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一、系統(tǒng)背景
隨著快速消費品市場的擴大，冷運網絡急速擴大成為一個規(guī)模龐大的、設備專業(yè)性強、涉及行業(yè)廣泛、從業(yè)人員眾多的產業(yè)。而目前行業(yè)普遍存在勞動密集、從業(yè)人員數(shù)量規(guī)模大、基本素質不高等特點，配送、營銷等業(yè)務中車輛的在途管理存在“盲區(qū)”“黑箱”。廣告促銷給冷鏈物流企業(yè)帶來了巨額利潤，但作為一種快速消費品，易腐食品的質量才是其占領市場的根本。
冷鏈所適用的食品范圍主要有：
1.初級農產品：蔬菜、水果；肉、禽、蛋；水產品；花卉產品。
2.加工食品：速凍食品；禽、肉、水產等包裝熟食；冰淇淋和奶制品；快餐原料。
3.特殊商品：藥品等。
冷鏈物流泛指冷藏冷凍類物品在生產、貯藏運輸、銷售，到消費前的各個環(huán)節(jié)中始終處于規(guī)定的低溫環(huán)境下，以保證物品質量和性能的一項系統(tǒng)工程。它是隨著科學技術的進步、制冷技術的發(fā)展而建立起來的，是以冷凍工藝學為基礎、以制冷技術為手段的低溫物流過程。
現(xiàn)代冷鏈物流屬于控溫型物流，為了實現(xiàn)冷鏈物流的信息處理及時、配送流程優(yōu)化，以及存取選揀自動化、物流管理智能化，冷鏈物流需要信息化技術作為輔助手段。
擴大冷鏈物流項目建設力度可以提高企業(yè)的競爭能力，現(xiàn)階段我國還缺乏行之有效的冷鏈物流管理方法，原有監(jiān)測技術手段滯后是最大的技術瓶頸。我國冷鏈物流管理技術手段的主要癥結是：人工測量和紙面記錄；無統(tǒng)一數(shù)據(jù)系統(tǒng)支持；實時性差、監(jiān)管脫節(jié)；取證困難、無法確定責任；無法進行預警、損失率大等。
在這樣的背景下，我公司經長期研發(fā)成功的冷運專業(yè)車輛定位管理系統(tǒng)是一個集成GPS/溫度檢測技術、電子地圖和無線傳輸技術的開放式定位監(jiān)管平臺。可實現(xiàn)對冷藏車資源的有效跟蹤定位管理，并將定位信息和企業(yè)的業(yè)務資源進行整合。系統(tǒng)不僅為冷藏企業(yè)和外勤人員提供了一個高效，靈活的管理工具，同時還為冷藏企業(yè)創(chuàng)造了一種嶄新高效的管理和控制冷藏車輛資源的科學模式。本解決方案適用于冷藏車廂內溫度數(shù)據(jù)的采集傳輸、記錄和超限報警，是冷藏行業(yè)運輸車箱/貨物溫度監(jiān)控的理想工具。
通過先進的RFID技術、GPS技術、無線通訊技術及溫度傳感技術的有機結合，在需要恰當?shù)臏囟裙芾韥肀ＷC質量的生鮮食品和生產流程管理中，將溫度變化記錄在“帶溫度傳感器的RFID標簽”上或“實時”的通過“具有GPS及溫度傳感功能的終端結合無線通訊技術上傳”到企業(yè)的管理平臺，對產品的生鮮度、品質進行細致地、實時地管理。可以簡單輕松地解決食品流通過程中的質量監(jiān)控問題。
二、系統(tǒng)概述
基于農畜產品冷鏈物流管理背景和存在的問題，以國家及地方出臺的相關政策與法規(guī)為依據(jù)，結合目前世界和國內先進的信息化技術為手段，利用先進的RFID技術、聯(lián)通WCDMA技術、GPS定位技術、溫度傳感技術、網絡技術、數(shù)據(jù)庫技術等研發(fā)了農畜產品冷鏈物流管理信息系統(tǒng)。
