物聯(lián)網(wǎng)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(wǎng)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(wǎng)技術進行分析描述；其次給出了系統(tǒng)的功能結構和數(shù)據(jù)庫設計；最后給出了系統(tǒng)的部分實現(xiàn)。本文對于校園食品管理人員和物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員都有著積極的作用。
關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；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(shù)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(wǎng)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(wǎng)上，利用網(wǎng)絡、計算機和終端等設備，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)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(shù)據(jù)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(diào)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(wǎng)技術
（1）傳感器技術傳感器是一種將采集到的信號經(jīng)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(wǎng)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(diào)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(xiàn)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(zhì)，可提供食品的詳細信息，經(jīng)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(jù)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(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(chǎn)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(shù)量、品種等信息；（6）供應商管理模塊主要是對供應商的資質(zhì)、可提供食品的信息進行核實。
2.2數(shù)據(jù)庫設計
校園食品安全管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)主要包含基本信息和變化信息?；拘畔⒅饕ㄐ@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(jīng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫的一個個數(shù)據(jù)表中，根據(jù)系統(tǒng)的使用人員和功能，主要涉及的數(shù)據(jù)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(jīng)手的所有人員，它主要有食品的來源、所經(jīng)過的用戶集、進入校園時間、開始時間、結束時間等。其主要數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)信息表等數(shù)據(jù)表，在此不再進行具體描述。
3系統(tǒng)實現(xiàn)
校園食品安全系統(tǒng)對于數(shù)據(jù)的采集非常重要，食品在存儲和運輸?shù)倪^程中，對外部環(huán)境的采集，可以對食品的保質(zhì)效果進行分析，確保食品的安全性。傳感器采集到的數(shù)據(jù)，如何傳入數(shù)據(jù)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(shù)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(wǎng)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：麗江師范高等專科學校
