許　敏

(福建商業(yè)高等?？茖W(xué)校 經(jīng)濟(jì)貿(mào)易系, 福建 福州　350012)

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基于物聯(lián)網(wǎng)水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)

許敏

(福建商業(yè)高等?？茖W(xué)校 經(jīng)濟(jì)貿(mào)易系, 福建 福州350012)

摘要：結(jié)合RFID、WSN、集成網(wǎng)絡(luò)和智能節(jié)點(diǎn)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建了水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸全程跟蹤及有效追溯。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)品； 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)； 冷鏈運(yùn)輸； 監(jiān)控

0引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展，人們的消費(fèi)水平逐漸提高，消費(fèi)安全意識也相應(yīng)增強(qiáng)，食品的安全和新鮮度引起了人們高度關(guān)注。在此情形下，作為確保食品質(zhì)量安全的一種途徑，冷鏈物流應(yīng)運(yùn)而生。我國冷鏈消費(fèi)品市場近年來發(fā)展迅速，年增長率在8%以上。水產(chǎn)品作為一種特殊的食品，消費(fèi)者對其新鮮度和安全度的要求更嚴(yán)格，水產(chǎn)品運(yùn)輸也區(qū)別于其它商品，需要全程不間斷冷鏈。福建省作為水產(chǎn)品生產(chǎn)和出口大省，面臨著安全高效實(shí)行水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸?shù)拇罂简?yàn)，與此同時，“物聯(lián)網(wǎng)”掀起了21世紀(jì)世界信息產(chǎn)業(yè)第三次浪潮，其技術(shù)可以應(yīng)用到多方面，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到福建省水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸中，建立一套完整的冷鏈運(yùn)輸監(jiān)控跟蹤系統(tǒng)，對于確保水產(chǎn)品品質(zhì)，提升福建省水產(chǎn)品信譽(yù)度，提高競爭力有著重要意義。

1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其應(yīng)用情況分析

1.1　物聯(lián)網(wǎng)概念

物聯(lián)網(wǎng)是指建立在物品編碼、RFID技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上，按照約定的協(xié)議，可以把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，不僅能實(shí)現(xiàn)信息交換、通信、處理，還可以對物體進(jìn)行智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息系統(tǒng)[1]。

1.2　物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)構(gòu)成及應(yīng)用

經(jīng)過近幾年的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛，已經(jīng)在農(nóng)業(yè)、海洋養(yǎng)殖業(yè)、工程控制與監(jiān)管、城市建設(shè)管理、公共設(shè)施管理、醫(yī)療設(shè)備維護(hù)等領(lǐng)域都得到了應(yīng)用和高度認(rèn)可。隨著科技不斷發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用范圍將會更廣泛。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以分為4層[2]：感知識別層、網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建層、管理服務(wù)層及綜合應(yīng)用層。其中，感知識別層是物聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)所在，包括了GPS、RFID、傳感器等關(guān)鍵技術(shù)。由于物聯(lián)網(wǎng)具有能對物品進(jìn)行智能化識別定位、跟蹤監(jiān)控和管理等特點(diǎn)，因此，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有望成為監(jiān)控和管理水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸過程的一種重要途徑。

2福建省水產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展現(xiàn)狀分析

2.1　水產(chǎn)品冷鏈物流概況

水產(chǎn)品冷鏈物流是指水產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工、貯藏、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)，以冷鏈技術(shù)為基礎(chǔ)，以信息網(wǎng)絡(luò)為手段，產(chǎn)生綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的低溫物流形式[3]。水產(chǎn)品冷鏈物流主要包括水產(chǎn)品冷藏(凍)加工、冷藏(凍)存儲、冷藏(凍)運(yùn)輸及配送、冷藏(凍)銷售4個部分。其中，冷藏(凍)運(yùn)輸是關(guān)鍵所在，它貫穿捕撈之外的所有環(huán)節(jié)。水產(chǎn)品冷鏈物流由水上和陸上兩部分組成，水上捕撈的貨物在盡可能短的時間內(nèi)進(jìn)行冷凍加工或冷藏，由冷藏船運(yùn)至港口，通過陸上冷藏車運(yùn)至加工廠和水產(chǎn)品市場，然后運(yùn)輸?shù)搅闶凵痰昊虺壥袌龅男⌒屠鋷旎蚶涔?，最終到達(dá)消費(fèi)者家庭的電冰箱,如圖1所示。

