.）、霍山石斛（dendrobium huoshanense c. z. tang et s. j. cheng）、鼓槌石斛（dendrobium chrysotoxum lindl.）、流苏石斛（dendrobium fimbriatum hook.）。文献根据17个显微结构及ir鉴定方法可完全区分不同石斛品种，表明不同的生长环境下石斛的结构和成分存在差异。
[0003]
石斛类药材的生产是一个从栽培到临床用药的多环节复杂过程。整个过程需要经历不同的生长环境、加工工序等。构建一个全过程的、可监管的、可追溯的系统工程是保证石斛药材安全、有效、稳定和可控的必要途径。当前，我国的石斛产业还处于粗放型经营管理状态，缺乏有效的跟踪监管手段，无法保证终端用户手中的石斛药材的质量。一旦发生质量事件，无法快速找到问题的源头，更无法及时实施纠正措施。因此，建立一套完整的、行之有效的石斛追溯系统迫在眉睫。
[0004]
石斛质量溯源系统是指为了保证石斛产品的质量，综合运用物联网、互联网等技术实现数据交互的一种重要手段。目前石斛产业还没有建立质量追溯系统，其技术手段主要借鉴于重要质量追溯系统的建设经验和其他行业的经验，如农产品的质量追溯、工业产品的质量追溯等。这些行业的质量追溯关键技术主要包括两大体系，第一个体系为数据传输及共享系统，该体系包括数据库技术、互联网服务技术、软件工程技术、web技术及移动端技术等。另一个体系为物联网技术服务系统，该体系包括rfid技术、条码技术、温湿度等生长环境数据采集技术和音视频采集技术等。目前，中药材溯源方法有dna鉴定、中药化学指纹图谱、同位素示踪技术、rfid射频技术和条码技术。其中条码技术按照编码的维度可分为一维码和二维码。二维码相比于一维码具有信息存储量大、安全、便捷、稳定等优势且在智能手机app中支持良好、技术体系完备，被广泛应用于各行各业。同时在中药材的饮片药库物流管理、gap生产流程管理等方面也具有广泛的应用，使二维码成为标签码制作技术的不二选择。
[0005]
从2004年欧美出台《传统药品法案》开始至2012年中国商务部建立了《国家中药材流通追溯体系》，国内各大企业、科研院所和大型医药集团纷纷响应号召，各自在相应行业
的探索药材追溯系统，出现了百花齐放的的建设热潮。但此时追溯系统还没有指定统一标准，无法实现企业、政府、协会、科研院所之间的信息互通。2017年3月3日发布“关于推进重要产品信息化追溯体系建设的指导意见”，文件中指出到2020年，要完善追溯标准体系、巩固提升中药材流通追溯体系。在该文件的指导下，为使石斛产业又好又快发展，亟需建立石斛质量追溯系统。
[0006]
石斛产业虽然还没有质量追溯系统，但石斛产业属于中药产业，而通过对中药追溯系统现状的回顾与分析，可以发现目前的追溯系统有一下几个特征：在追溯技术方面：中药产品所采用的技术与农产品的基本相似但都不统一。一维条形码、二维条形码技、rfid技术在各行业都有使用。dna鉴定和同位素鉴别等化学方法较少用于中药鉴定。dna鉴定和同位素鉴别是破坏性鉴别方法，溯源工序复杂，智能溯源结果不能溯源过程，不便用于大规模、普遍性的溯源系统[6]。rfid技术需要由专门设备读取信息，不利于推广。二维码技术相比于一维码技术能够保存更多信息，是一维码技术的发展和延续，因此更适合应用于质量追溯系统。
[0007]
在追溯标准方面：中药质量追溯系统更多应用于中成药的质量追溯，其追溯标准还在研发过程中，从药材-饮片-半成品-中成药的全程质量跟踪都缺乏相应系统和标准。
[0008]
溯源内容方面：目前中药材的溯源信息大都包括种植过程、管理过程、采摘过程、加工过程和流通过程。其信息的获取途径要么采用物联网检测设备，要么人工记录。该过程与农产品溯源系统相似。

技术实现要素：

[0009]
本发明所要解决如何建立一套完整的、行之有效的石斛追溯系统的技术问题。
[0010]
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种金钗石斛质量追溯系统，包括信息录入模块、质量溯源模块、系统管理模块、环境实时监测模块；所述信息录入模块包括种植信息录入模块、批次和二维码信息录入模块、种植园视频采集模块、温湿度信息采集模块；所述种植信息录入模块用于种苗繁育信息录入、栽培信息录入、采收阶段信息录入、加工阶段信息录入和质量检测信息录入；所述批次和二维码信息录入模块用于批次信息录入和二维码信息录入；所述温湿度信息采集模块用于温湿度信息采集；所述质量溯源模块包括销售信息模块、视频信息模块、种植加工信息模块、公司信息模块、消费者信息模块；所述系统管理模块包括移动端管理模块、报警管理模块、视频管理模块、温湿度传感器管理模块。
