劉丹陽　楊志遠(yuǎn)　劉琳　趙濛　李闖　潘瀾瀾

摘要：通過分析水產(chǎn)品供應(yīng)鏈的特點(diǎn)，提出水產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)控及可追溯的方法，設(shè)計(jì)了可單獨(dú)式鮮活水產(chǎn)品運(yùn)輸箱，實(shí)現(xiàn)保證存活率、溫度監(jiān)測(cè)、源頭追溯等目的，從而保證水產(chǎn)品供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)的有效銜接。通過配送式魚箱結(jié)構(gòu)及監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開發(fā)，達(dá)到水產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)控及可追溯系統(tǒng)的實(shí)施。

關(guān)鍵詞：水產(chǎn)品冷鏈物流；配送魚箱；冷鏈監(jiān)控；可追溯

中圖分類號(hào)：TS254.4；TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）09-2377-03

發(fā)達(dá)國家已建立了比較完善的各類低溫食品冷鏈系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)生鮮食品生產(chǎn)、儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、銷售的全過程控制。近年來中國學(xué)者在RFID及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于水產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)控方面也進(jìn)行了相關(guān)研究。汪庭滿等采用無線射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)。結(jié)合軟件編程技術(shù)開發(fā)冷鏈物流監(jiān)控系統(tǒng)，并將貨架期模型嵌入到系統(tǒng)中，對(duì)運(yùn)輸后水產(chǎn)品的貨架期進(jìn)行預(yù)測(cè)：楊勝平等通過對(duì)冰鮮帶魚冷鏈物流運(yùn)輸過程的模擬試驗(yàn)，對(duì)冷鏈物流各環(huán)節(jié)溫度等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過數(shù)據(jù)分析出冰鮮帶魚在運(yùn)輸過程中冰的融化情況。

中國農(nóng)產(chǎn)品電商的興起促進(jìn)了冷鏈物流業(yè)的發(fā)展，消費(fèi)者對(duì)農(nóng)產(chǎn)品“門到門”服務(wù)的需求給物流承運(yùn)商帶來了更大的挑戰(zhàn)，信息技術(shù)的發(fā)展為水產(chǎn)品運(yùn)輸階段的實(shí)時(shí)監(jiān)控提供了可能，科研人員也進(jìn)行了相關(guān)的研究。現(xiàn)階段的研究主要集中在實(shí)現(xiàn)配送車內(nèi)溫度的監(jiān)控以及實(shí)時(shí)傳輸，但很少結(jié)合箱內(nèi)水產(chǎn)品環(huán)境的自動(dòng)調(diào)節(jié)，及實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸車內(nèi)某個(gè)物流單元水產(chǎn)品新鮮度的監(jiān)控進(jìn)行研究。另外，農(nóng)產(chǎn)品物流標(biāo)準(zhǔn)化的滯后也不利于水產(chǎn)品流通環(huán)節(jié)的有效銜接。諸多原因往往制約對(duì)配送最后一公里水產(chǎn)品新鮮度的保證，消費(fèi)者擔(dān)憂水產(chǎn)品的安全性。因此在實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品全程供應(yīng)鏈的冷鏈物流監(jiān)控并自動(dòng)調(diào)節(jié)的同時(shí)，應(yīng)當(dāng)滿足消費(fèi)者對(duì)水產(chǎn)品相關(guān)信息的知情權(quán)，實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)品供應(yīng)鏈信息的可追溯，提升水產(chǎn)品的質(zhì)量安全。

