基于物聯(lián)網(wǎng)的食用菌全生命周期質(zhì)量管理研究

摘要：物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)的第3次浪潮，是未來信息社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵之一。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為食用菌企業(yè)提高生產(chǎn)效率和改善質(zhì)量管理水平提供了機(jī)遇，是幫助食用菌行業(yè)實(shí)現(xiàn)技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要手段。本文研究了基于物聯(lián)網(wǎng)的食用菌生長(zhǎng)過程質(zhì)量監(jiān)控方法，建立了面向物聯(lián)網(wǎng)的食用菌全生命周期質(zhì)量管理框架模型，分析了其中的創(chuàng)新商業(yè)模式和重要支撐技術(shù)，為食用菌企業(yè)制定質(zhì)量體系和提升質(zhì)量管理水平提供了決策參考和方案指導(dǎo)。并結(jié)合我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，從政策扶持、試點(diǎn)建設(shè)、推廣宣傳、質(zhì)量意識(shí)、實(shí)施成本、融資渠道、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、方法研究和應(yīng)用技術(shù)等多個(gè)角度，提出食用菌質(zhì)量管理中推廣物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一些對(duì)策建議。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng);質(zhì)量管理;信息技術(shù);食用菌

中圖分類號(hào)：S-03文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200815008

收稿日期：2020-05-13

作者簡(jiǎn)介：陸建新（1962-），男，本科，高級(jí)講師。研究方向：食用菌栽培。

物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，利用信息傳感和無線數(shù)據(jù)通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物品與物品的互聯(lián)和信息交互的一種新技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)概念自提出以來，受到世界各國(guó)的高度重視，將物聯(lián)網(wǎng)視為信息技術(shù)的第3次浪潮，并將物聯(lián)網(wǎng)確立為未來信息社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵之一。經(jīng)過數(shù)年的飛速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)日趨成熟，據(jù)美國(guó)獨(dú)立市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)Forrester預(yù)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)所帶來的產(chǎn)業(yè)價(jià)值要比互聯(lián)網(wǎng)高30倍，到2020年，中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)將成長(zhǎng)為一個(gè)超過5萬億規(guī)模的巨大市場(chǎng)[1]。

對(duì)于食用菌生產(chǎn)企業(yè)來說，質(zhì)量管理是一項(xiàng)至關(guān)重要的工作。食用菌生產(chǎn)企業(yè)只有不斷提高食用菌生產(chǎn)質(zhì)量，才能贏得顧客和擴(kuò)展市場(chǎng)份額，在競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。傳統(tǒng)的食用菌生產(chǎn)質(zhì)量管理一般都停留在質(zhì)量檢驗(yàn)階段，即企業(yè)在出產(chǎn)食用菌產(chǎn)品時(shí)按照自行制定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)剔除掉不合格品，留下合格的食用菌產(chǎn)品，其實(shí)質(zhì)仍是一種質(zhì)量管理的事后檢驗(yàn)方式[2]。

物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，為食用菌企業(yè)的質(zhì)量管理提供了新的發(fā)展契機(jī)和技術(shù)支撐條件。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備可以實(shí)時(shí)監(jiān)控和了解食用菌栽培基地的環(huán)境變化與食用菌的生長(zhǎng)情況，通過傳感器和傳輸網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)收集空氣、土壤、溫度、濕度、光線等可能影響食用菌生產(chǎn)過程狀況的數(shù)據(jù)，通過人工智能和概率統(tǒng)計(jì)方法實(shí)時(shí)調(diào)整食用菌栽培場(chǎng)地的各種控制參數(shù)，如環(huán)境加溫時(shí)間、通風(fēng)時(shí)間和培養(yǎng)基補(bǔ)水量等，實(shí)現(xiàn)食用菌生產(chǎn)過程的閉環(huán)質(zhì)量控制。

食用菌的質(zhì)量不僅受到食用菌培養(yǎng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的影響，同時(shí)也受到與其生命周期相關(guān)環(huán)節(jié)的影響，如食用菌產(chǎn)品的原料供應(yīng)、加工、包裝、倉(cāng)儲(chǔ)、配送等。隨著物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的廣泛使用和逐步普及，食用菌的全生命周期都可在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下得到有效地質(zhì)量監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)全面的溯源管理和質(zhì)量安全保證，并通過動(dòng)態(tài)信息處理進(jìn)行食用菌全生命周期的質(zhì)量管理。