[0011]
所述种苗繁育信息录入包括：生产时间、管理名称、显示名称、生产过程、种苗来源、基质、栽培、施肥、除草、浇水、光照、温湿度、小图标、封面图片；所述栽培信息录入包括：种苗来源、生产过程、选地时间、选地地点、选地海拔、选地遮阴、选地温度、选地空气、选地水源、整地时间、定植栽培时间、定植栽培地点、定植栽培来源、定植栽培开展、田间管理时间、田间管理地点、田间管理水分、田间管理光照、田间管理病虫害防治、小图标和封面图片；
所述采收阶段信息录入包括：采收时间、采收过程、采收地点、采收重量、小图标和封面图；所述加工阶段信息录入包括：加工时间、加工过程、加工类型即花、鲜条、切片、加工地点、原料来源、花的干燥过程、花的包装情况、鲜条的浸泡情况、鲜条的洗涤情况、鲜条的晾干情况、鲜条的包装过程、切片的浸泡过程、切片的晾干过程、切片的切断过程、切片烘烤过程、切片的发汗过程、和切片的包装过程、小图标和封面图标；所述质量检测信息录入包括：生产时间、质量监测过程、产品质检、气候、水质、土壤重金属、空气、小图标和封面图片。
[0012]
所述温湿度信息采集为，温湿度每20分钟向金钗石斛质量追溯系统推送一次温湿度，系统记录温湿度采集设备推送的所有数据及其推送时间。
[0013]
所述批次信息录入是为了将系统中同一种植流程的种苗繁育过程、栽培过程、采收过程、加工过程、质量检测过程与最终产品关联起来，同时与采集该种植流程的温湿度传感器数据和摄像头数据绑定，方便消费者查询。
[0014]
所述二维码信息录入用于录入每个批次的产品包装成多少包，就生成多少二维码，产品与二维码一一对应。
[0015]
一种金钗石斛质量追溯软件开发框架，包括数据中心和服务平台，所述数据中心采用mysql作为底层数据库系统，python作为主要开发语言，django作为web server开发框架，django rest framework（drf）作为restful接口开发框架；使用django内置的orm组件、model组件和router组件；利用drf的viewset方法可以准确生成结构统一的api接口；所述的服务平台为开发工作人员管理端和用户终端两个服务端，两个服务端平台使用h5方式开发,使用vue作为javascript开发框架。
[0016]
所述开工作人员管理端使用elementui作为界面开发框架；所述用户终端使用uniapp作为移动端开发框架。
[0017]
采用上述技术方案的有益效果是：本发明以石斛产品为对象，对我国石斛产业的发展和中药材追溯方案的发展状况进行了研究，提出并实践了一整套的石斛质量追溯的软硬件解决方案，构建了围绕石斛产品的种苗、栽培、采收、加工、质量检测、销售环节的质量可追溯查询体系，通过互联网思维使各个生产加工环节透明化。该追溯方案不但可以促使石斛产品的质量更高，而且可以提升石斛产品的品牌知名度和市场竞争力，促进整个石斛行业健康、有序的发展。
[0018]
本发明解决方案使用了二维码、传感器、视频直播、数据库、h5等关键技术，采集了石斛生产各个环节对应的过程数据并保存到数据库，管理员可以与数据库进行实时交互，对每个生产环节的数据进行编辑，保证信息的时效性，并具创新性的是系统可自动根据产品二维码将生产过程数据精准的推送给消费者，保证消费者了解所购买的石斛产品的整个生产过程，通过生产过程透明化初步解决了消费者对石斛产品的高质量诉求。
附图说明
[0019]
图1为本发明种植管理者权限方框图。
[0020]
图2为本发明消费者权限方框图。
[0021]
图3为本发明金钗石斛质量溯源系统的信息管理流程图。
[0022]
图4为本发明金钗石斛质量溯源系统功能结构图。
[0023]
图5为本发明金钗石斛质量追溯系统框图。
[0024]
图6为本发明金钗石斛质量溯源系统ｅ-ｒ图。
[0025]
图7为本发明金钗石斛质量溯源系统软件开发结构图。
[0026]
图8为本发明金钗石斛质量溯源系统功能组织结构图。
[0027]
图9为本发明金钗石斛质量溯源系统终端用户手机扫码后的界面。
具体实施方式
[0028]
