基于物聯(lián)網(wǎng)的冷鏈物流保鮮平臺(tái)發(fā)展趨勢(shì)研究

虞新新 （廣東信源物流設(shè)備有限公司，廣東 廣州 510507）

在物質(zhì)生活水平不斷提高的環(huán)境下，人們對(duì)于食品安全健康越來越重視[1]，而制約著食品健康發(fā)展的重要因素就是關(guān)于食品的保鮮，冷鏈物流的發(fā)展在解決保鮮的問題上打開了新思路[2]；在信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮中，物聯(lián)網(wǎng)與冷鏈物流的結(jié)合使得產(chǎn)品更加透明、安全、智能，真正做到了產(chǎn)品動(dòng)態(tài)信息可朔源化，增加了顧客對(duì)所購產(chǎn)品信息的了解及選擇的自由[3]；物聯(lián)網(wǎng)信息平臺(tái)的搭建促進(jìn)了食品安全的發(fā)展，數(shù)據(jù)的及時(shí)共享。

1 冷鏈物流的發(fā)展

近年來，我國冷藏冷凍食品每年增產(chǎn)約10%，各地政府和企業(yè)開始有意識(shí)把冷鏈物流作為市場“藍(lán)?！比ヅ嘤烷_拓，商機(jī)逐漸顯露[4]。但是因冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施不足等因素影響，給我國每年造成千億元損失。對(duì)比國內(nèi)外冷鏈物流的發(fā)展，我國還處于技術(shù)落后、管理水平低、缺乏專業(yè)人才的局面。但是，近年來政府采取相對(duì)舉措積極支持冷鏈物流的發(fā)展，如中央一號(hào)文件多處涉及冷鏈物流政策、兩會(huì)聲音鼓勵(lì)冷鏈物流創(chuàng)新、天津財(cái)政扶持冷鏈物流項(xiàng)目、?？诖罅π陆ㄞr(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流等，這些舉措加快了國內(nèi)冷鏈的發(fā)展[5]。

農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流裝備主要包括5個(gè)環(huán)節(jié)：預(yù)冷環(huán)節(jié)、貯藏環(huán)節(jié)、運(yùn)輸環(huán)節(jié)、銷售環(huán)節(jié)、配送環(huán)節(jié)（即工廠—倉庫—配送—客戶間的商品流通環(huán)節(jié)），其中工廠和配送在冷鏈物流中起著關(guān)鍵性作用，因此把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合在這兩個(gè)環(huán)節(jié)，可以有效地加強(qiáng)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的監(jiān)管作用，對(duì)物品信息實(shí)時(shí)掌握[6]。傳統(tǒng)冷鏈物流全過程如圖1所示。

對(duì)比研究國內(nèi)外冷鏈物流運(yùn)輸過程可以發(fā)現(xiàn)，目前國內(nèi)主要劣勢(shì)在以下幾個(gè)方面[7]：

（1）配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不健全。表現(xiàn)在保溫車保有量少設(shè)備技術(shù)落后、陳舊，缺乏嚴(yán)格規(guī)范的管理體系[8]，配送節(jié)點(diǎn)發(fā)展很不均衡。

（2）缺乏完整冷鏈體系。雖然擁有比較先進(jìn)的整體設(shè)備，但是上下游銜接不暢，嚴(yán)重影響到運(yùn)輸途中品質(zhì)保鮮[9]；重視配套設(shè)施引進(jìn)，忽視相關(guān)制度規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，造成產(chǎn)業(yè)的滯后性[10]。

（3） 缺乏相關(guān)人才的引進(jìn)培養(yǎng)，企業(yè)發(fā)展的滯后。冷鏈物流的發(fā)展需要全面的人才，綜合分析每個(gè)節(jié)點(diǎn)存在的問題[10]，企業(yè)對(duì)于高水平人才的引進(jìn)力度不夠，制約著企業(yè)創(chuàng)新能力和發(fā)展水平。

