中圖分類號:TP311 文獻標(biāo)識碼:
文章編號:2096-4706(2025)12-0058-05
Design and Implementation of a Fresh Produce Storage Management System Based on Artificial Intelligence
LI Jing, QUANYini,BAI Yuyu (ShaanxiPolytechnic Institute,Xianyang 712ooo,China)
Abstract:To addressthe problems of high loss rate and insuffcient cold chain environment monitoringin fresh produce storagewarehousemanagement,thispaperdesignsandresearchesafreshproducestoragemanagementsystembasedonArtifcial Intellgence.Thesystemadoptsafront-endandback-endseparationarchitecture,withthefront-endusingtheVue3framework formodulardevelopmentand integratingECharts toachievedynamicdatavisualizationand interaction.Thebackendisbuilt upontheSpring Bootframework,combined with MyBatisand MySQLtooptimizedatastorage andqueryperformance.Artificial Inteligencetechnologyisusedtoealizeautomatedreceipt informationextractionandmanagement,real-timemonitoringof coldchain equipmentstatus,dynamic warnings for near-expiryproducts,andmulti-dimensional data visualizationanalysis. Experimentalresultsshowthat thesystemachievesremarkableresultsinenhancingtheeffciencyandaccuracyoffreshproduce warehoue management andreducing product loss, providing technical support and practical reference for theintellignt and digital upgrading of the fresh produce industry.
Keywords: fresh produce management; Artificial Intelligence; cold chain logistics; data Visualization
0 引言
在《“十四五”冷鏈物流發(fā)展規(guī)劃》的推動下,我國生鮮食品[流通正向智能化、數(shù)字化方向快速發(fā)展。政策明確要求,通過提升冷鏈物流[效率和保障食品質(zhì)量安全,構(gòu)建覆蓋生產(chǎn)、存儲、流通全鏈條的現(xiàn)代化冷鏈體系。這一規(guī)劃為生鮮存儲中心的智能化升級指明了方向。然而,在實際運營中,生鮮存儲中心仍然面臨一系列痛點,如高損耗率、保質(zhì)期管理困難、冷鏈環(huán)境監(jiān)控[3]能力不足等問題。此外,信息孤島現(xiàn)象普遍存在,傳統(tǒng)倉儲系統(tǒng)難以滿足高頻次、多樣化訂單需求的快速響應(yīng)能力。這些問題不僅限制了生鮮存儲中心的運營效率,也對食品質(zhì)量保障提出了更高的挑戰(zhàn)。如何通過智能化技術(shù)推動生鮮存儲中心的轉(zhuǎn)型升級,已成為行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。
隨著消費者對食品新鮮度和安全性要求的不斷提高,生鮮存儲管理作為冷鏈物流中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其作用愈發(fā)重要。為了應(yīng)對高標(biāo)準(zhǔn)的市場需求,企業(yè)亟須引入智能化、數(shù)字化的管理模式。智能化生鮮存儲管理系統(tǒng)的應(yīng)用,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對冷鏈環(huán)境的動態(tài)監(jiān)控,還能結(jié)合數(shù)據(jù)分析、臨期預(yù)警和票據(jù)自動化處理等功能,提升管理效率、優(yōu)化資源調(diào)配,并有效降低生鮮損耗[4。這種基于技術(shù)驅(qū)動的解決方案,為生鮮存儲中心全面提升運營效率和食品質(zhì)量保障能力提供了重要支持。