它是新一代前端开发框架，运用mvvm模式作为整个框架的核心；另一方面基于django框架实现的django rest framework（drf）接口框架集成了django框架高效、功能完善的特点。本项目利用vue和drf搭配开发，实现了一后端两前端的金钗石斛质量溯源系统，然后使用nginx服务器程序发布该系统。该系统设计的关键技术如下所示：python语言： python是一种跨平台的计算机程序设计语言。是一个高层次的结合了解释性、编译性、互动性和面向对象的脚本语言。最初被设计用于编写自动化脚本(shell)，随着版本的不断更新和语言新功能的添加，越多被用于独立的、大型项目的开发。目前，python语言被广泛应用于web和internet开发、科学计算和统计、人工智能、桌面界面开发、机器学习、后端开发和网络爬虫等领域。具有语法简单、和其他编程语言兼容性好等优势。
[0029]
html5技术：html5是构建web内容的一种语言描述方式。html5是互联网的下一代标准，是构建以及呈现互联网内容的一种语言方式．被认为是互联网的核心技术之一。html产生于1990年，1997年html4成为互联网标准，并广泛应用于互联网应用的开发。
[0030]
html5是web中核心语言html的规范，用户使用任何手段进行网页浏览时看到的内容原本都是html格式的，在浏览器中通过一些技术处理将其转换成为了可识别的信息。html5在从前html4.01的基础上进行了一定的改进，新增了《header》、《footer》、《section》、《acticle》等结构标签，这些标签结构能够明确表示页面的结构和更好的体现网站的语义性。新增了《figure》、《figurecaption》和《hgroup》标签，这些标签能对页面内容进行分组。新增了《audio》和《video》标签，这些标签用于实现网页中插入音频和视频文件。新增了《details》、《summary》、《progress》和《meter》元素用于给页面增加体验元素。
[0031]
vue框架技术： vue.js是一套构建用户界面的渐进式框架。与其他重量级框架不同的是，vue 采用自底向上增量开发的设计。vue 的核心库只关注视图层，并且非常容易学习，非常容易与其它库或已有项目整合。另一方面，vue 完全有能力驱动采用单文件组件和vue生态系统支持的库开发的复杂单页应用。
[0032]
vue.js 自身不是一个全能框架——它只聚焦于视图层。具有易上手、灵活、高性能的特点。vue建立在传统的html、css和js的基础上，具有简单小巧的核心，渐进式的技术栈和足以应付任何规模的应用。只有 20kb min+gzip 运行大小、但拥有超快虚拟 dom 、最省心的优化。
[0033] django框架：django是高水准的python编程语言驱动的一个开源模型．视图，控制器风格的web应用程序框架，它起源于开源社区。使用这种架构，程序员可以方便、快捷地创建高品质、易维护、数据库驱动的应用程序。这也正是openstack的horizon组件采用这种
架构进行设计的主要原因。另外，在dj ango框架中，还包含许多功能强大的第三方插件，使得django具有较强的可扩展性。django 项目源自一个在线新闻 web 站点，于 2005 年以开源的形式被释放出来。django 框架的核心组件有：1.用于创建模型的对象关系映射；2.为最终用户设计较好的管理界面；3.url 设计；4.设计者友好的模板语言；5.缓存系统；已经成为web开发者的首选框架，是一个遵循 mvc 设计模式的框架。mvc是model、view、controller三个单词的简写，分别代表模型、视图、控制器。django其实也是一个mtv 的设计模式。mtv是model、template、view三个单词的简写，分别代表模型、模版、视图。但是在django中，控制器接受用户输入的部分由框架自行处理，所以 django 里更关注的是模型（model）、模板(template)和视图（views），称为 mtv模式。这种模式使得程序员能够写很少的调用代码就能够大大提高工作效率。
[0034]
drf框架： drf从本质上来讲, 它就是一个django的app, 有了这样一个app, 我们就可以更好的设计出符合restful规范的web应用。实际上, 即便没有drf, 我们也能够自行设计出符合restful规范的web应用。同时，我们也能够设计出符合restful规范的接口, 甚至是整个app应用. 但是, 如果所有的接口都自定义, 难免会出现重复代码, 为了提高工作效率, 我们建议使用优秀的工具, drf就是这样一个优秀的工具, 另外, 它不仅能够帮助程序员快速的设计出符合restful规范的接口, 还提供了诸如认证 , 权限等等其他强大的功能。使得设计出的程序即高效有安全。
[0035]