圖1　水產(chǎn)品冷鏈物流全過程

在此物流全過程中,水產(chǎn)品始終保持恒定低溫狀態(tài)，以確保質(zhì)量安全。

2.2　福建省水產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展情況

福建省地處我國東南沿海，擁有3 324 km的海岸線，具有發(fā)展水產(chǎn)業(yè)優(yōu)越的自然條件和豐富的資源潛力，歷來都是水產(chǎn)品養(yǎng)殖和出口的大省。改革開放以來，福建省漁業(yè)得到迅速發(fā)展，成為福建省六大產(chǎn)業(yè)之一，在福建省經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。從2006 年開始至 2011 年，福建水產(chǎn)品產(chǎn)量和水產(chǎn)養(yǎng)殖面積都有了大幅度增長,如圖2和圖3所示。

圖2　2006-2011年福建省水產(chǎn)品產(chǎn)量

圖3　2006-2011年福建省水產(chǎn)養(yǎng)殖面積

2013年，福建省水產(chǎn)品出口總量已經(jīng)達(dá)到72.5萬t，出口額51.09億美元，同比增長5.15%和6.88%，出口創(chuàng)匯額首次躍居全國第一[4]。根據(jù)中商情報網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2014年上半年，福建省水產(chǎn)品產(chǎn)量仍居全國前列，出口創(chuàng)匯繼續(xù)保持全國第一，出口水產(chǎn)品品種超過60種，有5家加工企業(yè)年出口額超過1億美元。福建省政府歷來重視發(fā)展?jié)O業(yè)，出臺了眾多相關(guān)政策及扶持漁業(yè)發(fā)展的措施，在《福建省海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展 “十二五”規(guī)劃》、 《福建省“十二五”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》及 《福建省冷鏈物流業(yè)發(fā)展對策實(shí)施方案》等一系列重要文件中，都特別強(qiáng)調(diào)要加快建設(shè)水產(chǎn)品冷鏈物流系統(tǒng)，大力促進(jìn)水產(chǎn)品流通。這一切都促使福建省水產(chǎn)品冷鏈物流得到迅猛發(fā)展，目前福建省已建成多種類型的水產(chǎn)品冷鏈物流中心，主要有位于福州馬尾的海峽水產(chǎn)品交易中心，漳州東山的海峽兩岸水產(chǎn)品加工集散基地，寧德霞浦的臺灣水產(chǎn)品集散中心以及廈門的閩臺中心漁港水產(chǎn)品交易中心等。其中大多數(shù)是單純進(jìn)行水產(chǎn)品交易的市場，規(guī)模較大功能齊全的水產(chǎn)品冷鏈物流中心當(dāng)數(shù)海峽兩岸水產(chǎn)品加工集散基地、臺灣水產(chǎn)品集散中心及海峽西岸水產(chǎn)品加工基地。隨著福建省水產(chǎn)品冷鏈物流業(yè)的蓬勃發(fā)展，其對全省現(xiàn)代物流體系和居民生活的影響日益加大。

2.3　福建省水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸過程存在的問題

冷鏈運(yùn)輸是冷鏈物流的重要環(huán)節(jié)，當(dāng)前我國冷凍冷藏食品的消費(fèi)以每年約10%的產(chǎn)量迅速增加，但目前對冷鏈環(huán)境全程覆蓋運(yùn)輸率僅有20%～30%，由此造成的貨物價值損失高達(dá)4億元以上[5]，盡管近年來福建省水產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展迅速，但在其運(yùn)輸過程中仍然存在著諸多不確定性因素，導(dǎo)致物流運(yùn)輸過程不規(guī)范，嚴(yán)重影響水產(chǎn)品品質(zhì)。

2.3.1冷鏈運(yùn)輸配套設(shè)施不足

由于水產(chǎn)品的特殊性，冷鏈運(yùn)輸是其運(yùn)作過程中的重要環(huán)節(jié)，福建省水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸主要是由第三方冷鏈物流企業(yè)依靠各種冷藏車輛來完成。福建省現(xiàn)有冷藏車僅3 200輛左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足水產(chǎn)品運(yùn)輸所需，此外，無論是水產(chǎn)品冷鏈物流中心還是從事第三方冷鏈運(yùn)輸企業(yè)，由于資金等各方面原因，從事水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸?shù)睦洳剀囕v很多都不是專業(yè)冷藏車，企業(yè)為了節(jié)約成本，采用改裝車，存在車況差、年限已久、制冷差等諸多問題，嚴(yán)重制約了水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸環(huán)節(jié)的運(yùn)作。