在新的信息環(huán)境下，需要研究基于物聯(lián)網(wǎng)的食用菌生長(zhǎng)過程質(zhì)量監(jiān)控方法，建立面向物聯(lián)網(wǎng)的食用菌全生命周期質(zhì)量管理框架模型，分析其中的創(chuàng)新商業(yè)模式和主要支撐技術(shù)，為食用菌企業(yè)制定質(zhì)量體系和提升質(zhì)量管理水平提供一些決策參考和方案指導(dǎo)。

1基于物聯(lián)網(wǎng)的食用菌生長(zhǎng)過程質(zhì)量控制

工業(yè)界和學(xué)術(shù)界有各種不同的物聯(lián)網(wǎng)定義。一般認(rèn)為，物聯(lián)網(wǎng)是未來互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)組成部分，是一種動(dòng)態(tài)的全球網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施[3]。在物聯(lián)網(wǎng)中，物理和虛擬的“事物”都具有身份，可以無縫地集成到信息網(wǎng)絡(luò)中。物聯(lián)網(wǎng)作為一種在全球范圍內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施，其普及對(duì)于上層的各類擴(kuò)展應(yīng)用是十分必要的，但物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)也將耗費(fèi)巨大的精力和資金。物聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)依賴于各種接入設(shè)備以及各類通信和應(yīng)用協(xié)議，如藍(lán)牙4.x和IEEE 802.15.4等。在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，物理和虛擬的東西都可以連接在一起，因此不同應(yīng)用領(lǐng)域的運(yùn)行模式和規(guī)則會(huì)發(fā)生很大的變化，可能催生新的商業(yè)模式。

基于物聯(lián)網(wǎng)上述特點(diǎn)，本研究構(gòu)建了基于物聯(lián)網(wǎng)的食用菌生長(zhǎng)過程質(zhì)量控制系統(tǒng)，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。食用菌培養(yǎng)室中部署有各種傳感器，包括溫度傳感器、濕度傳感器、光線傳感器、二氧化碳傳感器等，這些傳感器采集食用菌培養(yǎng)基和培養(yǎng)室環(huán)境的各種實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。食用菌培養(yǎng)室從不同角度部署了視頻采集設(shè)備，用于采集食用菌生長(zhǎng)過程的視頻數(shù)據(jù)。傳感數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)上，最終保存在質(zhì)量監(jiān)控中心。在數(shù)據(jù)處理服務(wù)器中的規(guī)則和質(zhì)量控制算法工具的支持下，用戶可以從移動(dòng)PDA、便攜式終端和固定PC終端訪問這些數(shù)據(jù)和發(fā)送控制命令。質(zhì)量監(jiān)控中心在各種機(jī)器學(xué)習(xí)和過程質(zhì)量統(tǒng)計(jì)方法的支撐下，分析食用菌生長(zhǎng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)調(diào)整食用菌栽培場(chǎng)地的各種控制量，如環(huán)境加溫時(shí)間、通風(fēng)時(shí)間和培養(yǎng)基補(bǔ)水量等，這些控制指令通過通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到食用菌培養(yǎng)室內(nèi)的設(shè)備控制執(zhí)行器（調(diào)溫器、泵、閥門、風(fēng)扇等）上進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而根據(jù)用戶命令實(shí)現(xiàn)食用菌生產(chǎn)過程的監(jiān)控、報(bào)警和閉環(huán)質(zhì)量控制功能。通過調(diào)節(jié)食用菌培養(yǎng)基和培養(yǎng)室環(huán)境，用戶可以控制食用菌的生長(zhǎng)，從而達(dá)到預(yù)期的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。

然而，在質(zhì)量可控環(huán)境的食用菌栽培中應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的固定成本比較高。各類傳感器、視頻設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器都需要大量資金的投入，同時(shí)外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸也需要付給電信公司一些費(fèi)用。尤其對(duì)于經(jīng)營(yíng)規(guī)模比較小的食用菌企業(yè)而言，長(zhǎng)期的提高食用菌產(chǎn)品的質(zhì)量和短期的預(yù)算增加往往是左右為難的決策。因此，如何使物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)市場(chǎng)導(dǎo)向的企業(yè)具有吸引力是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。

