王義勇

(浙江經(jīng)濟(jì)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 杭州 310018)

0 引言

冷鏈物流是指對(duì)溫度濕度敏感的水果、蔬菜、肉類、禽蛋和水產(chǎn)品等，這些產(chǎn)品要求從生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)以及銷售等各個(gè)環(huán)節(jié)始終處于規(guī)定的低溫環(huán)境下，以保證食品安全，減少損耗的一項(xiàng)系統(tǒng)工程[1]。本文針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品在物流環(huán)節(jié)中的質(zhì)量和安全監(jiān)控需求，采用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)[2]，設(shè)計(jì)了基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、GPRS/Wifi網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)測(cè)平臺(tái)，對(duì)需要存儲(chǔ)在冷鏈環(huán)境中的農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)運(yùn)以及銷售等全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并提供異常信息報(bào)警和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等功能。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)測(cè)平臺(tái)總體結(jié)構(gòu)分為數(shù)據(jù)采集與傳輸模塊、系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理模塊、監(jiān)控終端模塊三部分，如圖1所示。數(shù)據(jù)采集和傳輸模塊負(fù)責(zé)采集冷鏈環(huán)境數(shù)據(jù)并發(fā)送給監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器，主要由溫濕度傳感器和協(xié)調(diào)器組成；系統(tǒng)業(yè)務(wù)處理模塊由監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器組成，負(fù)責(zé)對(duì)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、篩選和分析處理，將有實(shí)際價(jià)值的數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)；監(jiān)控終端模塊負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)查看分析、異常報(bào)警處理等。

圖1 農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)測(cè)平臺(tái)結(jié)構(gòu)

2 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

該平臺(tái)利用無(wú)線傳感器對(duì)冷鏈物流環(huán)境中的溫濕度進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，通過(guò)GPRS/Wifi網(wǎng)絡(luò)將采集到的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳到服務(wù)器，由監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并為終端用戶提供異常報(bào)警和查詢服務(wù)，硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

無(wú)線傳感器對(duì)冷鏈物流環(huán)境的溫濕度情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)串口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)[3]。在冷鏈運(yùn)輸車輛中，傳感器將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由GPRS模塊傳到移動(dòng)基站，GPRS網(wǎng)絡(luò)把采集數(shù)據(jù)傳到Internet，完成采集數(shù)據(jù)的傳輸任務(wù)；在冷鏈倉(cāng)庫(kù)環(huán)境中，將傳感器采集的數(shù)據(jù)由串口模塊轉(zhuǎn)化Wifi與網(wǎng)絡(luò)連接，通過(guò)無(wú)線路由傳輸?shù)絀nternet，實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的傳輸。

3 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

整個(gè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)按功能結(jié)構(gòu)可劃分?jǐn)?shù)據(jù)采集層，業(yè)務(wù)處理層和應(yīng)用服務(wù)層，其中業(yè)務(wù)處理層與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接，如圖3所示。系統(tǒng)各層通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)通信，各分層獨(dú)立設(shè)計(jì)，邏輯清楚，既實(shí)現(xiàn)代碼的靈活組合（易維護(hù)），又支持跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)保證系統(tǒng)安全[4]。

圖3 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)

⑴ 數(shù)據(jù)采集層負(fù)責(zé)對(duì)傳感設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取。運(yùn)行在服務(wù)器端的數(shù)據(jù)采集程序首先讀取平臺(tái)中的配置文件，根據(jù)配置文件中的設(shè)備參數(shù)確定進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的串口，并對(duì)相應(yīng)串口發(fā)送數(shù)據(jù)索取命令進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

⑵ 業(yè)務(wù)處理層對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)處理包括：①對(duì)從數(shù)據(jù)采集層傳來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，經(jīng)提取篩選后存入數(shù)據(jù)庫(kù)；②將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比對(duì)，如果發(fā)生溫度異常，處理程序?qū)⑿麻_(kāi)啟線程向用戶進(jìn)行預(yù)警。

⑶ 應(yīng)用服務(wù)層主要面向用戶提供環(huán)境監(jiān)測(cè)查詢和管理功能，包括數(shù)據(jù)管理、預(yù)警管理、設(shè)備管理以及用戶管理等。用戶通過(guò)數(shù)據(jù)應(yīng)用層提供的功能可以對(duì)冷鏈物流環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)其需要的功能進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文將無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、GPRS/Wifi網(wǎng)絡(luò)結(jié)合應(yīng)用到農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸中，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品在冷鏈環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證了農(nóng)產(chǎn)品在運(yùn)輸過(guò)程中的質(zhì)量安全。該平臺(tái)不僅能對(duì)冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境進(jìn)行溫濕度監(jiān)測(cè)，而且能夠在移動(dòng)的冷鏈車環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集[5]。

該平臺(tái)對(duì)終端用戶提供查詢和監(jiān)測(cè)功能，用戶能夠隨時(shí)隨地獲取相關(guān)環(huán)境數(shù)據(jù)，出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)采取措施以降低損失。冷鏈物流監(jiān)測(cè)的目的是對(duì)冷鏈環(huán)境參數(shù)進(jìn)行控制，下一步計(jì)劃針對(duì)冷庫(kù)和冷藏車的環(huán)境參數(shù)設(shè)計(jì)控制節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)智能化的冷鏈物流全過(guò)程實(shí)時(shí)監(jiān)控。

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