2.3.2冷鏈運(yùn)輸過程信息化程度低

當(dāng)前福建省內(nèi)水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸全程在自動化信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用方面尚不夠，在水產(chǎn)品運(yùn)輸及配送等環(huán)節(jié)大多數(shù)仍然以人工操作協(xié)調(diào)為主，不能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度，時常有“斷鏈”情況發(fā)生，導(dǎo)致水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸效率低下。信息化程度低也導(dǎo)致無法在冷鏈運(yùn)輸過程中進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控管理，做不到有效跟蹤和追溯。

2.3.3冷鏈運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)缺乏

目前，我國尚缺少貫穿整個冷藏鏈的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量保障體系薄弱。水產(chǎn)品冷鏈物流體系由于其商品的特殊性，更需要各種科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范運(yùn)作，如水產(chǎn)品運(yùn)輸冷藏溫度標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)輸操作標(biāo)準(zhǔn)、運(yùn)輸包裝材料和規(guī)格標(biāo)準(zhǔn)、水產(chǎn)品品質(zhì)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)等[6]。當(dāng)前由于標(biāo)準(zhǔn)缺失，部分第三方冷鏈物流供應(yīng)商甚至以采用常溫車運(yùn)輸?shù)确绞絹砉?jié)約企業(yè)運(yùn)營成本，從而導(dǎo)致水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸過程質(zhì)量下降，大大助長了行業(yè)惡性競爭，更讓消費(fèi)者對冷鏈運(yùn)輸?shù)乃a(chǎn)品質(zhì)量信任度降低。

2.3.4缺乏大型專業(yè)從事水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸?shù)钠髽I(yè)

目前，福建省內(nèi)有能力提供冷鏈物流運(yùn)輸?shù)牡谌轿锪髌髽I(yè)屈指可數(shù)，有代表性的大企業(yè)僅福州名成冷鏈、福州超大、福建浩嘉冷藏、廈門空港物流園、廈門浩添冷鏈科技有限公司等幾家，其余大部分是小微企業(yè)，存在分布零散、供求失衡等不足?，F(xiàn)有的第三方冷鏈物流運(yùn)輸企業(yè)基本上是民營企業(yè)，很多是由其它行業(yè)轉(zhuǎn)型過來從事冷鏈運(yùn)輸?shù)?，存在資金、人力資源、管理等各方面問題。

3基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸全程監(jiān)控就是充分運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)庫和 3G 通訊技術(shù)，使水產(chǎn)品從捕撈起來后的倉儲、運(yùn)輸、銷售等各環(huán)節(jié)均能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行監(jiān)控和信息查詢，完成水產(chǎn)品跟蹤和追溯。運(yùn)輸監(jiān)控的核心是在水產(chǎn)品供應(yīng)鏈體系中嵌入物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控(追溯)平臺并建立監(jiān)控、預(yù)警機(jī)制?；谖锫?lián)網(wǎng)的水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸全程監(jiān)控示意圖如圖4所示。

圖4　基于物聯(lián)網(wǎng)的水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸全程監(jiān)控示意圖

在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下，水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)主要包含運(yùn)輸全程信息收集傳輸、運(yùn)輸過程監(jiān)控與處理、信息反饋3部分。

3.1　冷鏈運(yùn)輸信息收集與傳輸監(jiān)控方案設(shè)計(jì)

水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸監(jiān)控方案主要應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)RFID和WSN技術(shù)，基于無線通信技術(shù)(GPRS)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，將水產(chǎn)品運(yùn)輸過程中的各種信息如溫濕度等發(fā)送到監(jiān)控平臺，工作人員通過監(jiān)控中心的電腦即可獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，來進(jìn)行水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸監(jiān)控管理。同時，利用GPS(全球定位系統(tǒng))對進(jìn)行冷鏈運(yùn)輸?shù)睦洳剀囕v進(jìn)行實(shí)時定位跟蹤，結(jié)合GIS(地理信息系統(tǒng))對車輛的信息進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對冷鏈運(yùn)輸全程跟蹤監(jiān)控。水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸信息收集與傳輸監(jiān)控方案如圖5所示。

圖5　水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸信息收集與傳輸監(jiān)控方案

3.2　冷鏈運(yùn)輸實(shí)時監(jiān)控過程具體實(shí)施分析

水產(chǎn)品從捕撈地出發(fā)經(jīng)由各種運(yùn)輸方式被送往冷庫進(jìn)行加工儲存，再被送往終端零售商，這兩個過程中所使用的冷藏運(yùn)輸工具應(yīng)該始終保持適合水產(chǎn)品存放的溫濕度，故實(shí)時檢測運(yùn)輸工具的溫濕度等參數(shù)對于保障水產(chǎn)品質(zhì)量安全，保證冷鏈運(yùn)輸不斷鏈至關(guān)重要。