另外，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在食用菌生產(chǎn)過程的實(shí)施中，還需要考慮能源問題。如果使用過多的傳感器，往往意味著更多的能源消耗，也需要用戶支付額外的電費(fèi)。無論是從環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展角度而言，還是從企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益角度而言，都是不利的。因此，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)施中需要考慮綠色規(guī)范。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的食用菌全生命周期質(zhì)量管理框架模型為了加強(qiáng)食用菌產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和優(yōu)質(zhì)化，從質(zhì)量管理的可控性著手，需要對(duì)食用菌全生命周期的相關(guān)活動(dòng)進(jìn)行全程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理，因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入是重要的前提之一。這項(xiàng)工作涉及食用菌產(chǎn)業(yè)鏈的上下游，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。其中，建立以物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)和智能計(jì)算為核心的信息管理和決策支持系統(tǒng)，是食用菌全生命周期質(zhì)量管理的關(guān)鍵。

食用菌產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目的是以最小的資源消耗提供高質(zhì)量的食用菌產(chǎn)品，因此不僅需要對(duì)食用菌的生長(zhǎng)過程進(jìn)行監(jiān)控，還需要對(duì)食用菌產(chǎn)品的全生命周期進(jìn)行監(jiān)測(cè)。實(shí)踐中許多食用菌產(chǎn)品的質(zhì)量問題并非來自栽培過程，而是來自培養(yǎng)料供應(yīng)、深加工、包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)藏等外部環(huán)節(jié)。構(gòu)建食用菌產(chǎn)品全生命周期的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可以幫助菌農(nóng)識(shí)別食用菌培養(yǎng)料的質(zhì)量，生產(chǎn)出符合市場(chǎng)需求的食用菌產(chǎn)品，進(jìn)一步吸引企業(yè)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的興趣。

基于這些考慮，本研究構(gòu)建了一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的食用菌全生命周期質(zhì)量管理框架模型，其中PDCA環(huán)中的執(zhí)行階段涵蓋了食用菌原料供應(yīng)、生長(zhǎng)、加工和包裝、配送和儲(chǔ)存等多個(gè)環(huán)節(jié)，如圖2所示。這些環(huán)節(jié)中同樣部署大量的傳感器和視頻采集等感知設(shè)備，另外還包括二維碼識(shí)別和GPS定位設(shè)備等。這些設(shè)備通過傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和Zigbee、WiFi、Bluetooth、GPRS、3G等無線通訊協(xié)議，將采集到的食用菌產(chǎn)品相關(guān)數(shù)據(jù)傳送到本地或遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理云計(jì)算服務(wù)器，使食用菌全生命周期都可在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下得到監(jiān)控。管理人員和用戶可以通過固定PC終端和移動(dòng)PDA在任何接入互聯(lián)網(wǎng)的地方監(jiān)控食用菌生長(zhǎng)和產(chǎn)品流通狀態(tài)并發(fā)出控制命令。當(dāng)發(fā)生質(zhì)量問題時(shí)，可以藉由該信息管理系統(tǒng)找出不合格食用菌產(chǎn)品進(jìn)行準(zhǔn)確地質(zhì)量追溯，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題的根源，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)賠付和質(zhì)量改進(jìn)。通過云計(jì)算服務(wù)器的智能計(jì)算功能，決策支持系統(tǒng)還可進(jìn)行智能分析并進(jìn)行質(zhì)量預(yù)警。如，同一批次的多個(gè)食用菌產(chǎn)品發(fā)生質(zhì)量問題，則很有可能整個(gè)批次的食用菌產(chǎn)品都存在質(zhì)量缺陷，有必要進(jìn)行預(yù)警和進(jìn)一步的服務(wù)補(bǔ)救措施。該食用菌全生命周期質(zhì)量管理框架模型中利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的主要環(huán)節(jié)如下。

2.1原料供應(yīng)

食用菌栽培利用的主要原料一般為不含有毒有害物質(zhì)的農(nóng)林副產(chǎn)品，如稻草、麥秸、棉籽殼、木屑、玉米軸、麩皮等[4]。除此以外，栽培食用菌還需要添加一些輔助原料，如蔗糖、石灰、石膏、磷酸二氫鉀等，以滿足食用菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)或環(huán)境條件的要求，而這些原料一般都通過第三方供應(yīng)商進(jìn)行供給，并在實(shí)際生產(chǎn)中可能保持一定的庫(kù)存[5]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在原料供應(yīng)中的應(yīng)用可以提高原料供應(yīng)管理的效率和效果。在給定庫(kù)存控制政策的情況下，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)裝備原料庫(kù)存可以實(shí)時(shí)監(jiān)控各種原料的水平和狀態(tài)，并自動(dòng)進(jìn)行精確訂貨。當(dāng)采購(gòu)的原料到達(dá)時(shí)，通過讀取RFID智能標(biāo)簽和質(zhì)量追溯系統(tǒng)，很容易檢測(cè)出原料的數(shù)量和來源。

