淺談物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在棉花物流中的應(yīng)用

■王 詠 劉從九

〔1安徽財經(jīng)大學(xué)中國合作社研究院，安徽蚌埠 233041〕

〔2安徽財經(jīng)大學(xué)棉花工程研究所，安徽蚌埠 233041〕

一、物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)知識

物聯(lián)網(wǎng)（EPC）可以理解為一個巨大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，這個巨大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是將各種信息傳感器設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行結(jié)合而形成的，例如射頻識別裝置（RFID）、激光掃描器、全球定位系統(tǒng)等設(shè)備均屬于信息傳感器。該系統(tǒng)能夠自動地、實時地對物體進(jìn)行識別、定位、追蹤與監(jiān)控，讓所有需要被監(jiān)控的物品都與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系在一起。繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)之后，物聯(lián)網(wǎng)被認(rèn)作是世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。物聯(lián)網(wǎng)大體上由感知層、網(wǎng)絡(luò)層以及應(yīng)用層三層組成，具體分為以下六個方面：物聯(lián)網(wǎng)編碼標(biāo)準(zhǔn)、射頻識別標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（Savant）、對象名解析服務(wù)（ONS）和實體標(biāo)記語言（PML），通過這六個方面對所有納入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的物品進(jìn)行信息收集、傳輸和處理發(fā)布。

圖1 物聯(lián)網(wǎng)的基本構(gòu)造示意圖

感知層主要用于采集、獲取和識別物體的信息，是物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)物與物以及人與物間通訊的必要部分，射頻識別裝置屬于感知層的關(guān)鍵技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)層是作為物聯(lián)網(wǎng)信息的基礎(chǔ)承載性網(wǎng)絡(luò)，既支持異構(gòu)的廣泛存在也支持移動性。這里的異構(gòu)一般是指針對各自客戶目標(biāo)而設(shè)計的多種多樣的通信網(wǎng)絡(luò)，支持異構(gòu)廣泛存在并且支持移動性的網(wǎng)絡(luò)層才能實現(xiàn)各種設(shè)備透明無縫的接入。網(wǎng)絡(luò)層主要功能是傳送信息，分為接入層和核心層，接入層通過有線和無線通信方式將信息傳輸?shù)缴窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有為物聯(lián)網(wǎng)終端提供網(wǎng)絡(luò)接入以及移動性管理等功能。核心層則在很大程度上以已有的具有IP統(tǒng)一、高性能并且可擴(kuò)展性的電信網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，來支持異構(gòu)的接入和終端的移動性；應(yīng)用層則是對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲、挖掘和智能分析，按照不同用戶的需求產(chǎn)生決策結(jié)果。

物聯(lián)網(wǎng)編碼數(shù)據(jù)由射頻識別裝置負(fù)責(zé)收集，射頻識別裝置將收集到的數(shù)據(jù)傳遞給神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。每當(dāng)閱讀器掃描到一個物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽，從標(biāo)簽中收集到的數(shù)據(jù)信息即會傳遞到整個網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)。這是因為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)一般是分布式構(gòu)成的，并能夠?qū)?shù)據(jù)流進(jìn)行層次化的組織和管理。同時在生產(chǎn)企業(yè)、加工企業(yè)以及銷售企業(yè)等各個物流結(jié)點、運(yùn)輸設(shè)備和搬運(yùn)裝卸設(shè)備上安裝了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)終端軟件。射頻識別裝置識別到的信息由每一層次上的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)負(fù)責(zé)收集、儲存和處理，并且與其它層次的網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行交流。實體標(biāo)記語言是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中的通用語言，對象名解析服務(wù)是聯(lián)系前臺神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和后臺實體標(biāo)記語言的網(wǎng)絡(luò)樞紐，能夠?qū)⑸窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)引入到儲存相關(guān)產(chǎn)品信息的企業(yè)數(shù)據(jù)庫中。