基于行業(yè)需求,本文提出并設(shè)計了一套基于人工智能的生鮮存儲管理系統(tǒng)。系統(tǒng)采用前后端分離的架構(gòu),前端基于 Vue3[5-7] 框架結(jié)合ECharts[8-9]實現(xiàn)數(shù)據(jù)動態(tài)可視化交互;后端利用SpringBoot框架支持高并發(fā)的業(yè)務(wù)處理與API接口管理,數(shù)據(jù)庫采用MySQL[10-]并結(jié)合MyBatis實現(xiàn)高效數(shù)據(jù)存儲和操作。通過模塊化設(shè)計,系統(tǒng)集成了臨期預(yù)警、園區(qū)監(jiān)控、票據(jù)識別和數(shù)據(jù)分析等功能模塊,為生鮮存儲中心提供全面的信息化管理能力。系統(tǒng)的實施顯著提高了數(shù)據(jù)處理效率和管理精度,優(yōu)化了庫存流轉(zhuǎn)和資源調(diào)度,并通過智能預(yù)測技術(shù)有效減少生鮮食品的損耗,為生鮮存儲中心的智能化升級提供了堅實支撐。
1 需求分析
1.1功能性需求分析
生鮮存儲管理系統(tǒng)的功能性需求主要針對生鮮食品存儲過程中常見的核心問題,如高損耗率、冷鏈環(huán)境監(jiān)控不完善以及庫存管理復(fù)雜等。首先,系統(tǒng)應(yīng)具備臨期預(yù)警功能,通過動態(tài)監(jiān)控商品的保質(zhì)期,自動識別臨期商品并提供相應(yīng)的處理建議,以減少商品損耗。其次,冷鏈環(huán)境監(jiān)控模塊需要實時采集溫濕度數(shù)據(jù),提供可視化展示,并在環(huán)境參數(shù)超出設(shè)定閾值時發(fā)出異常報警,確保食品存儲環(huán)境符合安全要求。系統(tǒng)還應(yīng)支持票據(jù)識別與管理功能,通過OCR技術(shù)[12]實現(xiàn)采購單、送貨單等票據(jù)信息的自動提取,與庫存數(shù)據(jù)精準(zhǔn)匹配,從而提升票據(jù)處理效率并減少人工誤差。此外,系統(tǒng)需提供數(shù)據(jù)可視化與分析功能,通過直觀的圖表展示庫存狀態(tài)、出入庫趨勢和冷鏈環(huán)境變化,幫助管理者優(yōu)化決策,提高生鮮存儲管理的整體效率。
1.2非功能性需求分析
在非功能性需求方面,生鮮存儲管理系統(tǒng)需要滿足高并發(fā)、高可靠性和高安全性的要求,以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。首先,系統(tǒng)應(yīng)具備高并發(fā)處理能力,能夠在高峰時段同時處理多用戶操作并實時更新數(shù)據(jù),滿足生鮮存儲中心對高頻次任務(wù)的需求。其次,系統(tǒng)需具有高可靠性,通過冗余設(shè)計和異常處理機制,確保數(shù)據(jù)存儲的完整性與操作的連續(xù)性,避免因設(shè)備故障或系統(tǒng)中斷導(dǎo)致業(yè)務(wù)中斷或數(shù)據(jù)丟失。在安全性方面,系統(tǒng)需采用數(shù)據(jù)加密、權(quán)限分級等技術(shù)措施,保障票據(jù)、庫存記錄及冷鏈監(jiān)控數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。同時,為適應(yīng)業(yè)務(wù)增長需求,系統(tǒng)需具備良好的可擴展性,支持多倉儲區(qū)域管理及功能模塊的靈活擴展。此外,系統(tǒng)應(yīng)具備良好的用戶體驗,通過直觀的界面設(shè)計和動態(tài)數(shù)據(jù)展示,簡化用戶操作流程,提升管理效率,確保系統(tǒng)能夠滿足實際業(yè)務(wù)場景的需求。
2 系統(tǒng)設(shè)計
2. 1 架構(gòu)設(shè)計
生鮮存儲管理平臺系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示,通過Vue3、ECharts、Axios、SpringBoot、MyBatis 和MySQL等技術(shù)的有機結(jié)合,本系統(tǒng)成功實現(xiàn)了生鮮存儲管理的智能化與數(shù)字化。前端提供了動態(tài)、直觀的交互界面,后端則保證了業(yè)務(wù)邏輯的高效處理和數(shù)據(jù)的安全存儲,從而滿足了生鮮存儲中心在高效管理、實時監(jiān)控和數(shù)據(jù)分析等方面的全面需求。