2.2加工包裝

食用菌產(chǎn)品主要包括普通食品類、保健產(chǎn)品類、食用原料類、觀賞制品等。目前已普遍進(jìn)入精深加工的產(chǎn)業(yè)化階段，主要的加工形式有機(jī)械熱風(fēng)干燥、冷藏保鮮、浸漬和制罐加工等[6]。將食用菌進(jìn)行質(zhì)量分類并面向不同的顧客群體進(jìn)行營(yíng)銷是一種提高企業(yè)收益的有效策略。傳統(tǒng)的分類是人工進(jìn)行分揀的，工作效率低下且分類效果不佳。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，近紅外光譜分析、氣味傳感器、計(jì)算機(jī)視覺等無損檢測(cè)技術(shù)已被應(yīng)用于新鮮水果的自動(dòng)分類，將來也會(huì)在食用菌行業(yè)進(jìn)行廣泛推廣和使用。另外，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有助于對(duì)食用菌產(chǎn)品的加工環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)和質(zhì)量控制。另一項(xiàng)相關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是利用來自原料供應(yīng)和培養(yǎng)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)制定智能標(biāo)簽，并將這些標(biāo)簽貼到包裝的食用菌產(chǎn)品上，方便顧客進(jìn)行質(zhì)量追溯。

2.3流通儲(chǔ)存

經(jīng)過深加工的食用菌產(chǎn)品一般具有很好耐貯性，但新鮮食用菌由于采收后仍在較快地進(jìn)行著呼吸和蒸騰作用，容易出現(xiàn)表面褐變、菇柄伸長(zhǎng)、菌蓋開傘、軟化、腐敗等現(xiàn)象，使食用菌的鮮度急劇下降，以致失去食用價(jià)值和商品價(jià)值[7]。在食用菌的冷鏈運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)過程中，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛使用可以有效減少質(zhì)量損失。通過車載傳感器網(wǎng)絡(luò)和全球定位系統(tǒng)，管理人員可以監(jiān)測(cè)在途食用菌產(chǎn)品的狀況和冷藏車的位置。當(dāng)冷藏車內(nèi)環(huán)境和冷庫(kù)對(duì)食用菌質(zhì)量不利時(shí)，可發(fā)出警告信息并通過遠(yuǎn)程指令改善儲(chǔ)存環(huán)境的溫度和濕度等。同時(shí)，下游的零售商和顧客可以實(shí)時(shí)跟蹤其訂購(gòu)的新鮮食用菌產(chǎn)品，掌握其質(zhì)量變化情況，便于及時(shí)制定收貨計(jì)劃。

2.4產(chǎn)品零售

商場(chǎng)零售貨架上或者電子商務(wù)零售平臺(tái)上的食用菌產(chǎn)品，如果帶有RFID標(biāo)簽或二維碼，則可以幫助顧客識(shí)別品種和產(chǎn)地，自我評(píng)估購(gòu)買產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)避免顧客買到假冒偽劣商品。而且，顧客可以從質(zhì)量追溯系統(tǒng)中訪問到食用菌全生命周期中的細(xì)節(jié)，如培養(yǎng)基成分和流通過程等。超市內(nèi)提供的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備也有助于消費(fèi)者快速檢測(cè)食用菌的品種和產(chǎn)地等相關(guān)信息。即使發(fā)現(xiàn)一些食用菌產(chǎn)品存在食品安全問題，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助下，也很容易做到由質(zhì)量管理系統(tǒng)進(jìn)行精確召回。

在食用菌質(zhì)量管理中推廣使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，需要重點(diǎn)關(guān)注以下幾點(diǎn)。物聯(lián)網(wǎng)的引入需要一定投資，無論是大型企業(yè)還是小型企業(yè)，需要有較強(qiáng)的質(zhì)量意識(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光;食用菌產(chǎn)品質(zhì)量管理應(yīng)從其整個(gè)生命周期來看待，而不僅是一個(gè)培養(yǎng)過程，培養(yǎng)基原料的供給和食用菌產(chǎn)品的流通環(huán)節(jié)等都會(huì)對(duì)食用菌產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生重要影響;物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在食用菌企業(yè)中的成功實(shí)施不僅是一個(gè)技術(shù)問題，還涉及到一些財(cái)務(wù)、運(yùn)營(yíng)和管理等問題，需要一些創(chuàng)新的商業(yè)模式和先進(jìn)的支撐技術(shù)。