二、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在棉花物流中的應(yīng)用

棉花物流由諸多環(huán)節(jié)組成，包含了棉花加工、包裝、儲存、運(yùn)輸、裝卸搬運(yùn)、配送以及信息管理等，是棉花實體由收購、加工、儲存、運(yùn)輸?shù)戒N售全過程的運(yùn)動和經(jīng)濟(jì)活動。棉花物流中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將提升棉花物流各個環(huán)節(jié)的運(yùn)作水平。棉花物聯(lián)網(wǎng)的整個過程是以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)作支撐，通過在軋花廠、倉庫內(nèi)部、運(yùn)輸車輛、物流關(guān)卡以及搬運(yùn)器械等裝備設(shè)備上安裝射頻識別裝置閱讀器，實現(xiàn)棉垛、棉花加工、棉花出入庫、盤點以及物流交接環(huán)節(jié)中射頻識別裝置信息采集的自動化。通過射頻識別技術(shù)與物流設(shè)施設(shè)備的結(jié)合，實現(xiàn)棉花物流管理的透明化、自動化、信息化。

1.在籽棉收購加工環(huán)節(jié)的應(yīng)用。

棉花加工廠從棉農(nóng)或棉花經(jīng)紀(jì)人手中收購的籽棉入廠后，在棉垛中插入無線溫度、濕度電子標(biāo)簽，同時在廠房內(nèi)安裝濕度、溫度等傳感器，工廠管理人員可通過安裝在廠房內(nèi)或附近的射頻識別裝置閱讀器，對棉垛和廠房內(nèi)溫濕度實現(xiàn)實時監(jiān)控。加工廠收購的籽棉在堆放存儲過程中易受潮霉變，大量籽棉長期堆放，棉垛內(nèi)部產(chǎn)生的熱量若不能及時釋放還易自燃甚至引發(fā)火災(zāi)。將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用于籽棉收購加工環(huán)節(jié)，可以幫助棉花加工廠有效提高籽棉加工的管理水平，根據(jù)實時監(jiān)控所得的溫濕度信息，優(yōu)先加工急需處理的籽棉，既減少了生產(chǎn)的盲目性，也節(jié)省了因翻垛、晾曬或搬運(yùn)所需支付的成本費(fèi)用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用不僅保證了棉花的質(zhì)量，而且降低或避免了棉花在收購加工環(huán)節(jié)的損毀率，從源頭上為棉花物流下游相關(guān)環(huán)節(jié)的有效運(yùn)作提供有力的保障。

2.在棉花倉儲環(huán)節(jié)的應(yīng)用。

棉花正式入庫前，將包含對應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)代碼的射頻識別標(biāo)簽載入該批棉花中，收集棉花的登記信息和檢驗結(jié)果。在入庫和存儲過程中發(fā)生裝卸搬運(yùn)、轉(zhuǎn)庫、出庫等情況時，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)都將會管理著棉花的實際變化情況。棉花入庫后，在棉花中插入無線溫度、濕度電子標(biāo)簽，并且在棉花倉庫內(nèi)安裝溫度、濕度和氣體濃度等傳感器，通過安裝在倉庫內(nèi)或附近的射頻識別裝置閱讀器，對倉庫內(nèi)的溫度、濕度和氣體濃度等實現(xiàn)實時監(jiān)控，可以有效提高棉花倉儲的管理水平。此外還可以使棉花保管條件的自動調(diào)節(jié)成為可能，通過相應(yīng)地自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)實現(xiàn)倉儲條件調(diào)節(jié)的自動化。

3.在棉花運(yùn)輸環(huán)節(jié)的應(yīng)用。

棉花質(zhì)量檢驗體制改革是發(fā)展棉花現(xiàn)代物流的前提，改革中要求棉包包裝應(yīng)與汽車運(yùn)輸?shù)募b箱箱型和鐵路運(yùn)輸?shù)幕疖囓噹湫拖噙m應(yīng)。棉花運(yùn)輸時，在貨運(yùn)車輛上黏貼智能化的RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽中承載著棉花基本信息、車牌號、路線、起訖地點等，實現(xiàn)棉花集裝箱物流信息的實時全程在線監(jiān)控。棉花流通信息監(jiān)控系統(tǒng)還會根據(jù)前方實際路況實時選擇最優(yōu)路線，通過無線通信方式傳送給貨運(yùn)車輛。具體來說，一方面，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將棉花運(yùn)輸車輛納入到物聯(lián)網(wǎng)的管理中，對車載棉花進(jìn)行動態(tài)的感知，實現(xiàn)了在途棉花質(zhì)量與安全的動態(tài)監(jiān)控，進(jìn)而降低了棉花在運(yùn)輸過程中的損失；另一方面，通過可視化運(yùn)輸，能夠準(zhǔn)確并且及時地調(diào)度棉花運(yùn)輸車輛，盡量避免無效運(yùn)輸，從而提高運(yùn)輸效率。