圖1

2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展

2.1 概念

通過射頻識(shí)別（RFID） (RFID+互聯(lián)網(wǎng)）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等信息傳感設(shè)備[11]，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)[12]。簡而言之，物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”[13]。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)的價(jià)值體現(xiàn)在讓物體更加智能，實(shí)現(xiàn)人與物的信息交流，全面感知，智能處理，實(shí)時(shí)共享，增強(qiáng)人的可操作性與監(jiān)督[14]。對(duì)于企業(yè)來說可以通過物聯(lián)網(wǎng)及時(shí)獲取配送信息，建立大數(shù)據(jù)平臺(tái)，分析產(chǎn)品儲(chǔ)存、運(yùn)輸、銷售環(huán)節(jié)信息作出最優(yōu)決策，實(shí)現(xiàn)效益最大化，成本最小化；及時(shí)地了解客戶需求，作出改善、安排[15]；對(duì)于銷售來說可以通過物聯(lián)網(wǎng)建立的云端數(shù)據(jù)，快捷地了解貨架信息，食物品質(zhì)，作出促銷處理；對(duì)于顧客來說，受益于物聯(lián)網(wǎng)最大之處就是對(duì)于所購食品信息溯源，方便快捷了解產(chǎn)地、運(yùn)輸、品質(zhì)等信息，增加銷售環(huán)節(jié)的透明度，做到信息公開化，選擇自由化[16]。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層、智能運(yùn)用層，每個(gè)層次都有自身的分工與對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)，掌握這些技術(shù)，是融合物聯(lián)網(wǎng)與冷鏈物流必要手段。各層次相關(guān)技術(shù)及互相關(guān)系如圖2所示：

圖2

3 物聯(lián)網(wǎng)在冷鏈物流中的應(yīng)用

基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流，不僅借助物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品信息采集、定位、跟蹤與追溯、監(jiān)控等，解決了傳統(tǒng)冷鏈物流中存在各環(huán)節(jié)銜接不足、有質(zhì)量問題的農(nóng)產(chǎn)品無法追究是哪個(gè)環(huán)節(jié)責(zé)任等問題[16]，利用了信息共享數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，可以從根本上解決了物流和信息流脫節(jié)的問題，使得農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流各個(gè)環(huán)節(jié)信息在平臺(tái)上采集、存儲(chǔ)，傳輸、處理等，從而為市場提供準(zhǔn)確有用的信息，并能夠?qū)⒉煌?jié)點(diǎn)間所需的相關(guān)信息及時(shí)準(zhǔn)確的傳遞給相關(guān)部門，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)信息共享，從而降低冷鏈成本，減少農(nóng)產(chǎn)品貨損及變質(zhì)等問題，提高整個(gè)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的效率與效益[17]。

3.1 平臺(tái)搭建

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的冷鏈信息平臺(tái)集成了傳感器、RFID、電子標(biāo)簽、無線移動(dòng)的先進(jìn)技術(shù)，建立了智能化物流配送網(wǎng)絡(luò)[17]。借助物聯(lián)網(wǎng)智能控制網(wǎng)絡(luò)，搭建瀏覽器/服務(wù)器模式管理平臺(tái)，利用C語言開發(fā)相關(guān)管理軟件，制作可以和云端同步的APP客戶端，實(shí)現(xiàn)相關(guān)工作人員利用手持終端及時(shí)上傳產(chǎn)品信息變化，利用射頻條形碼存儲(chǔ)來自云端的信息，正真意義上做到無論身處何處都能通過相關(guān)APP掃碼獲取來自云端的實(shí)時(shí)信息[18]，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)模塊的搭建做到多種協(xié)議的支持，為用戶提供更多的選擇方案獲取信息，增強(qiáng)用戶自身體驗(yàn)[19]。如圖3所示：

圖3

3.2 冷藏車儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)

氣調(diào)保鮮試驗(yàn)車內(nèi)主要安裝溫濕度傳感器、信息采集裝置、GPS、GIS等傳感器，可以實(shí)時(shí)通過無線傳輸把監(jiān)控得到的車輛位置信息、氣調(diào)車內(nèi)環(huán)境信息發(fā)送到平臺(tái)的監(jiān)控中心，完整的監(jiān)控體系主要包括兩個(gè)部分，分別是車載終端和監(jiān)控中心[20]，這兩個(gè)部分有著不同的技術(shù)分工[21]。車載終端利用自身搭建硬件平臺(tái)（GPS/GIS/傳感器）及時(shí)獲取動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)變化與車輛的環(huán)境信息，再由相應(yīng)的車載終端控制器FPGA及時(shí)處理所收集到的信息，通過GPRS模塊與監(jiān)控中心建立相應(yīng)的連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享機(jī)制[22]。