3物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下食用菌質(zhì)量管理中的創(chuàng)新模式和支撐技術(shù)傳統(tǒng)的質(zhì)量管理由事后抽樣檢驗(yàn)的思想發(fā)展而來，又歷經(jīng)了統(tǒng)計(jì)過程控制和全面質(zhì)量管理階段，但仍是基于小樣本進(jìn)行的質(zhì)量管理。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，各類傳感器和圖像采集設(shè)備的數(shù)據(jù)具有明顯的海量異構(gòu)等大數(shù)據(jù)特征，質(zhì)量管理也逐步轉(zhuǎn)向基于大數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制和改進(jìn)。對(duì)于食用菌質(zhì)量管理而言，引入物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要一些先進(jìn)的支撐技術(shù)，同時(shí)也為食用菌產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新的思路，有利于催生創(chuàng)新的商業(yè)模式，如新的融資方式和合作模式等。

3.1創(chuàng)新模式

在食用菌質(zhì)量管理過程中全面應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將推動(dòng)食用菌產(chǎn)業(yè)升級(jí)，下面列舉一些比較典型的創(chuàng)新商業(yè)模式。

3.1.1食用菌栽培過程的遠(yuǎn)程求助和指導(dǎo)

當(dāng)食用菌生長(zhǎng)過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題時(shí)，可以通過遠(yuǎn)程互動(dòng)功能進(jìn)行求助，在互聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)聯(lián)系有先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)的專業(yè)技術(shù)人員，通過集思廣益為菌農(nóng)提供相關(guān)栽培技術(shù)上的解決方案。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能檢測(cè)食用菌的實(shí)時(shí)生長(zhǎng)過程，同時(shí)方便提供傳感器和圖像采集設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，有利于外部合作的技術(shù)人員解決難題，提供相關(guān)指導(dǎo)和培訓(xùn)。

3.1.2基于電子商務(wù)平臺(tái)的食用菌產(chǎn)品營(yíng)銷

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可提供食用菌產(chǎn)品的精準(zhǔn)溯源信息，顧客可以在終端輕松得到產(chǎn)品的相關(guān)信息并進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估，因此易于應(yīng)用基于電子商務(wù)平臺(tái)的多種營(yíng)銷模式，滿足顧客的多樣化需求。如，對(duì)于高質(zhì)量食用菌產(chǎn)品的平臺(tái)拍賣營(yíng)銷，針對(duì)某些社交軟件的團(tuán)購(gòu)和促銷。對(duì)于某些熱銷的食用菌產(chǎn)品，雖然尚未生產(chǎn)也可以針對(duì)特定顧客進(jìn)行預(yù)售，而顧客可以隨時(shí)了解食用菌產(chǎn)品的培養(yǎng)過程、運(yùn)輸過程和質(zhì)量控制信息。

3.1.3基于大數(shù)據(jù)的供應(yīng)鏈融資

具體到食用菌產(chǎn)品上，原料供應(yīng)商、產(chǎn)品批發(fā)商和電子商務(wù)平臺(tái)通過評(píng)估食用菌的物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)狀況，對(duì)每個(gè)生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際情況一目了然。食用菌企業(yè)只需通過數(shù)據(jù)說明其食用菌產(chǎn)品的質(zhì)量，就可以從有資金實(shí)力的供應(yīng)商、批發(fā)商、零售商獲得信貸，也可以向供應(yīng)鏈合作伙伴給予合理的信貸。甚至對(duì)于一些具有品牌忠誠(chéng)的顧客，也可以通過眾包等方式獲得經(jīng)營(yíng)所需的資金。

3.1.4基于精準(zhǔn)評(píng)估的保險(xiǎn)銷售與賠付

在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，保險(xiǎn)公司可以對(duì)任何連接的事物的價(jià)值進(jìn)行實(shí)時(shí)客觀地評(píng)估，使得以物為導(dǎo)向的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系的構(gòu)建成為可能。對(duì)于食用菌企業(yè)而言，物聯(lián)網(wǎng)的歷史數(shù)據(jù)可以幫助保險(xiǎn)公司對(duì)培養(yǎng)過程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，確定保險(xiǎn)產(chǎn)品的銷售方案。在發(fā)生災(zāi)害和質(zhì)量事故后，保險(xiǎn)公司借助物聯(lián)網(wǎng)迅速收集損失情況，對(duì)客戶進(jìn)行客觀保險(xiǎn)賠付。