二维码技术：国外对二维码技术的研究始于20世纪80年代末，在二维码符号表示技术研究方面已研制出多种码制，常见的有pdf417、qr code、code 49、code 16k、code one等。这些二维码的信息密度都比传统的一维码有了较大提高，如pdf417的信息密度是一维码codec39的20多倍。在二维码标准化研究方面，国际自动识别制造商协会（aim）、美国标准化协会（ansi）已完成了pdf417、qr code、code 49、code 16k、code one等码制的符号标准。国际标准技术委员会和国际电工委员会还成立了条码自动识别技术委员会（iso/iec/jtc1/sc31），已制定了qr code的国际标准（iso/iec 18004：2000《自动识别与数据采集技术—条码符号技术规范—qr码》），起草了pdf417、code 16k、data matrix、maxi code等二维码的iso/iec标准草案。在二维码设备开发研制、生产方面，美国、日本等国的设备制造商生产的识读设备、符号生成设备，已广泛应用于各类二维码应用系统。二维码作为一种全新的信息存储、传递和识别技术，自诞生之日起就得到了世界上许多国家的关注。美国、德国、日本等国家，不仅已将二维码技术应用于公安、外交、军事等部门对各类证件的管理，而且也将二维码应用于海关、税务等部门对各类报表和票据的管理，商业、交通运输等部门对商品及货物运输的管理、邮政部门对邮政包裹的管理、工业生产领域对工业生产线的自动化管理。
[0036]
中国对二维码技术的研究开始于1993年。中国物品编码中心对几种常用的二维码pdf417、qrccode、data matrix、maxi code、code 49、code 16k、code one的技术规范进行了翻译和跟踪研究。随着中国市场经济的不断完善和信息技术的迅速发展，国内对二维码
这一新技术的需求与日俱增。中国物品编码中心在原国家质量技术监督局和国家有关部门的大力支持下，对二维码技术的研究不断深入。在消化国外相关技术资料的基础上，制定了两个二维码的国家标准：二维码网格矩阵码（sj/t 11349-2006）和二维码紧密矩阵码（sj/t 11350-2006），从而大大促进了中国具有自主知识产权技术的二维码的研发。
[0037]
本系统所使用的的二维码标准是qrccode，该二维码能够被微信程序扫码识别，便于用于通过手机微信随时扫码，随时查阅石斛产品的详细信息。
[0038]
nginx web服务器技术：是一个高性能的http和反向代理服务器程序，也是一个imap/pop3/smtp服务程序。nginx作为一款开源的web服务器软件，和传统的web服务器不同的是它基于异步架构，可在非常低的资源使用率下提供大量的并发请求处理能力。本次开发选择nginx作为服务器主要因为nginx具有以下优点：1.平均响应时间短，nginx服务器对于请求的处理速度非常快，几十载数以万计的并发请求时起也能够比其他服务器更快的响应请求。
[0039]
1.扩展性强，nginx服务器将各个功能划分到不同层次的模块中，这些模块之间具有非常低的耦合度。
[0040]
3.可靠性高，nginx服务器中，有一个主进程管理各个工作进程，每个工作进程都是相对独立的，当有工作进程丢失的时候，主进程都会重新创建进程并恢复丢失工作进程的工作。
[0041]
4.内存占用低，相对于其他web服务器而言，nginx对于内存的消耗非常少，一般十万个非活跃的保活连接仅占用30ｍｂ的内存。
[0042]
支持热部署，热部署指的是在服务器不重启的情况下可以升级服务器程序和数据的一种部署方式，nginx服务器可以长时间的运行也不会宕机，并且可以在服务中进行升级。
[0043]
uwsgi web服务器技术：uwsgi是一个web服务器，它实现了uwsgi协议、wsgi、http等协议。其中wsgi是一种通信协议，uwsgi是一种线路协议，常用于在uwsgi服务器与其他网络服务器的数据通信，而uwsgi是实现了uwsgi和wsgi两种协议的服务器。nginx和uwsgi都是web服务器，nginx负责静态内容，uwsgi负责python动态内容，二者配合共同提供web服务以实现提高效率和负载均衡等目的。
[0044]
请求和响应流程为：request
ꢀ‑
》 unginx
ꢀ‑
》 uwsgi
ꢀ‑
＞ django
ꢀ‑
＞uwsgi
ꢀ‑
＞ nginx
ꢀ‑
＞response。请求先交由nginx服务器进行判断，判定发送的内容是静态的，则会自行处理；判定发送的内容是动态的，则会交由uwsgi服务器进行处理，uwsgi服务器会处理由python所编写的代码，在响应相应的请求后，会通过原路进行返回操作。
