基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的果蔬冷鏈物流實時監(jiān)測系統(tǒng)研究

袁春蘭

(四川化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 瀘州 646000)

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的增長，人們的生活水平也在不斷提升，人們對健康、安全的飲食越來越重視，同時也對果蔬市場提出了更高的要求，而對于果蔬產(chǎn)品而言，冷鏈物流是影響其品質(zhì)安全的重要因素，如果在物流運(yùn)輸期間不能對產(chǎn)品的質(zhì)量安全進(jìn)行有效的監(jiān)測，導(dǎo)致相關(guān)管理措施落實不到位，將會使果蔬產(chǎn)品的品質(zhì)安全受到巨大的影響，這不僅難以滿足市場的相關(guān)需求，還可能會為商家?guī)硪欢ǖ膿p失，因此，果蔬冷鏈物流實時監(jiān)測逐漸成了各界關(guān)注的重點(diǎn)，但這種實時監(jiān)測目標(biāo)的實現(xiàn)，還需要結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究與應(yīng)用，如此才能為果蔬冷鏈物流質(zhì)量提供相應(yīng)的保障。

1 當(dāng)前我國果蔬冷鏈物流的基本情況

1.1 信息水平有待提升

就目前我國的果蔬冷鏈運(yùn)輸情況來看，還存在相關(guān)配套設(shè)備不足的情況，且信息化水平偏低，而這些問題的存在，也對冷鏈物流流通效率造成了不利影響，致使果蔬產(chǎn)品具有較大的損耗，這在一定程度上增加了生產(chǎn)成本。

1.2 追溯體系不夠完善

以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的相關(guān)體系還不夠完善，無法形成全面的追溯體系，盡管很多區(qū)域都具有相應(yīng)的地域品牌，但在市場當(dāng)中仍然存在魚龍混雜的情況，區(qū)域當(dāng)中的果蔬品牌缺乏帶動力。另外，由于我國的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用以及冷鏈體系建設(shè)相對較晚，所以目前很多領(lǐng)域還處在摸索環(huán)節(jié)，還存在果蔬產(chǎn)品交易以及冷鏈物流運(yùn)營成本較高的情況。

2 以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的果蔬冷鏈物流實時監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

這里的冷鏈物流系統(tǒng)主要是借助計算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、GIS以及GPS等技術(shù)對果蔬產(chǎn)品冷鏈物流期間的信息進(jìn)行采集、查詢、傳輸、更新、處理及維護(hù)的，能夠使果蔬的冷鏈管理效率得到有效的提升，在實現(xiàn)資源計劃、倉儲管理以及運(yùn)輸管理等系統(tǒng)功能整合的同時，為相關(guān)管理人員的決策提供支持。根據(jù)信息處理過程可以將該系統(tǒng)分為以下模塊。

2.1 信息讀寫模塊

讀寫器以及RFID天線是該模塊的重要組成部分，通過該模塊能夠在電子標(biāo)簽中進(jìn)行果蔬信息的寫入和讀取，并且可以結(jié)合系統(tǒng)約定的方式向系統(tǒng)進(jìn)行信息的傳輸，而系統(tǒng)可以對這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解碼，進(jìn)而獲得果蔬產(chǎn)品的名稱、保質(zhì)期以及數(shù)量等信息，同時能夠根據(jù)各種需求對其實施分離和歸類，最后存入數(shù)據(jù)庫中，便于后期的分析和處理。而對于系統(tǒng)而言，數(shù)據(jù)庫是最為基礎(chǔ)的環(huán)節(jié)，能夠?qū)弋a(chǎn)品的信息、用戶信息、溫濕度信息以及三者間的關(guān)聯(lián)信息進(jìn)行存儲。

2.2 信息管理模塊

通過該模塊能夠?qū)?shù)據(jù)庫當(dāng)中的果蔬信息進(jìn)行添加、統(tǒng)計、查詢、修改及刪除。利用添加功能可以對數(shù)據(jù)庫當(dāng)中的果蔬信息進(jìn)行更新；查詢功能可以根據(jù)名稱查詢或者是代碼查詢獲得果蔬的產(chǎn)地信息、在庫信息或者是在途信息，從而幫助用戶對果蔬產(chǎn)品的實時狀態(tài)進(jìn)行了解；統(tǒng)計功能能夠?qū)γ刻斓墓哌\(yùn)輸量以及進(jìn)出庫量進(jìn)行查看，便于用戶對果蔬冷鏈物流數(shù)據(jù)展開統(tǒng)計和分析；修改功能能夠?qū)咝畔⑦M(jìn)行修改，包括果蔬產(chǎn)品的名稱、代碼以及描述等；刪除功能可以將無用的農(nóng)產(chǎn)品信息刪除，從而將冗余數(shù)據(jù)有效減少。

