物聯(lián)網技術下的校園食品安全管理系統(tǒng)

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摘要：針對當前校園食品來源和流轉過程中存在不安全因素的問題，文章利用物聯(lián)網技術開發(fā)校園食品安全管理系統(tǒng)來解決此問題。首先對系統(tǒng)的開發(fā)框架和物聯(lián)網技術進行分析描述；其次給出了系統(tǒng)的功能結構和數據庫設計；最后給出了系統(tǒng)的部分實現。本文對于校園食品管理人員和物聯(lián)網開發(fā)人員都有著積極的作用。

關鍵詞：物聯(lián)網；食品安全；校園

隨著我國教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展，學生的人數日益增加。近年來，校園的食品安全問題一直廣泛受到社會各界的關注，對校園餐廳通過安裝監(jiān)控攝像等裝置來加強食品的安全管理，從某種程度起到了一定的積極作用。但食品安全問題仍然時有發(fā)生，主要原因是攝像裝置只是對食品加工的最后一道工序進行了監(jiān)管，而對于食品的來源、流通等環(huán)節(jié)并沒有達到真正的管理。通過物聯(lián)網技術，全程對食品的供應鏈進行管理，可以有效保證學生的飲食健康。

1系統(tǒng)相關技術

校園食品安全管理系統(tǒng)是架構在互聯(lián)網上，利用網絡、計算機和終端等設備，發(fā)揮物聯(lián)網技術的優(yōu)勢，進而完成食品安全的信息化管理。

1.1開發(fā)框架

Django框架是免費和開源的，可以用更少的程序代碼構建出完善的Web系統(tǒng)，讓開發(fā)工作更加省時和簡便。Django框架采用MTV（Model－Template－View）模式，Model是模型，主要負責業(yè)務對象與數據庫的關系映射；T是模板，負責如何把頁面展示給用戶；V是視圖，負責業(yè)務邏輯，并在合適的時候調用模型和模板。其中Django主要負責控制模型與視圖之間的代碼交互。其架構如圖1所示。

1.2物聯(lián)網技術

（1）傳感器技術傳感器是一種將采集到的信號經過轉化，成為另一種對應輸出的刺激裝置。主要由轉換元件和敏感元件兩部分組成，是當前物聯(lián)網應用的重要組成部分。在校園食品安全管理系統(tǒng)中，可以對食品的位置定位和存儲的外部環(huán)境進行監(jiān)測。（2）RFID技術RFID系統(tǒng)主要由主機、閱讀器和RFID標簽三部分組成。其中主機對閱讀器獲取的信息進行處理分析；閱讀器對RFID標簽進行通信和讀寫，并對信號進行加密、身份驗證及編解碼操作；RFID標簽可以通過天線收集原始信號。其結構原理如圖2所示。

2系統(tǒng)設計

2.1系統(tǒng)功能設計

校園食品直接關系到學生的身體健康，是每個學校所關注的最重要事情。食品安全僅僅依賴某一個職能部門的抽樣檢查，是無法保障食品的絕對安全的。需要學校的相關職能部門、食品提供商、運輸部門、倉庫管理人員等協(xié)調運作，監(jiān)控好食品的每一個流程，對食品每一個流通環(huán)節(jié)的狀態(tài)都有清楚的描述和表示，可以將食品安全的責任追溯到具體的人和具體的活動上。對于食品流通環(huán)節(jié)中出現的不確定事件，及時發(fā)出預警通知，并派專人進行確認問題，將未知安全食品阻絕在校園之外。整個食品安全管理系統(tǒng)主要涉及學校的系統(tǒng)管理人員、職能部門、倉庫管理人員、供應商管理人員及輔助人員等。其中系統(tǒng)管理人員對系統(tǒng)中不同人員的角色進行分配，主導系統(tǒng)的安全正常運行；職能部門的管理人員對食品的整個流程進行監(jiān)管，并對供應商進行篩選；供應商人員提供食品供應的相關資質，可提供食品的詳細信息，經過系統(tǒng)核實后，供應商提供的所有信息將不能自行修改；倉庫管理人員和運輸人員主要負責食品的周轉和運輸，另外需要對食品及時分發(fā)二維碼，通過RFID標簽讓相關人員了解食品動態(tài)；輔助人員可以是學生家長、老師或學生，隨時通過系統(tǒng)對食品進行抽查。根據系統(tǒng)的使用人員分析，系統(tǒng)的功能模塊主要有系統(tǒng)管理模塊、數據處理模塊、數據查詢模塊、預警管理模塊、設備管理模塊、倉庫管理模塊和供應商管理模塊。系統(tǒng)功能結構如圖3所示。（1）系統(tǒng)管理模塊主要管理系統(tǒng)每個用戶的個人信息、密碼修改、角色管理等功能；（2）數據處理模塊主要是傳感器信息收集、二維碼RFID綁定等功能；（3）數據查詢模塊主要對供應商、食品、倉庫等信息進行查詢；（4）預警管理模塊主要對食品名稱、來源地、生產日期等信息發(fā)生變化，或者食品在倉庫存放時間過長、存放環(huán)境（溫度、濕度過高）或庫存不足時，及時進行預警，通知相關人員進行處理；（5）倉庫管理模塊主要分為供應商倉庫和校園倉庫，對入庫食品進行RFID標簽進行綁定，記錄入庫、出庫的時間、數量、品種等信息；（6）供應商管理模塊主要是對供應商的資質、可提供食品的信息進行核實。

2.2數據庫設計

校園食品安全管理系統(tǒng)中的數據主要包含基本信息和變化信息。基本信息主要包括校園食品安全中涉及到的人、設備、倉庫、供應商等信息；變化信息主要包括食品的存儲的溫度、濕度等傳感信息、食品流轉過程中的經手人、食品的圖片等信息。本系統(tǒng)的可變信息量比較龐大，而且需要長時間的保存，以便于追溯源頭，因此選取MyCOMMANDSQL數據庫作為信息的存儲方案。食品安全管理系統(tǒng)中的信息存放在數據庫的一個個數據表中，根據系統(tǒng)的使用人員和功能，主要涉及的數據表有用戶表、部門表、食品表等。（1）用戶表主要是使用系統(tǒng)的所有人員信息，包含用戶名、密碼、真實姓名、身份證號、性別、籍貫、電話號碼、健康狀況、角色等信息。見表1：（2）行政部門表主要是指學校負責食品安全的行政部門，包含部門名稱、負責人、電話等，見表2：（3）食品流轉總表主要是對食品從采購到進入校園之間所經手的所有人員，它主要有食品的來源、所經過的用戶集、進入校園時間、開始時間、結束時間等。其主要數據字段見表3。除了上述的幾個表之外，還有傳感器設備表、食品流轉細表、食品表、供應商表、倉庫表、角色表、傳感數據信息表等數據表，在此不再進行具體描述。

3系統(tǒng)實現

校園食品安全系統(tǒng)對于數據的采集非常重要，食品在存儲和運輸的過程中，對外部環(huán)境的采集，可以對食品的保質效果進行分析，確保食品的安全性。傳感器采集到的數據，如何傳入數據庫中至關重要。其核心代碼如下所示：

4結束語

隨著學校人數的增加，學生對校園食品的需求量越來越大，這對食品的安全問題提出了更高的要求。本系統(tǒng)利用物聯(lián)網技術將校園、家長、供應商、倉管人員等有機地結合起來，隨時追溯食品的來源、流通情況，確保了食品的安全可靠。

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作者：張思源 單位：麗江師范高等?？茖W校