[0045]
系统需求分析：本发明在设计开发金钗石斛溯源系统之前，需要从金钗石斛产业链上的各个环节和用户的实际需要入手，金钗石斛产业链上各个环节的信息是确保金钗石斛产品高质量流入市场的重要保证，每个环节的信息都包括什么，用户又涉及哪几类人群，这是设计溯源系统功能重要的前提。通过各个环节的关键信息和各类用户的实际需求入手，才能够明确溯源系统要做什么，从而要达到什么效果，最终确定金钗石斛溯源系统的项目设计。
[0046]
在金钗石斛产品质量溯源管理中，最主要涉及的人员包括：种植管理者和消费者，因此在系统功能的设计中，应当充分考虑种植管理者和消费者这两类人群的具体需求，从
而形成一个完整的溯源和管理体系。
[0047]
种植管理者的需求：对于石斛种植人员而言，种植者有义务告知消费者石斛产品的生长情况等，这属于消费者的知情权。生产者为消费者提供公开透明化的生产链，并提供相应的功能，便于消费者查询，同时也是保护自己的品牌不受假冒伪劣的侵扰。在消费者食用自己品牌的金钗石斛产品后，出现问题时，生产者能够通过溯源系统查询生产链上的每一个生产环节，查看究竟是哪个环节出了问题，以便追查问责。
[0048]
1）生产链各个环节信息登记功能：金钗石斛生产基地将生产的金钗石斛产品销往全国各地，在生产链屮应该记录各个环节的详细信息，如种植信息、销售信息等，这两种基本的信息应该及时的登记到金钗石斛质量溯源系统中。
[0049]
2）二维码扫码功能：如今是信息化时代，为了让所有的客户都能够准确、及时、方便的查询石斛产品信息。微信扫码无疑是最佳的选择，因此二维码成为标识产品与信息之间的桥梁。二维码能够存储的信息量极高，而且信息不易泄露，对于产品的追踪水平较强、备援性大、制作成本较低。所以无论从经济效益上或者实用性上来说，二维码对于生产企业或者消费者来说都是绝佳的选择。消费者通过手机微信扫一扫，扫描贴在金钗石斛产品上的二维码，就可以知道其中的关键信息。
[0050]
3）溯源码查询功能：溯源码是商品的电子身份证号码，具有唯一性，商品从出产到销售，溯源码会一直伴随着商品。溯源码服务有利于产品质量提升，产业结构调整，实现高效通检，溯源码将整个生产链上的信息公开透明化，有利于维护消费者的知情权，提升质量意识与消费者信心，有利于完善社会诚信体系。
[0051]
消费者的需求：消费者是最为重要的用户群体，因为消费者用户数量庞大，保持消费者对金钗石斛产品的信任度是金钗石斛溯源系统建设的最大动力，有了消费者的信赖才会拥有市场，把握市场首先要从消费者下手，知道消费者的需求是什么，才能够真正的掌握市场经济的动向。消费者的基本需求可以从两方面进行归纳：1）生产链各个环节信息公开查询的需求：过去人们的食品观念还只停留在温饱上面，但是随着生活水平的提高，人们对食品的营养均衡和健康安全有了新的认识，不仅要吃饱，而且要吃好。消费者不仅关注食品品的品牌，更注重于所购买的食品是否新鲜，品质如何。食品质量差，不仅会影响消费者的健康，严重的还会危及消费者的生命安全。所以消费者会对所购买的食品是否安全产生了一种强烈的需求。消费者可以根据金钗石斛在生产链上的各个环节信息进行查询，从而做出自己的判断，所购买的金钗石斛是否符合自己的要求，从而才会去购买。由此可见，消费者对于金钗石斛的各个环节信息进行便捷查询的需求尤为强烈。
[0052]
2）质量问题的投诉需求：赤水金钗石斛生产在全省脱贫攻坚主战场上有重要的位置，目前，金钗石斛生产基地也形成了自己的商业品牌，通过品牌效应，赤水金钗石斛在全国都很畅销。但是中草药市场较为脆弱，为防止一些不法商贩为了利益，以次充好，搞乱市场，在市场上大肆贩卖无品质报账的金钗石斛产品，将消费者的健康与安全置之不理。消费者对此也是愤恨不己，想找到解决办法的平台，因此石斛溯源系统有义务为消费者提供便利的投诉功能，通过投诉来曝光不法的行为。
[0053]
3）消费者信息与产品关联关系建立：消费者在购买了金钗石斛后，需要知道该批
次产品的生产细节、种植细节，生长环境等影响金钗石斛品质的产业链环境，但不同的产品有其不同的产业链环境，为使消费者能够精准的掌握当前所购买的石斛产品的产业链信息，需要建立产业链上各个环境的生产环境数据、产品、消费者三者之间的关系。
[0054]
数据自动采集需求：金钗石斛的品质跟生长地的温度、湿度等环境因素密切相关，为了建立足够完整的信息采集系统，尽可能详尽的记录金钗石斛的生长环境，为生产者和消费者提供更多可参考的数据，本系统需要引入温湿度传感器，温湿度传感器能够自动定时采集金钗石斛生长地的温度和湿度、自动上传至服务器并能与相关批次的金钗石斛建立联系。