3.1.5“公司+生產(chǎn)基地+菌農(nóng)”的合作機(jī)制

通過公司、生產(chǎn)基地和菌農(nóng)多方合作，形成“利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)”的機(jī)制，提高食用菌的產(chǎn)量和調(diào)動(dòng)菌農(nóng)的生產(chǎn)積極性。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)記錄食用菌的全生長(zhǎng)過程數(shù)據(jù)，有利于促成風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的環(huán)境，幫助菌農(nóng)形成良好的質(zhì)量意識(shí)，達(dá)到從根源上提高食用菌產(chǎn)品質(zhì)量的目的。

3.2支撐技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入食用菌質(zhì)量管理系統(tǒng)，不僅需要硬件設(shè)備和通訊技術(shù)，還需要一些重要的軟支撐技術(shù)，才能使整個(gè)質(zhì)量管理系統(tǒng)真正發(fā)揮強(qiáng)大作用，其中主要的支撐技術(shù)包括以下幾種。

3.2.1大數(shù)據(jù)融合技術(shù)

食用菌生產(chǎn)和流通環(huán)節(jié)中采集了大量的各類傳感數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)都與食用菌產(chǎn)品的質(zhì)量相關(guān)，但由于數(shù)據(jù)之間的割裂性，無法全面刻畫產(chǎn)品質(zhì)量的全貌，需要應(yīng)用大數(shù)據(jù)融合技術(shù)進(jìn)行整合。

3.2.2最優(yōu)化技術(shù)

傳感器在培養(yǎng)基和周邊環(huán)境的布局方案需要進(jìn)行優(yōu)化，既要保證數(shù)據(jù)采集的精度，又要節(jié)省能耗和費(fèi)用。食用菌生產(chǎn)過程的質(zhì)量閉環(huán)控制、食用菌生產(chǎn)計(jì)劃的確定、產(chǎn)品送貨上門的配送方案及路徑等都需要最優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行分析。

3.2.3圖像識(shí)別技術(shù)

食用菌培養(yǎng)過程中需要采集大量的圖像，需要應(yīng)用圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)不同類型食用菌進(jìn)行區(qū)分，并分析食用菌的生長(zhǎng)特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)其病蟲害等。另外，流通和保鮮環(huán)節(jié)也有一些食用菌產(chǎn)品的圖像數(shù)據(jù)需要進(jìn)行識(shí)別，以便檢測(cè)采收后的質(zhì)量。

3.2.4機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)

食用菌培養(yǎng)過程中記錄了食用菌生長(zhǎng)過程的各種數(shù)據(jù)，通過線性回歸、Logistic回歸、線性判別分析、樸素貝葉斯、KNN、隨機(jī)森林等機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析這些歷史數(shù)據(jù)，可以預(yù)測(cè)食用菌的出產(chǎn)質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上可以進(jìn)一步進(jìn)行肥料和補(bǔ)水量等參數(shù)的調(diào)整。

3.2.5區(qū)塊鏈技術(shù)

在食用菌行業(yè)的質(zhì)量追溯中應(yīng)用區(qū)塊鏈技術(shù)，可以保證質(zhì)量數(shù)據(jù)的高度透明。區(qū)塊鏈技術(shù)具有不可篡改和不可偽造的特性，使得基于區(qū)塊鏈的質(zhì)量管理系統(tǒng)具有充分的數(shù)據(jù)安全性，用戶可完全信任食用菌的原料來源、運(yùn)輸流程與培養(yǎng)過程。

3.2.6可靠性技術(shù)

食用菌產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的傳輸層需要布置多個(gè)傳感器，傳輸層可能包括多層的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)接口，整個(gè)系統(tǒng)的可靠性可分為硬件可靠性、網(wǎng)絡(luò)可靠性以及軟件可靠性，需要應(yīng)用先進(jìn)的可靠性理論進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)，確定合理的維修計(jì)劃，保證系統(tǒng)的安全可靠。

3.2.7控制圖技術(shù)

控制圖是實(shí)施統(tǒng)計(jì)過程控制理論的基本工具之一。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集食用菌培養(yǎng)過程的各類質(zhì)量數(shù)據(jù)，應(yīng)用控制圖技術(shù)可判斷食用菌的質(zhì)量是否處于異常狀態(tài)，并及時(shí)分析原因和采取措施，不斷提高過程質(zhì)量。