圖1生鮮存儲管理平臺系統(tǒng)架構(gòu)圖
本系統(tǒng)的前端部分采用Vue3框架,作為當(dāng)前流行的漸進式JavaScript框架,Vue3在本系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。通過其組件化設(shè)計,將系統(tǒng)的各功能模塊(如庫存狀態(tài)、票據(jù)管理、冷鏈環(huán)境監(jiān)控等)獨立封裝為組件,實現(xiàn)了頁面的動態(tài)渲染和高性能交互。同時,Vue3的虛擬DOM技術(shù)顯著提升了頁面的渲染效率,使系統(tǒng)能夠在處理復(fù)雜的實時數(shù)據(jù)時保持流暢運行。借助Vue3的CompositionAPI,本系統(tǒng)的前端代碼邏輯更加清晰、模塊化,便于后期的功能擴展和維護工作。此外,系統(tǒng)還集成了ECharts圖表庫,通過數(shù)據(jù)驅(qū)動動態(tài)生成多個可視化圖表,包括票據(jù)處理統(tǒng)計、庫存結(jié)構(gòu)占比、臨期商品分析和出入庫趨勢等內(nèi)容。這些可視化功能使管理者能夠通過直觀的圖形界面實時了解系統(tǒng)的運行狀態(tài),并通過交互式圖表深入分析關(guān)鍵數(shù)據(jù),從而為決策提供強有力的數(shù)據(jù)支持。前端與后端之間的數(shù)據(jù)交互由Axios庫負責(zé),其高效的HTTP請求和響應(yīng)處理機制確保了用戶操作與后端邏輯的實時同步,例如實時查詢庫存狀態(tài)、更新票據(jù)記錄以及響應(yīng)冷鏈環(huán)境異常報警。
后端部分基于SpringBoot框架開發(fā),為系統(tǒng)提供了核心業(yè)務(wù)邏輯處理和API接口支持。在系統(tǒng)中,SpringBoot的輕量級特性和“開箱即用”特性顯著提升了開發(fā)效率,簡化了用戶權(quán)限管理、票據(jù)處理和庫存操作等復(fù)雜的后端功能實現(xiàn)。例如,當(dāng)用戶通過前端查詢票據(jù)狀態(tài)時,SpringBoot通過其內(nèi)置的接口處理機制快速響應(yīng)用戶請求,并返回精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)果。為了簡化與數(shù)據(jù)庫的交互,本系統(tǒng)引入MyBatis框架,通過對象關(guān)系映射(ORM)功能,將復(fù)雜的SQL查詢封裝為簡單的接口調(diào)用,例如在處理票據(jù)記錄、統(tǒng)計商品入庫和出庫數(shù)據(jù)時,只需調(diào)用MyBatis的接口即可實現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)處理。同時,底層數(shù)據(jù)庫采用MySQL,以其高性能和高可靠性存儲系統(tǒng)中所有的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù),包括物流票據(jù)、庫存信息和用戶操作記錄等。在實際運行中,MySQL的分區(qū)管理和索引優(yōu)化技術(shù)確保了系統(tǒng)能夠在高并發(fā)訪問場景下,仍然以高速穩(wěn)定的方式完成數(shù)據(jù)查詢和更新操作,例如快速檢索某一批次的臨期商品或分析某一時間段內(nèi)的出入庫趨勢。
2.2 功能設(shè)計
如圖2所示,生鮮存儲倉庫管理系統(tǒng)通過模塊化設(shè)計實現(xiàn)了全面的功能覆蓋,從登錄、系統(tǒng)首頁到核心的票據(jù)識別、臨期預(yù)警、冷鏈監(jiān)控、數(shù)據(jù)看板和智管對話模塊,各模塊分工明確,協(xié)同工作。系統(tǒng)首頁提供了實時的園區(qū)動態(tài)、風(fēng)險評估和倉庫狀態(tài)展示,票據(jù)識別模塊通過OCR技術(shù)實現(xiàn)票據(jù)信息的自動化提取與分類,臨期預(yù)警模塊精準(zhǔn)定位即將到期的貨物,冷鏈監(jiān)控模塊保障了生鮮存儲環(huán)境的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)看板模塊利用動態(tài)可視化技術(shù)直觀展示倉庫占比、出入庫趨勢和貨物來源等關(guān)鍵數(shù)據(jù),而智管對話模塊通過自然語言處理和智能問答為用戶提供交互支持,極大提升了系統(tǒng)的易用性和操作效率。