[0055]
系统相关用例图：1.种植管理者：种植管理者是对金钗石斛生产链上的信息进行相应的管理，种植人员管理的信息包括种植环节、二维码生成环节和系统设置环节，如图1所示。
[0056]
系统可以容许多个种植管理者同时登录系统，这些种植管理者们共同维护石斛种植加工数据。包括金钗石斛在各个阶段的数据采集、数据的更正和相关数据的删除。同时，种植管理者还可以维护金钗石斛产品的批次管理信息、二维码信息和系统维护信息。
[0057]
2.消费者：消费者可以根据金钗石斛产品上的二维码信息登录金钗石斛质量追溯系统进行详细查询，如果发现所购买的金钗石斛产品和所查询到的信息不符合，可以通过金钗石斛追溯系统页面的联系方式与工作人员联系并及时反馈相关信息，工作人员会根据产品注册信息和消费者注册的信息对假冒伪劣产品溯源，并作出下一步处理。同时，消费者还可以通过金钗石斛质量追溯系统查看石斛种植园的实时图像和生长温湿度信息，如图2所示。
[0058]
消费者登录系统后可以查看基本的金钗石斛售卖信息，若需查看石斛溯源信息和实时视频及温湿度信息，需要先登记消费者的基本信息后，方可查看。
[0059]
系统业务流程分析系统业务流程概述：金钗石斛从生产基地到销售市场的这个生产链都要实现公开透明话，就必须要在各生产链上记录各个阶段的必要信息。金钗石斛从种植到销售经过了种植、包装分销、销售三个阶段。金钗石斛种植阶段较多、种植周期较长、需要在各个阶段的各个环节都保存文字或图片或视频记录，包装分销阶段需要按照批次生产每个产品的一对一的二维码，每个二维码对应一个产品，对应一个批次，对应一次种植过程所记录的信息。然后经过审核后进入市场。消费者购买了金钗石斛产品后，使用微信扫描二维码，进入金钗石斛质量追溯系统，金钗石斛质量追溯系统根据所扫描的二维码判断其所对应的批次和种植信息，并精准显示该产品的批次信息、产品信息、种植过程信息、实时视频采集信息和种植地的温湿度信息。
[0060]
金钗石斛质量溯源系统的信息管理流程是根据金钗石斛生产链上的信息流向确定的，其可分为七个环节，分别是：种苗繁育、栽培管理、采收管理、加工管理、质量检测管理、批次管理和二维码管理。金钗石斛质量追溯系统的流程图如图3所示：流程说明：1.信息采集阶段：信息采集是溯源系统的关键环节，其中每个阶段的信息采集都包括文本信息和图像信息。
[0061]
1）种苗繁育阶段信息采集包括：生产时间、管理名称、显示名称、生产过程、种苗来
源、基质、栽培、施肥、除草、浇水、光照、温湿度、小图标、封面图片等。
[0062]
2）栽培阶段信息采集包括：种苗来源、生产过程、选地时间、选地地点、选地海拔、选地遮阴、选地温度、选地空气、选地水源、整地时间、定植栽培时间、定植栽培地点、定植栽培来源、定植栽培开展、田间管理时间、田间管理地点、田间管理水分、田间管理光照、田间管理病虫害防治、小图标和封面图片等。
[0063]
3）采收阶段信息采集包括：采收时间、采收过程、采收地点、采收重量、小图标和封面图。
[0064]
4）加工阶段信息采集包括：加工时间、加工过程、加工类型（花、鲜条、切片）、加工地点、原料来源、花的干燥过程、花的包装情况、鲜条的浸泡情况、鲜条的洗涤情况、鲜条的晾干情况、鲜条的包装过程、切片的浸泡过程、切片的晾干过程、切片的切断过程、切片烘烤过程、切片的发汗过程、和切片的包装过程、小图标和封面图标。
[0065]
5）质量检测信息采集包括：生产时间、质量监测过程、产品质检、气候、水质、土壤重金属、空气、小图标和封面图片。
[0066]
2.温湿度采集阶段：温湿度每20分钟向金钗石斛质量追溯系统推送一次温湿度，系统记录温湿度采集设备推送的所有数据及其推送时间。
[0067]
3.打包批次：打包批次是为了将系统中同一种植流程的种苗繁育过程、栽培过程、采收过程、加工过程、质量检测过程与最终产品关联起来，同时与采集该种植流程的温湿度传感器数据和摄像头数据绑定，方便消费者查询。
[0068]
4.生成二维码：每个批次的产品包装成多少包，就生成多少二维码，产品与二维码一一对应。
[0069]
5.扫码查询：消费者使用微信扫码后自动打开金钗石斛质量溯源系统的消费者端，质量追溯系统通过二维码携带的信息自动推送该批次的生产链所有信息共消费者查看。
[0070]