車載終端與監(jiān)控中心的職能分工不同，監(jiān)控中心可以自動(dòng)記錄來自車載終端上傳的數(shù)據(jù)，結(jié)合GIS技術(shù)，通過相應(yīng)軟件實(shí)時(shí)顯示車輛運(yùn)行的動(dòng)態(tài)信息及車輛內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)變化，溫濕度等，管理人員可以根據(jù)數(shù)據(jù)分析車輛運(yùn)行狀況及貨物保鮮品質(zhì)，遠(yuǎn)程監(jiān)督物流運(yùn)送環(huán)節(jié)，及時(shí)提醒指導(dǎo)車載終端作出相應(yīng)控制[23]。

3.3 RFID工作方式

RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體；將帶有溫濕度傳感器的RFID電子標(biāo)簽，分別布置在氣調(diào)車內(nèi)相應(yīng)的位置，溫濕度傳感器會(huì)根據(jù)預(yù)先設(shè)置好的參數(shù)，定時(shí)、定點(diǎn)、按頻率采集相應(yīng)的信息，存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽內(nèi)[5]；RFID讀寫器根據(jù)用戶指令隨時(shí)讀取存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)，RFID通過搭載的無線網(wǎng)絡(luò)模塊把相應(yīng)收集到的氣調(diào)箱內(nèi)各種數(shù)據(jù)傳送到各節(jié)點(diǎn)（工廠、貯藏庫、配送站點(diǎn)）的讀寫器上，來自各網(wǎng)點(diǎn)數(shù)據(jù)匯集在一起上傳存儲(chǔ)在云端的服務(wù)器內(nèi)，供企業(yè)瀏覽，加強(qiáng)對(duì)氣調(diào)運(yùn)輸環(huán)節(jié)的管理。

用戶可以使用企業(yè)開發(fā)的APP客戶端獲取關(guān)注產(chǎn)品從工廠到配送之間任何一個(gè)環(huán)節(jié)采集的數(shù)據(jù)信息，增加產(chǎn)品的透明度。企業(yè)可以通過開發(fā)的軟件管理系統(tǒng)加強(qiáng)對(duì)氣調(diào)運(yùn)輸環(huán)節(jié)監(jiān)控，當(dāng)氣調(diào)過程中出現(xiàn)溫度異常，控制室可以通過軟件推送信息給運(yùn)輸人員采取措施，減少保鮮品質(zhì)損失；很多運(yùn)輸企業(yè)為了節(jié)約運(yùn)輸成本，運(yùn)輸途中擅自關(guān)閉氣調(diào)保鮮工作模式，銷售商可以通過物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)管并強(qiáng)制啟動(dòng)保鮮模式，提醒運(yùn)輸人員。如圖4所示：

圖4

3.4 物聯(lián)網(wǎng)在冷鏈物流方面的應(yīng)用

3.4.1 物聯(lián)網(wǎng)增加加工環(huán)節(jié)可溯源性

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到植物生產(chǎn)管理中，可以有效地對(duì)植物相關(guān)信息（生長環(huán)境、溫度、濕度、光照等）全面追蹤和記錄。每個(gè)農(nóng)作物一一匹配屬于自己的電子標(biāo)簽，通過RFID技術(shù)對(duì)相關(guān)特征數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)記錄儲(chǔ)存。農(nóng)業(yè)部門對(duì)所收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，改善培養(yǎng)環(huán)節(jié)，優(yōu)化植物生長。傳統(tǒng)生產(chǎn)加工環(huán)節(jié)透明度不高，顧客對(duì)所購產(chǎn)品信息了解甚少，對(duì)發(fā)生的食品安全問題無法溯源，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用有效改善和解決了這一問題，無論是從植物成長、加工、運(yùn)輸，還是銷售環(huán)節(jié)，客戶都可以通過訪問食物對(duì)應(yīng)的電子標(biāo)簽內(nèi)容，詳細(xì)了解到產(chǎn)品的品質(zhì)信息，真正做到問題的溯源；另一方面，加強(qiáng)信息公開化可以有效地加強(qiáng)冷鏈環(huán)節(jié)的自律行為，加強(qiáng)行業(yè)規(guī)范，積極引導(dǎo)冷鏈物流快速發(fā)展，解決食品安全問題。

