基于Android的食品溯源系统研究
炎士涛 王富豪
摘要：为了杜绝有毒有害食品送上人们的餐桌，危害人体健康，破坏家庭幸福生活，文章提出基于Android的食品溯源系统的研究。通过分析QR码原理及特点，对中文汉字进行了数据编码，使用WiFi技术与MYSQL数据库进行信息采集传输，基于Android系统开发平台，实现查询搜索及录入功能。经过测试发现，该系统抗干扰能力强，记录信息详细，适合应用推广。
关键词：Android；回溯系统；QR码；MYSOL
1食品研究背景
随着人们日常生活水平的提高，对食品安全质量的追求也越来越高，即便在每个环节倍加注意，也无法抵挡不法商贩为谋求高额利润进行的制假活动。毒奶粉、毒豇豆、敌敌畏韭菜、涂药黄瓜等有害食品屡禁不止，各种激素、农药、保鲜杀虫试剂的超标违法使用，正不断侵袭人们的健康，给无数家庭带来了难以挽回的伤害。
为了能够监控食品生产及流转过程，人们使用了条形码技术，普通的一维条形码由于构造简单、记录信息少、容易伪造等特点，已经难以满足人们的需求。QR Code正广泛被应用，由于该编码容易对汉字、字母等字符进行数据分析，纠错强、误码率低，能够存储大量信息，所以被应用到大量的系统中。Android系统是目前移动互联网终端普遍使用的操作系统，市场占有率非常高，基于Android系统开发食品溯源系统具有扩展性高、便于部署等优势。本系统的设计目的在于通过溯源加强食品生产及销售过程的监督管理，保证食品从生产到销售的整个环节的安全及可控性。
2技术简介
二维码技术目前相对比较普及，已知的可以使用的二维条码制已经达到200多种，不同的编码原理不同，具有各自的优势，常见的有Data Matrix，CODE49和QR Code。目前被广泛使用的QR Code编码，是1994年日本人Denso-Wave发明的矩阵条形码技术，能够方便快速的识别不同字母及汉字，存储信息量大，识别速度快，同时具有全方位识别以及抗损伤、还原性强的优势。MYSQL是瑞典一家公司开发的移植性能强的关系型数据库，是具有C/S体系结构的分布式数据库管理系统，使用该系統创建的数据库可以在互联网上任何地方访问，具有功能强大、使用方便、操作简单、速度快、可靠性和安全性高的优点。Android是基于Linux内核的操作系统平台，Google公司开发研制，采用软件叠层架构，包括中间件及应用程序。Android系统应用广泛，已经占有手机市场的大部分份额，并且急剧扩张到平板电脑、智能电视等不同领域，采用该平台进行系统开发，可以非常方便地移植到其他平台中，应用前景好。
3系统架构设计
系统主要模块包括信息录入、信息查询及系统管理等，为保证系统运转过程中信息的存储，需要对MYSQL数据库进行详细设计。系统实现基于Android6.0版本开发，使用Java语言编程实现。在初始阶段进行信息采集，详细记录食品的基本信息及关键码，例如生产厂家、原料构成、达标信息等，进而生成二维码，以便在今后流通过程中进行扫描查询；在流转过程中，需要使用二维码识别，根据不同权限显示相关信息或进行信息补充，将上级供货商、到货时间、运输及经手人信息加入到数据库中。
3.1数据库设计
为了更好地进行食品溯源工作，需要详细记录相关信息，另外需要关键码段和OR Code码进行转换识别，具体关键字段设计如表1所示。
3.2系统平台模块设计
系统运行进入主界面后，根据登录权限显示不同的界面。系统管理进行用户权限的管理；当信息录入时，根据初次录入还是后继录入进行编（解）码，输入食品相关的详细信息，例如上表中提到的生产厂家、物流信息、产品信息等，通过WiFi将数据存储到MYSQL数据库中；当进行信息查询时，进行扫描解码，对应MYSQL数据库中提取相应信息进行显示；检测管理专门提供给质检单位，在初次录入信息后由质检部分进行核实，进而将评测信息写入到数据库中，供查询使用。
4系统关键功能实现
整个实现过程中针对数据库的操作非常简单，系统管理和检测管理只牵涉到对MYSQL数据库表的简单修改操作，由MYSQL提供的结构化查询语句即可完成。与之对应，信息录入、信息查询及QR编码模块则需要考究关键信息的筛选，QR二维码的编码及解码功能实现。
4.1编码模块实现
在QR二维码生成模块中，实现步骤包括数据分析（确定编码字符类型并选择纠错等级）、数据编码（数据转换为位流并构成码字序列）、纠错编码（根据纠错等级进行纠错）、构造数据信息并生成矩阵、掩摸及最终加入版本信息等若干环节。由于本系统需要在二维码中存入大量汉字信息，需要采用GB2312编码，每个汉字对应的GB2312编码转换为数据二进制流，按上述步骤执行形成二维码。QR编码形成的矩阵共有40个规格版本，从版本1的21×21矩阵到版本40的177×177能容纳的信息量逐级递增，本实例采用版本7，纠错级别使用M，即15%的数码纠正。
4.2信息查询模块实现
当用户登录系统选择信息查询功能时，会弹出扫码界面，用户将手机对准食品上的二维码扫描识别，进行解码操作，把二维码蕴含的基本信息显示在信息界面上。提取二维码编码时产生的OR关键码，通过WiFi连接MYSQL数据库进行查询，进一步将食品的相关产品信息及物流信息显示在详细界面中，满足用户对保证食品质量安全的各个环节的信息有更进一步的了解。
4.3信息录入模块实现
该模块主要实现食品溯源信息的数据库存储。首次录入信息主要是食品名称、生产厂家、生产日期等简单信息，这些信息将会在录入后编码记录在OR二维码中，当进行扫码解码时直接显示。基本信息录入后由质检用户登录进行认证，然后调用编码模块生成QR二维码，认证信息补充存储在二维码中。该环节一个关键工作是产生一个OR关键码，该编码作为数据库中食品信息表的关键字段，为以后流通环节补充物流信息时提供依据。每次解码时都可以得到该字段，从而访问食品信息表，进行信息的读取显示或补充写入。
5结语
本系统实现了食品生产信息创建、OR二维编码生成、扫码显示食品数据信息等一整套溯源环节，构建了一个基于Android的食品溯源系统。实践证明OR码可以在很小面积的方块中表示大量中文汉字信息，准确率和可靠性高。将系统部署在手机移动端使用简单方便，查询信息准确，适合推广使用。通过使用该系统，可以方便地实现食品源头可追溯、物流可跟踪、信息可查询、产品可认证等多项目标，为解决食品安全质量问题提供了可靠有效的手段。当然，本系统也存在一定的问题，诸如初始信息靠人工录入、查询信息依靠网络支持等，后期研究中将考察RFID技术的应用，争取实现信息的自动采集，进一步提高系统的性能。