系统设计：通过对金钗石斛产业链上的各个关键环节进行信息记录，对关键信息进行妥善管理，通过运用二维码技术，将金钗石斛生产和流通中的关键信息进行记录，将二维码贴附在金钗石斛产品上。每一个二维码就是金钗石斛产品的身份码。顾客通过微信扫一扫，扫描二维码，就可以得到金钗石斛在生产基地时候的种植信息、销售信息。只有被金钗石斛质量追溯系统识别的二维码，才是有质量保障的且有质量追溯信息的产品。顾客想要得到所购买的金钗石斛产品更为详细的信息，需要填写石斛产品购买人的姓名、电话等详细信息，才能够得到详细的实施视频信息和种植信息。如果顾客发现产品的信息不对，可以通过系统中预留的工作人员电话投诉，系统管理员收到顾客的投诉后，能够及时进行交流和反馈，以便能够及时处理发生的问题。
[0071]
系统总体设计：金钗石斛质量追溯系统分为种植管理员用户和前端消费者用户两大模块。系统后台用户是为种植管理员维护金钗石斛种植信息所提供的功能，重在设计清晰易用的使用逻辑，系统前台用户是为产品消费者提供的质量溯源信息查询界面，中在设计精简美观的使用界面，提升用户体验。系统功能结构如图4所示；系统功能模块设计：根据金钗石斛质量追溯系统的需求分析，从消费者和种植管理者角度设计金钗石斛质量追溯系统，金钗石斛质量追溯系统共分为四个模块，分别是：信息录入模块、系统管理模块、质量溯源模块和环境实时监测模块，如图5所示：
信息录入管理主要提供金钗石斛生产链上所有信息的维护。质量溯源模块主要是为消费者提供质量溯源信息。系统管理模块主要用于设置系统运行参数，包括为移动端提供数据接口的设置，温湿度阈值设置，视频接入设置和温湿度传感器接入设置。
[0072]
系统数据库设计：通过对金钗石斛质量溯源系统的需求分析，从而确定系统的功能，在确定功能的基础上，收集系统目标的基础数据，并将数据按照一定的模型组织起来，能够将数据信息进行保存、删除、维护、查询等操作，方便金钗石斛质量追溯系统高效、准确的从数据库中获取所需要的数据信息。数据库一般要求具有最小冗余和结构合理的特点，所以本文根据数据库设计的一般步骤，遵循数据库设计的三大范式，设计金钗石斛溯源系统所需要的数据库。
[0073]
系统e-r模型：针对金钗石斛质量追溯系统，需要考虑各个数据库表之间的关联结构问题。只有确定好数据库之间的关联信息，才能够把系统的逻辑功能结合起来。将抽象的问题具体化，可以帮助深刻理解系统的结构。设计好数据库的详细结构，能够加快接下来的设计速度。好的数据库结构设计，可以简化代码流程，优化系统速度。在数据库的ｅ-ｒ图模型中，围绕生产链延伸出种植信息、批次信息、销售信息、二维码信息等其他关键信息和属性。金钗石斛质量溯源系统ｅ-ｒ图，如图6所示；数据库表设计：数据库是由存储不同数据信息的数据表组成，在金钗石斛追溯系统的设计与实现过程中，完成金钗石斛追溯系统功能模块中设计的模块，实现相关数据的存储任务，结合系统ｅ－ｒ图所定义的数据实体，从而设计数据表，金钗石斛追溯系统的主要表结构设计包括用户信息表，种苗繁育信息表，栽培信息表，采收信息表，加工信息表、批次信息表、二维码信息表、温湿度信息表、视频信息表等相关。
[0074]
1、用户信息表2、种苗繁育信息表3、栽培信息表
4.采收信息表5.加工信息表
6.质量检测信息表7.批次信息表
8.二维码信息表金钗石斛质量追溯系统实现及核心代码：系统实现概述：金钗石斛质量溯源系统采用b/s开发模式实现服务端对客户端的操作，将三层架构对应于金钗石斛质量溯源系统的前端、后端和数据库。数据中心主要包含基础数据管理、权限管理、二维码标签管理和restful接口管理四个模块。restful接口管理模块是数据中的数据门户，所有的数据都必须通过该模块与数据中心交互。因此，数据中心不止可以为工作人员管理端和终端用户提供数据支撑，还可以为其它任何符合restful接口规范的系统提供数据交互支撑。
[0075]
技术架构：数据中心和服务平台的主要功能有所不同，数据中心主要用于数据处理，因此采用mysql作为底层数据库系统，python作为主要开发语言，django作为web server开发框架，django rest framework（drf）作为restful接口开发框架。使用django内置的orm组件、model组件和router组件，可快速开发出商用级别的web 服务端程序。利用drf的viewset方法可以准确生成结构统一的api接口。两个服务端平台使用h5方式开发,使用vue作为javascript开发框架。
[0076]
开工作人员管理端使用elementui作为界面开发框架。
[0077]
终端用户使用uniapp作为移动端开发框架。其开发结构如图7所示。
[0078]
软件功能设计：从设计的角度对系统整体功能进行划分，将追溯系统功能分为权限管理功能、预警功能、环境数据管理功能、扫码验证功能、接口管理功能。功能组织结构图如图8所示。
[0079]