3 系統(tǒng)實現(xiàn)
3.1 登錄頁
登錄模塊為用戶提供了安全可靠的身份驗證入□,是生鮮倉儲管理系統(tǒng)安全保障的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。用戶通過輸入賬號和密碼進行基礎(chǔ)身份驗證,系統(tǒng)將用戶憑據(jù)提交至后端進行校驗,確保登錄信息的有效性和真實性。同時,為進一步提升安全性,系統(tǒng)引入了驗證碼機制,用戶需在輸入賬號和密碼的同時完成驗證碼驗證,能夠有效防止惡意登錄和暴力破解攻擊,減少系統(tǒng)被入侵的風(fēng)險。此外,為了實現(xiàn)精細化管理,系統(tǒng)支持基于角色的權(quán)限控制(RBAC),管理員可根據(jù)不同用戶的角色(如管理員、操作員等)分配相應(yīng)權(quán)限,確保用戶只能訪問與其職能相關(guān)的功能模塊。
管理員具備系統(tǒng)的最高權(quán)限,可以進行用戶管理、倉儲信息配置等操作;操作員則主要負責(zé)日常數(shù)據(jù)錄入與查詢等功能。通過以上機制,登錄模塊不僅保障了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全與操作合法性,還優(yōu)化了系統(tǒng)資源的合理使用,為系統(tǒng)的高效運行奠定了堅實基礎(chǔ)。
3.2 平臺首頁
首頁模塊是系統(tǒng)的核心數(shù)據(jù)展示界面,用戶登錄后即進入首頁,如圖3所示,首頁包含多維數(shù)據(jù)展示的可視化面板。模塊提供實時園區(qū)動態(tài)的概覽,包括車輛使用情況、倉庫狀態(tài)、月度出貨量等關(guān)鍵指標(biāo)。同時,通過功能導(dǎo)航區(qū),用戶可快速跳轉(zhuǎn)到各核心模塊。首頁還集成任務(wù)提醒功能,顯示臨期商品預(yù)警、票據(jù)處理待辦事項等,幫助用戶高效安排工作任務(wù)。
圖3生鮮存儲管理平臺首頁
3.3 票據(jù)識別
如圖4所示,票據(jù)識別模塊通過OCR(光學(xué)字符識別)技術(shù),實現(xiàn)了票據(jù)的自動化處理與高效管理,是生鮮存儲管理系統(tǒng)的重要功能模塊。用戶上傳票據(jù)圖片后,系統(tǒng)利用OCR技術(shù)自動識別并提取關(guān)鍵數(shù)據(jù),包括托運人信息、貨物名稱、日期等,并對識別結(jié)果進行清晰分類,方便用戶查看與管理。同時,模塊支持與庫存管理功能聯(lián)動,自動將票據(jù)信息與庫存數(shù)據(jù)匹配,確保數(shù)據(jù)的一致性并減少人工操作的錯誤率。此外,模塊提供批量導(dǎo)入與導(dǎo)出功能,可一次性處理多張票據(jù),并將結(jié)果導(dǎo)出為標(biāo)準(zhǔn)格式文件,便于歸檔和統(tǒng)計分析。為提升識別精度,系統(tǒng)還提供手動校對功能,充許用戶修正因圖片質(zhì)量或特殊字符導(dǎo)致的識別偏差,從而優(yōu)化數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。通過自動化與智能化的功能設(shè)計,該模塊大幅提升了票據(jù)管理的效率與可靠性,為生鮮存儲的精細化管理提供了強有力的技術(shù)支撐。
圖4生鮮存儲管理平臺票據(jù)識別
3.4 臨期預(yù)警
如圖5所示,臨期預(yù)警功能可與電子標(biāo)簽結(jié)合,通過改變閃燈的頻率和顏色,實時提醒管理員快速定位臨期食品并及時處理。當(dāng)食品接近保質(zhì)期時,電子標(biāo)簽顯示黃色中速閃爍(每秒約1次),提醒食品臨期狀態(tài),方便管理員快速識別和優(yōu)先處理。系統(tǒng)通過票據(jù)管理模塊與電子標(biāo)簽動態(tài)聯(lián)動,自動更新臨期食品的狀態(tài)信息,并實時調(diào)整標(biāo)簽顯示效果,實現(xiàn)高效的庫存管理和損耗控制。
3.5冷鏈監(jiān)控
冷鏈監(jiān)控模塊通過實時監(jiān)測冷鏈設(shè)備的溫濕度狀態(tài),確保生鮮存儲環(huán)境符合安全標(biāo)準(zhǔn),是保障食品質(zhì)量和降低損耗的重要環(huán)節(jié)。模塊利用傳感器采集設(shè)備的溫濕度數(shù)據(jù),并將其上傳至系統(tǒng)進行處理和分析,通過可視化技術(shù)將監(jiān)測數(shù)據(jù)以直觀的圖表形式動態(tài)展示,使管理人員能夠?qū)崟r掌握設(shè)備的運行狀態(tài)。當(dāng)溫濕度數(shù)據(jù)超出設(shè)定閾值時,系統(tǒng)會自動觸發(fā)異常警報,并通過彈窗、短信或郵件等方式及時通知相關(guān)人員進行處理,避免因設(shè)備異常導(dǎo)致食品變質(zhì)。此外,模塊支持按時間段查詢歷史運行數(shù)據(jù),幫助管理人員追溯特定時間段內(nèi)的設(shè)備狀態(tài)變化,定位潛在問題,并為優(yōu)化設(shè)備維護策略提供數(shù)據(jù)支持。通過實時監(jiān)控和歷史數(shù)據(jù)分析相結(jié)合,冷鏈監(jiān)控模塊顯著提升了設(shè)備運行的安全性和可靠性,為生鮮存儲提供了強有力的環(huán)境保障。