2.3 溫濕度控制模塊

在該模塊中涉及3種功能，即溫濕度錄入功能、溫濕度查詢功能以及溫濕度處理功能。其中，溫濕度錄入主要是借助無線傳感器WSN對果蔬產(chǎn)品存儲環(huán)境的溫濕度進(jìn)行感應(yīng)，并通過無線通信技術(shù)向系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，而系統(tǒng)則可以根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)構(gòu)建溫度變化曲線，并在后臺監(jiān)控中心進(jìn)行顯示。利用該模塊能夠?qū)滏溛锪麟A段的溫濕度進(jìn)行實時的記錄、保存和更新，直到產(chǎn)品最終達(dá)到消費(fèi)者手中；對溫濕度進(jìn)行查詢，能夠幫助用戶更好地了解果蔬產(chǎn)品在物流中的溫濕度情況。溫濕度處理功能涉及自動調(diào)節(jié)功能以及人工操作功能，當(dāng)錄入溫度與設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)溫度不符時，系統(tǒng)會自動生成相關(guān)指令，并利用無線傳輸技術(shù)，對加濕器或者是制冷設(shè)備進(jìn)行控制，從而達(dá)到調(diào)節(jié)溫濕度的目的。或者是向相關(guān)人員的移動端進(jìn)行報警信息的發(fā)送，使工作人員能夠及時進(jìn)行檢查和調(diào)節(jié)。

2.4 用戶信息管理模塊

在冷鏈物流運(yùn)作當(dāng)中涉及的各相關(guān)主體是該模塊的主要服務(wù)對象，包括果蔬產(chǎn)品的生產(chǎn)商、倉儲商、運(yùn)輸商以及批發(fā)零售商等。而相關(guān)人員可以登錄系統(tǒng)，進(jìn)行用戶的添加、修改和刪除，并結(jié)合實際需求，在系統(tǒng)中進(jìn)行新用戶信息的添加、修改和刪除。借助該模塊，能夠?qū)滏溝嚓P(guān)人員的責(zé)任以及訪問權(quán)限進(jìn)行明確，并提升管理工作的規(guī)范性[1]。

2.5 接口管理模塊

通過該模塊能夠借助輸入輸出設(shè)計以及數(shù)據(jù)庫設(shè)計將系統(tǒng)與其他終端、公共信息平臺以及物流子系統(tǒng)進(jìn)行連接，以此來實現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)功能的有效整合，通過接口管理模塊與自動訂貨系統(tǒng)、企業(yè)資源計劃、運(yùn)輸管理系統(tǒng)以及倉儲管理系統(tǒng)相連接，可以將信息化投入有效減少，實現(xiàn)系統(tǒng)功能的拓展，從而提高信息共享性以及系統(tǒng)兼容性，防止信息孤島現(xiàn)象的出現(xiàn)。具體可以通過公共信息平臺、自助終端以及手機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)的接入，并對權(quán)限以內(nèi)的功能進(jìn)行使用，例如，對果蔬生產(chǎn)信息、運(yùn)輸信息以及冷藏信息進(jìn)行查詢，實現(xiàn)果蔬產(chǎn)品的跟蹤與追溯。

3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的果蔬冷鏈物流實時監(jiān)測系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 低溫加工應(yīng)用

在果蔬產(chǎn)品完成采收以后，需要將具有溫度傳感器的EPC電子標(biāo)簽設(shè)置在果蔬產(chǎn)品包裝上，并借助信息讀寫模塊進(jìn)行相關(guān)信息的寫入，包括果蔬產(chǎn)品的名稱、產(chǎn)地、品種、重量以及數(shù)量等，而在進(jìn)入加工場所以后，需要借助溫濕度控制模塊進(jìn)行溫濕度的控制工作。由于產(chǎn)品電子標(biāo)簽中設(shè)有無線傳感器，能夠?qū)貪穸刃畔⑦M(jìn)行收集和傳輸，在EPC信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接收到這些數(shù)據(jù)信息以后，會結(jié)合既定溫濕度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比分析，如果溫濕度超出設(shè)定范圍，就會發(fā)出警報信息，提醒工作人員對制冷設(shè)備的運(yùn)行工況進(jìn)行檢查和調(diào)整，直到產(chǎn)品溫濕度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。在完成加工以后，需要將果蔬產(chǎn)品放置到保溫箱或者是標(biāo)準(zhǔn)物流箱中，且要在EPC標(biāo)簽上寫入產(chǎn)品的加工企業(yè)、加工過程、品質(zhì)等級以及保質(zhì)期等[2]。