4.在棉花裝卸搬運(yùn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用。

棉花倉儲和運(yùn)輸作業(yè)中，伴隨著裝卸搬運(yùn)活動。在棉花裝卸搬運(yùn)環(huán)節(jié)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，使連續(xù)的棉花裝卸搬運(yùn)成為可能，通過對棉花質(zhì)量和數(shù)量的感知，可以減少裝卸搬運(yùn)過程中的再次查驗活動，真正做到棉花物流中的不間斷式作業(yè)，很大程度上提高了棉花物流的效率。

三、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于棉花物流中存在的問題及建議

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用將給棉花物流行業(yè)帶來巨大的變革，但棉花本身的特性、流通形式等存在著一定的特殊性，這將導(dǎo)致物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在棉花物流的運(yùn)用過程中存在著一定的制約因素。

1.棉花的低值性給實施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來一定的成本壓力。

相對工業(yè)品來說，棉花的成本分?jǐn)偰芰Σ?，屬于低值產(chǎn)品，在我國棉花物流領(lǐng)域中運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，成本將是制約其順利進(jìn)行的主要因素之一。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)屬于新興的信息化技術(shù)，而棉花物流屬于傳統(tǒng)的流通產(chǎn)業(yè)，其運(yùn)作主體的利潤比較低，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用必然需要較大的投入，這將會給棉花物流企業(yè)帶來較沉重的成本壓力，直接導(dǎo)致棉花物流企業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的動力不足。

由于棉花物流是商業(yè)的行為，同時也具有一定的外部性和社會性，因此發(fā)展棉花物流，提高棉花物流運(yùn)作水平是政府義不容辭的責(zé)任。理論與實踐均可以證明，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是提高棉花物流水平的有效途徑之一，政府應(yīng)充分發(fā)揮其主體作用，普及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在棉花物流中的應(yīng)用并促成其進(jìn)一步發(fā)展。一方面，政府可以組織相關(guān)科研機(jī)構(gòu)開展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的研發(fā)，加快將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)引入到棉花物流中的進(jìn)程；另一方面，對企業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給予一定的補(bǔ)貼。政府可以針對愿意實施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)且資金壓力較大的企業(yè)，給予一定的資金支持，以提高其對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的積極性，這也將有利于政府對棉花物流信息的收集。

2.棉花的散貨性使棉花在物流中不易追蹤。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用實現(xiàn)了物物相聯(lián)且相互感知，而棉花產(chǎn)品屬于大宗散貨，難以做到每包棉花的物物相聯(lián)，在棉花物流中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，首先要確定基本物聯(lián)的單元，即解決物聯(lián)網(wǎng)中“物”的問題。比較好的方法是發(fā)展棉花集裝箱運(yùn)輸，以集裝箱作為物聯(lián)單元，使棉花物流單元化。

3.棉花物流主體的復(fù)雜性增加了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實施難度。

隨著我國棉花流通體制的改革，目前棉花物流已經(jīng)市場化，棉花物流主體層次多、規(guī)模差異巨大，部分先進(jìn)的大型棉庫信息化水平較高，而眾多中小民營企業(yè)還在從事著原始的經(jīng)營，在這樣復(fù)雜的領(lǐng)域?qū)嵤┪锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，必定會是一個漫長的過程。而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)只有在更多的棉花企業(yè)中實施，才能真正達(dá)到應(yīng)有的效益，但主體的多樣性與復(fù)雜性也必然給物聯(lián)網(wǎng)的全面實現(xiàn)增加了難度。

棉花質(zhì)量檢驗體制改革以后，要求現(xiàn)有的棉花加工企業(yè)改用新型大型打包機(jī)，并使用條形碼等技術(shù)。國家通過嚴(yán)格加工企業(yè)資格認(rèn)定，逐步限制對不合格企業(yè)貸款，采取優(yōu)先收儲大包型棉花等措施扶持規(guī)模較大的加工企業(yè)，這將加快棉花加工企業(yè)兼并、聯(lián)合的速度，使集約化、規(guī)模化發(fā)展的目標(biāo)得以實現(xiàn)，為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在棉花物流中的運(yùn)用打好基礎(chǔ)。