预警管理模块主要根据管理员预先设置好的阈值实施监测环境数据，若环境监测数据高于或低于阈值则提醒管理员。环境数据管理主要是温度和湿度的采集模块接入和数据整理工作。管理员操作界面如下图左所示。扫码验证模块是系统自动为每个产品生成一个独一无二的二维码并与绑定产品生产加工数据，用户使用手机扫描二维码后能够查询并
呈现当前产品的相关信息。终端用户手机扫码后的界面如图9所示。

技术特征：
1.一种金钗石斛质量追溯系统，其特征在于：它包括信息录入模块、质量溯源模块、系统管理模块、环境实时监测模块；所述信息录入模块包括种植信息录入模块、批次和二维码信息录入模块、种植园视频采集模块、温湿度信息采集模块；所述种植信息录入模块用于种苗繁育信息录入、栽培信息录入、采收阶段信息录入、加工阶段信息录入和质量检测信息录入；所述批次和二维码信息录入模块用于批次信息录入和二维码信息录入；所述温湿度信息采集模块用于温湿度信息采集；所述质量溯源模块包括销售信息模块、视频信息模块、种植加工信息模块、公司信息模块、消费者信息模块；所述系统管理模块包括移动端管理模块、报警管理模块、视频管理模块、温湿度传感器管理模块。2.根据权利要求1所述金钗石斛质量追溯系统，其特征在于：所述种苗繁育信息录入包括：生产时间、管理名称、显示名称、生产过程、种苗来源、基质、栽培、施肥、除草、浇水、光照、温湿度、小图标、封面图片；所述栽培信息录入包括：种苗来源、生产过程、选地时间、选地地点、选地海拔、选地遮阴、选地温度、选地空气、选地水源、整地时间、定植栽培时间、定植栽培地点、定植栽培来源、定植栽培开展、田间管理时间、田间管理地点、田间管理水分、田间管理光照、田间管理病虫害防治、小图标和封面图片；所述采收阶段信息录入包括：采收时间、采收过程、采收地点、采收重量、小图标和封面图；所述加工阶段信息录入包括：加工时间、加工过程、加工类型即花、鲜条、切片、加工地点、原料来源、花的干燥过程、花的包装情况、鲜条的浸泡情况、鲜条的洗涤情况、鲜条的晾干情况、鲜条的包装过程、切片的浸泡过程、切片的晾干过程、切片的切断过程、切片烘烤过程、切片的发汗过程、和切片的包装过程、小图标和封面图标；所述质量检测信息录入包括：生产时间、质量监测过程、产品质检、气候、水质、土壤重金属、空气、小图标和封面图片。3.根据权利要求1所述金钗石斛质量追溯系统，其特征在于：所述温湿度信息采集为，温湿度每20分钟向金钗石斛质量追溯系统推送一次温湿度，系统记录温湿度采集设备推送的所有数据及其推送时间。4.根据权利要求1所述金钗石斛质量追溯系统，其特征在于：所述批次信息录入是为了将系统中同一种植流程的种苗繁育过程、栽培过程、采收过程、加工过程、质量检测过程与最终产品关联起来，同时与采集该种植流程的温湿度传感器数据和摄像头数据绑定，方便消费者查询。5.根据权利要求1所述金钗石斛质量追溯系统，其特征在于：所述二维码信息录入用于录入每个批次的产品包装成多少包，就生成多少二维码，产品与二维码一一对应。6.一种金钗石斛质量追溯软件开发框架，其特征在于：它包括数据中心和服务平台，所述数据中心采用mysql作为底层数据库系统，python作为主要开发语言，django作为web server开发框架，django rest framework（drf）作为restful接口开发框架；使用django内置的orm组件、model组件和router组件；利用drf的viewset方法可以准确生成结构统一的
api接口；所述的服务平台为开发工作人员管理端和用户终端两个服务端，两个服务端平台使用h5方式开发,使用vue作为javascript开发框架。7.根据权利要求6所述金钗石斛质量追溯软件开发框架，其特征在于：所述开工作人员管理端使用elementui作为界面开发框架；所述用户终端使用uniapp作为移动端开发框架。

技术总结
一种金钗石斛质量追溯系统，包括信息录入模块、质量溯源模块、系统管理模块、环境实时监测模块；所述信息录入模块包括种植信息录入模块、批次和二维码信息录入模块、种植园视频采集模块、温湿度信息采集模块；所述质量溯源模块包括销售信息模块、视频信息模块、种植加工信息模块、公司信息模块、消费者信息模块；所述系统管理模块包括移动端管理模块、报警管理模块、视频管理模块、温湿度传感器管理模块。本发明追溯方案不但可以促使石斛产品的质量更高，而且可以提升石斛产品的品牌知名度和市场竞争力，促进整个石斛行业健康、有序的发展。有序的发展。有序的发展。

技术研发人员：王森欧水平常永虎
受保护的技术使用者：遵义医科大学
技术研发日：2022.08.23
技术公布日：2022/12/19