1 水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)作及監(jiān)控點(diǎn)的分析

水產(chǎn)品冷鏈物流指水產(chǎn)品在采購、加工、貯藏、運(yùn)送、銷售直至到消費(fèi)者手中的全程供應(yīng)鏈?zhǔn)冀K處于規(guī)定的、生理需要的低溫環(huán)境下。以保證水產(chǎn)品在空間轉(zhuǎn)移過程中的質(zhì)量。由養(yǎng)殖廠（捕撈船）、水產(chǎn)品加工廠、物流企業(yè)、批發(fā)商、零售商形成了水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)作的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，中國當(dāng)前冷鏈物流運(yùn)作的模式主要存在以下幾方面的問題：①水產(chǎn)品供應(yīng)鏈模式多樣化，流通環(huán)節(jié)過多，不利于各個(gè)物流節(jié)點(diǎn)的有效銜接，物流標(biāo)準(zhǔn)化顯得尤為關(guān)鍵。②在水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)作過程中，有的物流節(jié)點(diǎn)由于基礎(chǔ)設(shè)施條件差，冷鏈物流設(shè)備受到制約，冷藏運(yùn)輸車輛不足，活魚運(yùn)輸車數(shù)量甚小，運(yùn)輸設(shè)備無法保證水產(chǎn)品的低溫運(yùn)輸條件，尤其在交易過程中無法保證其低溫及適宜的環(huán)境，水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)作過程中出現(xiàn)冷鏈斷裂情況，導(dǎo)致腐蝕率上升，貨架期縮短，甚至死亡。③水產(chǎn)品供應(yīng)鏈各個(gè)節(jié)點(diǎn)有的信息化程度較低，相關(guān)質(zhì)量安全信息得不到完整的監(jiān)控，消費(fèi)者對(duì)水產(chǎn)品相關(guān)信息沒有知情權(quán)，水產(chǎn)品所處的冷鏈物流環(huán)境決定水產(chǎn)品的質(zhì)量，對(duì)于冷藏水產(chǎn)品主要是環(huán)境的溫度影響其貨架期，對(duì)于鮮活水產(chǎn)品。適宜的水溫、良好的水質(zhì)和足夠的溶氧影響其存活率。

2 可單獨(dú)配送式鮮活水產(chǎn)品運(yùn)輸箱設(shè)計(jì)

對(duì)于鮮活水產(chǎn)品的運(yùn)輸，主要問題是保證其鮮度或成活率，盡量延長可運(yùn)送時(shí)間和降低運(yùn)送成本。通過對(duì)水產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)作及監(jiān)控點(diǎn)的分析，本研究提出一種結(jié)構(gòu)簡單、布局合理，能夠?qū)崿F(xiàn)保證存活率、溫度監(jiān)測(cè)、源頭追溯等多種功能的可單獨(dú)配送式鮮活水產(chǎn)品運(yùn)輸箱（以下簡稱“魚箱”）。魚箱材質(zhì)主要采用食品級(jí)工程聚乙烯，體積尺寸參考物流基礎(chǔ)模數(shù)（400mm×600mm），可采用400mm×600mm×450mm尺寸，形成可循環(huán)使用的水產(chǎn)品配送標(biāo)準(zhǔn)箱。魚箱結(jié)構(gòu)包括一個(gè)作為基礎(chǔ)的外箱體，內(nèi)有可抽出裝有溫度傳感器等監(jiān)控裝置的活體水產(chǎn)品上層箱、可裝入冰凍水產(chǎn)品的下層箱、裝有水循環(huán)系統(tǒng)的側(cè)腔室，水循環(huán)系統(tǒng)的進(jìn)水管和出水管均連接在上層箱體內(nèi)，側(cè)腔室中設(shè)置帶有保溫外層的冰塊容納腔，在外箱體的外側(cè)通過內(nèi)嵌方式設(shè)置固定的RFID標(biāo)簽。外箱體上與側(cè)門相對(duì)的一側(cè)外對(duì)稱設(shè)置了背帶掛鉤。魚箱具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