3.4.2 物聯(lián)網(wǎng)加強(qiáng)倉儲(chǔ)物流配送的管理

將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到倉儲(chǔ)物流配送中，可以合理地解決傳統(tǒng)倉儲(chǔ)配送管理中存在的問題：調(diào)度困難、貨物積壓、銷售網(wǎng)點(diǎn)資源分配不均、食物品質(zhì)信息不清楚等?；诨ヂ?lián)網(wǎng)的倉儲(chǔ)物流配送結(jié)合RFID技術(shù)使用可以做到：貨物擺放情況有序分類；了解各網(wǎng)點(diǎn)貨物銷售情況，及時(shí)調(diào)貨、補(bǔ)貨；食品保鮮品質(zhì)信息及時(shí)推送給銷售商，讓銷售商選擇合適的方式作出處理，促銷或者加工成罐頭；一定程度上節(jié)約了成本，實(shí)現(xiàn)效益最大化。車載動(dòng)態(tài)系統(tǒng)模型的搭建，強(qiáng)化了物流運(yùn)送環(huán)節(jié)動(dòng)態(tài)信息的共享機(jī)制，使得物聯(lián)網(wǎng)下的冷鏈物流體系更加透明化，更加規(guī)范化。

3.4.3 物聯(lián)網(wǎng)提高冷鏈末端銷售水平

農(nóng)產(chǎn)品末端銷售環(huán)節(jié)對(duì)食品保鮮品質(zhì)有很大影響，銷售環(huán)境參數(shù)的設(shè)置直接影響到食品保鮮周期和健康安全；如荔枝氣調(diào)貯藏指標(biāo)：環(huán)境溫度3～5℃，相對(duì)濕度90～95%RH，氧氣體積分?jǐn)?shù)5%VOL，二氧化碳濃度3%～5%VOL；從這些參數(shù)可以看出對(duì)于每一種食物都有其最佳的貯存條件，可以通過相應(yīng)傳感器監(jiān)測(cè)周圍參數(shù)變化，并通過控制系統(tǒng)實(shí)施氣調(diào)保鮮，最大程度上保證銷售環(huán)節(jié)食物品質(zhì)的新鮮；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以更加便捷有效地管理食物銷售環(huán)節(jié)（銷售量、顧客偏好度、購買水平等），實(shí)時(shí)監(jiān)控貨架信息，做到及時(shí)補(bǔ)貨、調(diào)貨，提高工作人員工作效率，減少勞動(dòng)力成本，監(jiān)管部門也可以通過遠(yuǎn)程訪問數(shù)據(jù)監(jiān)督食品安全。

3.4.4 物聯(lián)網(wǎng)加強(qiáng)企業(yè)自律能力

物聯(lián)網(wǎng)的使用使冷鏈物流體系更加透明公開，不僅是企業(yè)、政府甚至是消費(fèi)者都能夠共享來自云端的數(shù)據(jù)，真正意義上做到了大數(shù)據(jù)共享模式。快速的互聯(lián)網(wǎng)訪問方式，更加便捷了解食物的各項(xiàng)指標(biāo)信息。公開透明的第三方監(jiān)督體系，規(guī)范了冷鏈物流行業(yè)的發(fā)展方向。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合下的平臺(tái)搭建，增加了食品安全性，可溯源性，降低了庫存水平，減少了企業(yè)成本。

4 結(jié)束語

我國作為農(nóng)業(yè)大國，對(duì)于食品安全問題不容忽視，加強(qiáng)食品安全監(jiān)督，建立完整的冷鏈物流體系是不可缺少的，冷鏈物流中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)信息必須公開透明化，引入第三方監(jiān)督體系；物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)結(jié)合可以系統(tǒng)性彌補(bǔ)冷鏈物流過程中存在的不足之處。同時(shí)加強(qiáng)源頭管理，提高冷鏈意識(shí)，提高物流體系整合程度，協(xié)調(diào)上下游之間的冷鏈物流，加強(qiáng)冷鏈物流源頭的組織管理，建立相應(yīng)的物聯(lián)網(wǎng)評(píng)價(jià)機(jī)制，不斷融合大數(shù)據(jù)平臺(tái)，這樣才能更加有效地推動(dòng)行業(yè)發(fā)展創(chuàng)新，規(guī)范行業(yè)發(fā)展方向，真正意義上做到食品從加工—倉庫—配送—銷售環(huán)節(jié)可溯源追蹤，保證食品安全。