4食用菌質(zhì)量管理中推廣物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的對(duì)策建議物聯(lián)網(wǎng)作為一種我國(guó)高度重視的新興產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展趨勢(shì)已勢(shì)不可擋，未來必將成為物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代。實(shí)際上，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)、電力、交通、醫(yī)療、安防等方面被廣泛應(yīng)用[8]。在未來的若干年內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將在食用菌產(chǎn)業(yè)中得到普及和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)食用菌產(chǎn)業(yè)高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、安全和生態(tài)的發(fā)展目標(biāo)。這既是智慧農(nóng)業(yè)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，也是衡量一個(gè)國(guó)家科技發(fā)達(dá)程度和農(nóng)業(yè)發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一。本文針對(duì)現(xiàn)階段在食用菌質(zhì)量管理中推廣物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提出如下對(duì)策建議。

4.1加大政策扶持力度，加強(qiáng)試點(diǎn)項(xiàng)目的建設(shè)

對(duì)于食用菌行業(yè)而言，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)尚屬于新生事物，許多企業(yè)可能對(duì)此持觀望態(tài)度。因此，需要政府部門提供政策扶持和鼓勵(lì)措施，建立促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)推廣的政策環(huán)境，可對(duì)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食用菌企業(yè)進(jìn)行鼓勵(lì)性補(bǔ)貼與退稅、安排專項(xiàng)財(cái)政基金用于扶持物聯(lián)網(wǎng)型食用菌企業(yè)發(fā)展、政府聘請(qǐng)高校和科研單位技術(shù)人員組織培訓(xùn)等。通過在試點(diǎn)企業(yè)建立基于物聯(lián)網(wǎng)的食用菌質(zhì)量管理系統(tǒng)，認(rèn)真提煉總結(jié)典型案例和成功經(jīng)驗(yàn)，發(fā)揮試點(diǎn)示范帶動(dòng)引領(lǐng)作用和導(dǎo)向作用，使企業(yè)和栽培戶切實(shí)感受到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的效益，充分調(diào)動(dòng)企業(yè)和栽培戶的積極性。

4.2增加技術(shù)宣傳力度，提高企業(yè)的質(zhì)量意識(shí)

食用菌產(chǎn)業(yè)中有大量的小企業(yè)和個(gè)體菌農(nóng)。長(zhǎng)期以來，受產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)和小生產(chǎn)思想的影響，這些企業(yè)只注重短期效益，產(chǎn)品質(zhì)量意識(shí)比較淡薄，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)質(zhì)量管理的推動(dòng)作用更是知之甚少。然而，在當(dāng)今市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)異常激烈的商品經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，質(zhì)量已成為頭等重要的問題。不注重質(zhì)量管理的重要性，一旦發(fā)生質(zhì)量事件，集體和自身利益都會(huì)受到很大損失。政府部門可以通過制定食用菌質(zhì)量保證的相關(guān)法律法規(guī)、積極開展質(zhì)量安全的廣告宣傳、舉辦食用菌質(zhì)量控制和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的專題培訓(xùn)等方式，提高食用菌企業(yè)的質(zhì)量意識(shí)，使之充分認(rèn)識(shí)到質(zhì)量管理的重要性，以及通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)促進(jìn)食用菌質(zhì)量管理的必要性。

4.3降低物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的實(shí)施成本，拓寬工程融資渠道

在食用菌行業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的前期投入比較大，多數(shù)企業(yè)不選擇進(jìn)行應(yīng)用的主要原因可能在于其成本。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不能只依賴于政府的扶持，還需要采取各種措施來降低實(shí)施成本，可制定科學(xué)采購(gòu)模式來降低物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采購(gòu)費(fèi)用，通過聯(lián)合多個(gè)企業(yè)進(jìn)行集體實(shí)施來產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)而降低建設(shè)成本等。發(fā)展各類新型融資合作模式，解決物聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)過程中的融資難問題，如與設(shè)備商利益共享的聯(lián)合開發(fā)模式、發(fā)動(dòng)重要客戶實(shí)施眾籌融資模式等，為食用菌物聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)籌集資金。

4.4加大頂層設(shè)計(jì)，建設(shè)食用菌行業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系若在食用菌行業(yè)出現(xiàn)大量不同標(biāo)準(zhǔn)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，將會(huì)造成設(shè)備不能互相兼容、難以保證產(chǎn)品質(zhì)量、無法共享基礎(chǔ)通信設(shè)施的資源和數(shù)據(jù)等問題，而造成混亂和浪費(fèi)，因此有必要對(duì)食用菌行業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備制定規(guī)則，針對(duì)其技術(shù)體系進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)在食用菌行業(yè)的分類技術(shù)體系，圍繞產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求，對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)制定具體的技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，包括信息感知標(biāo)準(zhǔn)、信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)、信息服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)和信息應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)等，形成完整的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，為物聯(lián)網(wǎng)在食用菌行業(yè)的大批量生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用提供技術(shù)保障。