魚箱工作過程如下：當(dāng)需要利用本裝置進(jìn)行鮮活水產(chǎn)品運(yùn)輸時(shí)。開啟側(cè)門和上蓋，將下層箱體抽出，向其內(nèi)裝入冰凍的水產(chǎn)品，根據(jù)運(yùn)送的時(shí)間向下層箱體中填入適量碎冰塊：上層箱體中則盛滿養(yǎng)殖用水，其內(nèi)放置適量鮮活水產(chǎn)品，在運(yùn)送過程中開啟水循環(huán)系統(tǒng)，以延長鮮活水產(chǎn)品運(yùn)送過程中的存活時(shí)間：設(shè)置在上層箱體中的溫度傳感器能夠隨時(shí)檢測(cè)水體溫度，如水體溫度過高，則從冰塊容納腔中取出冰塊放入側(cè)腔室中，隨著水體的往復(fù)循環(huán)讓上層箱體中的水體降溫、加氧及過濾。同樣可延長水產(chǎn)品的存活時(shí)間：而設(shè)置在外箱體外側(cè)的RFID標(biāo)簽則能夠讓客戶了解該水產(chǎn)品的源頭信息和相關(guān)信息，讓水產(chǎn)品的質(zhì)量安全具有可追溯性。運(yùn)輸工作完成后，開啟上層箱體和側(cè)腔室上的排水孔，將裝置中的水全部排出，以等待下一次運(yùn)輸工作。根據(jù)實(shí)際需要。魚箱可以單獨(dú)使用。也可以集中運(yùn)輸。

3 水產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)控及可追溯系統(tǒng)開發(fā)

3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及中央監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)

冷鏈物流監(jiān)控及可追溯系統(tǒng)可開發(fā)具有視頻、溫度、濕度等實(shí)時(shí)監(jiān)控的功能。魚箱內(nèi)的溫濕度傳感器檢測(cè)溫度和濕度，傳給單片機(jī)經(jīng)過數(shù)模處理轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，利用C/S軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)將檢測(cè)到的數(shù)字信號(hào)傳送給Server服務(wù)端，再通過Socket以TCP通信方式發(fā)送給GPRS網(wǎng)絡(luò)，最終傳送給智能手機(jī)和PC機(jī)客戶端進(jìn)行監(jiān)控，PC機(jī)將數(shù)據(jù)記錄入數(shù)據(jù)庫供以后查詢，系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。冷鏈物流的中央監(jiān)控系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)軟件建立中央控制系統(tǒng)，對(duì)每批水產(chǎn)品運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行智能標(biāo)記，確保產(chǎn)品在運(yùn)輸過程中的實(shí)時(shí)監(jiān)控和控制，中央監(jiān)控系統(tǒng)采用C#面向?qū)ο笳Z言編寫，具有安全、運(yùn)行穩(wěn)定和界面優(yōu)美等特點(diǎn)，通過串口通信連接服務(wù)端從而實(shí)現(xiàn)與下位機(jī)通信，其界面如圖3所示。

3.2 魚箱的監(jiān)控及下位機(jī)的設(shè)計(jì)

信息可追溯及監(jiān)控魚箱的基礎(chǔ)箱體內(nèi)側(cè)室內(nèi)裝有Server網(wǎng)絡(luò)發(fā)射端和魚箱控制板，包括溫濕度傳感器、攝像頭以及供養(yǎng)泵的壓力開關(guān)。下位機(jī)主要通過檢測(cè)傳感器的數(shù)據(jù)并進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其通過DHT11傳感器檢測(cè)溫度和濕度，并傳遞給單片機(jī)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，進(jìn)而傳遞給服務(wù)端，通過網(wǎng)絡(luò)傳遞給客戶端。系統(tǒng)終端下位機(jī)硬件部分以LY-5189c52為核心設(shè)計(jì)，利用DHT11傳感器采集冷鏈物流的環(huán)境特征數(shù)據(jù)（溫度、濕度）并處理，實(shí)時(shí)圖像監(jiān)控采用bitmap傳送，通過TTL端口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送到嵌入式系統(tǒng)，并利用GPRS數(shù)據(jù)分組功能接入互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器。

4 小結(jié)

通過分析水產(chǎn)品供應(yīng)鏈的特點(diǎn)，提出適合中國水產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)控及可追溯的方法，設(shè)計(jì)了能夠?qū)崿F(xiàn)保證存活率、溫度監(jiān)測(cè)、源頭追溯等目標(biāo)的多功能可單獨(dú)配送式鮮活水產(chǎn)品運(yùn)輸箱，有效銜接水產(chǎn)品供應(yīng)鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)，該設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水產(chǎn)品冷鏈物流的監(jiān)控及可追溯，為水產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)控及可追溯實(shí)施的進(jìn)一步研究提供了借鑒。