通過RFID標(biāo)簽GPS和微型傳感器節(jié)點(diǎn)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)時檢測到冷藏車輛等運(yùn)輸工具內(nèi)部的溫濕度是否與所要求的保持一致，同時各節(jié)點(diǎn)通過單跳或多跳的方式，將讀取到的RFID信息及環(huán)境參數(shù)信息全部傳遞到網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)，網(wǎng)管節(jié)點(diǎn)對所接收到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過GPRS與管理監(jiān)控中心進(jìn)行聯(lián)系。在此過程中，如若出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象如溫度沒有達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)值，系統(tǒng)就會自動發(fā)出報警信號，向運(yùn)輸工作人員進(jìn)行提醒，監(jiān)控中心也會收到信號，監(jiān)控人員可以及時做出反應(yīng)。

3.3　冷鏈運(yùn)輸過程信息反饋具體實(shí)現(xiàn)

感知層和網(wǎng)絡(luò)層主要實(shí)現(xiàn)對運(yùn)輸過程信息的收集和傳輸，并進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，確保質(zhì)量安全。信息反饋層主要是負(fù)責(zé)提供數(shù)據(jù)給管理者和終端顧客進(jìn)行相關(guān)資料的查詢。管理者和終端用戶通過瀏覽器，可以實(shí)時查看運(yùn)輸過程中的實(shí)時信息，及時掌握水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸中的相關(guān)動態(tài)。管理監(jiān)控人員可以對冷藏車輛駕駛員發(fā)出操作指令，在運(yùn)輸過程某一時段內(nèi)，如果車箱的溫濕度不達(dá)標(biāo)，一段時間仍然未被相關(guān)管理者發(fā)現(xiàn)時，信息平臺的報警系統(tǒng)就會發(fā)出指令，以保證食物的安全性[7]。通過信息平臺的報警系統(tǒng)會自動提醒，駕駛員就可以及時糾正問題，有效地保證了水產(chǎn)品在途中的安全。

運(yùn)輸信息反饋方案如圖6所示。

4結(jié)語

冷鏈運(yùn)輸全程監(jiān)控與管理對于提升福建省水產(chǎn)品質(zhì)量、提高水產(chǎn)品品質(zhì)起到至關(guān)重要的作用，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與冷鏈運(yùn)輸充分結(jié)合，構(gòu)建一個基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)，充分利用RFID，GPS，WSN等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸全程監(jiān)控，積極推進(jìn)專業(yè)化、社會化的水產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸，必將有效提升福建省水產(chǎn)品冷鏈物流的競爭力。

圖6　運(yùn)輸信息反饋方案

參考文獻(xiàn)：

[1]馬婷,李芳.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的食品冷鏈物流跟蹤及追溯問題研究[J].上海理工大學(xué)學(xué)報,2013,35(6):557-562.

[2]劉云浩.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京：科學(xué)出版社,2012.

[3]趙剛.物流運(yùn)籌[M].成都：四川人民出版社，2002.

[4]吳洪.福建水產(chǎn)暢游四海[N/OL].福建日報,2014-03-04(06)[2014-6-15].

[5]胡紅偉.物流商搶占冷鏈?zhǔn)袌鲈庥鰧擂蝃J].中外物流，2007(6):30-31.

[6]王友麗.水產(chǎn)品冷鏈物流中心發(fā)展的福建模式與促進(jìn)策略[J].福建師范大學(xué)學(xué)報：哲學(xué)社科版,2013(2):99-10.

[7]于杰.張旭鳳.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的保鮮食品冷鏈物流運(yùn)作全程監(jiān)控研究[J].物流技術(shù),2014,33:328-331.

Transportation monitor system for aquatic products

cold-chain logistics based on internet of things

XU Min

(Economic and Trade Department, Fujian Commercial College, Fuzhou 350012, China)

Abstract：Based on internet of things technology such as RFID, WSN, integrated network and intelligent nodes, we construct a transportation monitor system for aquatic products cold-chain logistics to realize the whole-process transportation tracking.

Key words：aquatic products; internet of things technology; cold-chain transportation; monitoring.

作者簡介：許敏(1978-)，女，漢族，福建福州人，福建商業(yè)高等?？茖W(xué)校講師，碩士，主要從事冷鏈物流、物流采購方向研究,E-mail:18584055987@163.com.

基金項(xiàng)目：福建省教育廳2013年B類課題(JB13559S)

收稿日期：2014-07-23

中圖分類號：U 11

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1674-1374(2015)01-0085-06

DOI:10.15923/j.cnki.cn22-1382/t.2015.1.18