4.5推進(jìn)食用菌質(zhì)量管理研究，提升物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)水平針對(duì)食用菌產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)，有針對(duì)性地開展質(zhì)量管理和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究。從物聯(lián)網(wǎng)感知層，研究獲取食用菌、培養(yǎng)基和周邊環(huán)境多層面信息的傳感器，盡量使數(shù)據(jù)采集具有全貌和準(zhǔn)確的特點(diǎn);從物聯(lián)網(wǎng)傳輸層，研究低成本的通訊協(xié)議和設(shè)備;從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層，應(yīng)用人工智能和統(tǒng)計(jì)過程控制方法開發(fā)質(zhì)量管理軟件系統(tǒng)。在研究開發(fā)過程中，注重技術(shù)和系統(tǒng)的適用性，在達(dá)到系統(tǒng)性能要求的前提下，盡量做到硬件設(shè)備的小型化、低功耗、高可靠性，并力圖做到質(zhì)量管理軟件系統(tǒng)的“傻瓜化”，以方便未經(jīng)受專業(yè)培訓(xùn)的用戶使用。

5結(jié)論

近年來，我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，自2005年以來，我國(guó)食用菌產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的70%，給國(guó)家?guī)砹司薮蟮纳鷳B(tài)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[9]。然而，我國(guó)食用菌行業(yè)也普遍存在質(zhì)量管理混亂、企業(yè)規(guī)模偏小、信息化程度較差、缺乏著名品牌、深加工開發(fā)薄弱、環(huán)保意識(shí)淡薄等問題，食用菌生產(chǎn)企業(yè)的大型化、工廠化、專業(yè)化勢(shì)在必行。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，為食用菌企業(yè)提高生產(chǎn)效率和改善質(zhì)量管理水平提供了機(jī)遇，將成為食用菌行業(yè)向“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效、生態(tài)、安全”發(fā)展的重要手段。

盡管我國(guó)食用菌行業(yè)實(shí)施物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的企業(yè)目前還比較少，但相信通過加大政策扶持力度、加強(qiáng)試點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)、增加技術(shù)宣傳力度、提高企業(yè)質(zhì)量意識(shí)、降低技術(shù)實(shí)施成本、拓寬工程融資渠道、建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系、推進(jìn)行業(yè)質(zhì)量管理研究、提升應(yīng)用技術(shù)水平等措施，我國(guó)食用菌企業(yè)應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的前景必將是廣闊的。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在食用菌企業(yè)中的廣泛應(yīng)用，使食用菌的整個(gè)生命周期得到有效地質(zhì)量溯源和質(zhì)量管控，提升食用菌產(chǎn)業(yè)的質(zhì)量控制和質(zhì)量管理水平，幫助我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)。參考文獻(xiàn)

[1] 何正源，段田田，張穎，等.物聯(lián)網(wǎng)中區(qū)塊鏈技術(shù)的應(yīng)用與挑戰(zhàn)[J].應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào)，2020，38（01）：22-33.

[2]邰向民.食用菌生產(chǎn)企業(yè)管理策略與質(zhì)量管理研究[J].中國(guó)食用菌，2019，38（02）：74-76，80.

[3]Alireza Souri，Monire Norouzi. A State-of-the-Art Survey on Formal Verification of the Internet of Things Applications [J]. Journal of Service Science Research，2019，11（1）： 47-67.

[4]羅國(guó)濤.論食用菌栽培材料選擇及處理方法[J].中國(guó)食用菌，2010，29（04）：63-64.

[5]劉艷芳.食用菌供應(yīng)鏈質(zhì)量管理分析[J].中國(guó)食用菌，2019，38（10）：107-109.

[6]楊文建，王柳清，胡秋輝.我國(guó)食用菌加工新技術(shù)與產(chǎn)品創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)狀[J].食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2019，37（03）：13-18.

[7]李福后，王偉霞，孫強(qiáng)，等.食用菌保鮮技術(shù)的研究進(jìn)展[J].食品研究與開發(fā)，2018，39（15）：205-210.

[8]李冬月，楊剛，千博.物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)研究綜述[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2018，45（S2）：27-31.

[9]孔雷，張良，胡文洪，等.中國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)[J].食用菌學(xué)報(bào)，2016，23（02）：104-109.

（責(zé)任編輯常陽(yáng)陽(yáng)）