3.6基礎(chǔ)管理系統(tǒng)
基礎(chǔ)管理模塊是系統(tǒng)的后臺維護中心,用于配置用戶、設(shè)備和區(qū)域等基礎(chǔ)信息。如圖6所示,模塊提供了用戶管理、設(shè)備管理、區(qū)域管理等功能,支持用戶角色權(quán)限分配,設(shè)備運行狀態(tài)登記與維護,以及倉儲區(qū)域的劃分與管理。操作日志記錄了用戶行為和系統(tǒng)事件,便于問題追溯和審計。
圖5生鮮存儲管理平臺臨期預(yù)警
圖6生鮮存儲管理平臺基礎(chǔ)管理系統(tǒng)
3.7 數(shù)據(jù)看板
數(shù)據(jù)看板模塊通過可視化圖表展示系統(tǒng)的多維數(shù)據(jù)分析結(jié)果,是企業(yè)管理決策的重要工具。模塊提供了包括倉庫占比、歷史出貨量、不同貨物類別的出貨數(shù)量等數(shù)據(jù)展示功能。管理者可以直觀地查看庫存結(jié)構(gòu)、出入庫趨勢以及冷鏈設(shè)備異常統(tǒng)計等信息,并可按時間、區(qū)域篩選數(shù)據(jù)以滿足具體分析需求。所有圖表數(shù)據(jù)均支持導(dǎo)出功能,便于用戶進行進一步的外部分析。
3.8 智管對話
智管對話模塊是系統(tǒng)的人機交互平臺,支持自然語言輸入和智能問答功能。如圖7所示,用戶可以通過文本輸入查詢庫存、票據(jù)狀態(tài)、冷鏈設(shè)備運行情況等信息。例如,輸入“查詢冷藏區(qū)蘋果庫存”,系統(tǒng)會返回詳細數(shù)據(jù)。模塊還具備異常提醒功能,實時反饋臨期商品處理、冷鏈溫濕度異常等信息,并根據(jù)用戶需求提供操作指導(dǎo),如如何添加庫存、生成票據(jù)等。歷史對話記錄功能幫助用戶回顧重要交互內(nèi)容。
圖7生鮮存儲管理平臺智管對話
4結(jié)論
本研究針對生鮮存儲倉庫管理中的高損耗率、冷鏈環(huán)境監(jiān)控不足和數(shù)據(jù)管理效率低等痛點問題,設(shè)計并實現(xiàn)了一套基于人工智能的生鮮存儲管理系統(tǒng)。系統(tǒng)通過模塊化設(shè)計,集成了登錄管理、票據(jù)識別、臨期預(yù)警、冷鏈監(jiān)控、數(shù)據(jù)著板和智管對話等功能模塊,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的動態(tài)交互與高效管理,顯著提高了生鮮存儲的管理效率和運營質(zhì)量。通過結(jié)合Vue3、ECharts、SpringBoot、MyBatis和 MySQL等技術(shù),系統(tǒng)實現(xiàn)了前后端分離架構(gòu)、高性能數(shù)據(jù)處理和直觀的可視化數(shù)據(jù)分析,為用戶提供了智能化的操作體驗。
系統(tǒng)在應(yīng)用中展現(xiàn)了其在票據(jù)信息識別、冷鏈設(shè)備監(jiān)控和臨期商品預(yù)警等方面的顯著成效,同時降低了生鮮存儲損耗和運營成本。然而,在實際運行中仍需進一步優(yōu)化,例如提升冷鏈監(jiān)控的精準(zhǔn)度、擴展異常行為的檢測范圍以及增強系統(tǒng)的高并發(fā)性能,以滿足更復(fù)雜的業(yè)務(wù)場景需求。
未來,本系統(tǒng)將進一步結(jié)合大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù),提升對生鮮存儲數(shù)據(jù)的深度分析能力,同時探索將該系統(tǒng)應(yīng)用于更廣泛的冷鏈物流領(lǐng)域,為行業(yè)的智能化、數(shù)字化發(fā)展提供更強有力的技術(shù)支撐。
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作者簡介:李婧(1986.05一),女,漢族,江蘇南京人,講師,博士,研究方向:大數(shù)據(jù)與人工智能;權(quán)亦旎(2004.05一),女,漢族,陜西渭南人,研究方向:系統(tǒng)開發(fā);白玉宇(2004.05一),男,漢族,陜西延安人,研究方向:軟件開發(fā)。