3.2 冷藏銷售應(yīng)用

果蔬產(chǎn)品需要結(jié)合消費(fèi)需求，從冷藏倉庫離開，進(jìn)入銷售過程，并由零售商或者是批發(fā)商對銷售環(huán)節(jié)中的產(chǎn)品保鮮進(jìn)行保證。在該環(huán)節(jié)中，需要使用信息讀寫模塊、信息管理模塊、接口管理模塊以及溫濕度控制模塊來確保保鮮銷售。而到達(dá)銷售點(diǎn)以后，系統(tǒng)能夠?qū)弋a(chǎn)品的EPC標(biāo)簽信息進(jìn)行采集，并在其中錄入產(chǎn)品入店時間以及存放位置。在銷售環(huán)節(jié)當(dāng)中，需要借助貨架上的加濕、制冷設(shè)備或者是冷柜對果蔬產(chǎn)品所需溫濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，而電子標(biāo)簽則會在記錄溫濕度數(shù)據(jù)的同時向后臺進(jìn)行傳輸。且連接的系統(tǒng)會結(jié)合溫濕度情況對加濕及制冷設(shè)備進(jìn)行控制，而銷售人員則可以結(jié)合產(chǎn)品信息、保質(zhì)期以及溫濕度記錄，進(jìn)行下架或者是促銷決策[3]。

3.3 冷藏運(yùn)輸應(yīng)用

對于果蔬產(chǎn)品的冷鏈物流運(yùn)輸而言，需要將冷藏運(yùn)輸貫穿到整個物流環(huán)節(jié)中，在運(yùn)輸期間，需要利用溫度控制模塊，對車廂當(dāng)中的溫濕度進(jìn)行控制，避免果蔬產(chǎn)品出現(xiàn)污染和變質(zhì)的情況。同時要通過接口管理模塊與GIS集成系統(tǒng)、無線傳輸技術(shù)GPRS、GPS以及WSN相連接，從而對運(yùn)輸路線進(jìn)行合理的規(guī)劃。果蔬產(chǎn)品在進(jìn)入車廂以后，車廂中的監(jiān)測系統(tǒng)會對裝入的果蔬產(chǎn)品信息進(jìn)行獲取，并與送貨清單進(jìn)行核對，確認(rèn)無誤以后，制冷設(shè)備開始工作，確保車廂中的溫濕度能夠達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)。而利用無線傳感器則可以將溫濕度變化傳輸至后臺監(jiān)控中心，在溫濕度即將達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)時，就會有警報信息發(fā)出，并由后臺中心對車廂中的制冷設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程測控或者是通過信息引導(dǎo)工作人員進(jìn)行處理。而GIS技術(shù)以及GPS技術(shù)能夠?qū)洳剀囕v進(jìn)行實時的定位與跟蹤，從而規(guī)劃最佳的運(yùn)輸路線，使運(yùn)輸效率得到有效的提升[4]。

3.4 冷藏儲存應(yīng)用

果蔬產(chǎn)品在進(jìn)入倉庫、物流中心或者是配送中心以后，即可進(jìn)行低溫儲存，在該環(huán)節(jié)中，涉及溫濕度控制模塊以及信息讀寫模塊。主要是由RFID識別系統(tǒng)結(jié)合RFID天線對EPC標(biāo)簽當(dāng)中的產(chǎn)品信息進(jìn)行采集，并在后臺系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行顯示，實現(xiàn)果蔬產(chǎn)品儲存環(huán)境的有效監(jiān)控。在存儲期間，系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)有無線傳感器的果蔬產(chǎn)品信息進(jìn)行實時讀取，確保產(chǎn)品溫濕度能夠始終處在既定范圍中，而通過接口管理模塊與倉儲管理系統(tǒng)進(jìn)行連接，可以進(jìn)行產(chǎn)品信息的獲取，并為果蔬產(chǎn)品安排相應(yīng)的儲位。而工作人員則可以結(jié)合客戶訂單需求，對各種儲存的果蔬產(chǎn)品進(jìn)行分揀，并完成果蔬產(chǎn)品信息的更新[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，對果蔬冷鏈物流實時監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與實現(xiàn)，能夠為果蔬產(chǎn)品的冷鏈物流質(zhì)量得到進(jìn)一步的提升，這對于果蔬產(chǎn)品質(zhì)量的保證以及市場需求的滿足具有非常積極的作用，因此，相關(guān)領(lǐng)域必須要對該系統(tǒng)保持高度的重視，要結(jié)合實際需求，對系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究與應(yīng)用，使其能夠在果蔬冷鏈物流中發(fā)揮更大的作用。