圖1 農產品冷鏈物流管理系統(tǒng)拓撲圖
圖2 畜產品冷鏈物流管理系統(tǒng)拓撲圖
三、系統(tǒng)的組成與功能
四、冷鏈物流管理系統(tǒng)技術方案
1.農產品冷鏈物流管理系統(tǒng)
(1) 生產環(huán)節(jié)
農產品基地根據(jù)地塊土壤情況和地理位置進行地塊劃分，并按地塊劃分給管理人員。基地管理人員每日實時記錄農產品的詳細種植信息，如播種記錄、灌溉記錄、施肥記錄、病蟲害防治記錄等，還要在農產品即將成熟時上報預測的采收數(shù)量。考慮到農產品基地的地理位置因素，設計采用手持設備將種植信息上傳到數(shù)據(jù)庫服務器。不僅改變了以往的手寫記錄方式，方便管理人員記錄信息，提高工作效率，而且還可實現(xiàn)信息的實時采集，保證數(shù)據(jù)的準確性。
在設施化農業(yè)溫棚中安裝溫度、濕度、光照強度的傳感器、視頻攝像頭、網絡傳輸裝置，將大棚內的環(huán)境數(shù)據(jù)能夠實時上傳，實時監(jiān)看。
農業(yè)設施大棚環(huán)境監(jiān)測控制器
(2) 農殘檢測、加工環(huán)節(jié)
此環(huán)節(jié)首先對農產品進行嚴格的農藥殘留檢測，對不合格的農產品堅決不予加工包裝。由于二維條碼可以方便地添加信息，在農殘檢測和加工環(huán)節(jié)，可以首先讀得二維碼包含的信息，加工企業(yè)根據(jù)本身需要和相關主管部門的要求，必須添加農殘檢測結果、加工單位、加工日期信息，還可對包裝重量等相關信息數(shù)據(jù)添加記錄。經過加工企業(yè)的數(shù)據(jù)充實后，產地信息、農殘檢測及加工環(huán)節(jié)信息都已經存儲在該二維碼中，終端消費者在超市或批發(fā)市場通過查詢終端查詢該產品信息時，便可以對其相關信息一覽無余，對于事故后追溯也變得容易可行。
(3) 倉儲環(huán)節(jié)
在倉儲環(huán)節(jié)，倉儲環(huán)境控制區(qū)采用倉儲環(huán)境數(shù)據(jù)采集器，實時監(jiān)測倉庫的溫度、濕度、光照度以及氣味信息。隨時掌握倉庫的各種環(huán)境參數(shù)的變化，保證農產品不會發(fā)生變質，也可以實時通過視頻探頭監(jiān)視倉庫的情況。如果溫度等參數(shù)發(fā)生變化，超過預警線，數(shù)據(jù)能實時上傳并報警。
(4) 運輸環(huán)節(jié)
運輸過程中，在農產品運輸車輛上安裝車載集中控制器，該控制器可以實時測量車輛箱體內的溫度，可以通過視頻攝像頭監(jiān)視查看車輛的運行情況，通過GPS定位導航儀將車輛的運行路線和軌跡能實時上傳到平臺中，通過GPS系統(tǒng)的短信息功能，可以實現(xiàn)對運輸車輛的調度。
農產品車載控制器
(5) 零售環(huán)節(jié)
在零售環(huán)節(jié)，需要冷藏保存的農產品，在冷藏柜安裝無線溫度檢測設備，實時監(jiān)測溫度的變化，如果溫度超過預設警戒線，系統(tǒng)將發(fā)出報警信號。
冷柜溫度檢測控制器
2.畜產品冷鏈物流管理系統(tǒng)
(1) 養(yǎng)殖場信息管理環(huán)節(jié)
養(yǎng)殖環(huán)節(jié)指的是整個冷鏈過程中在養(yǎng)殖場環(huán)節(jié)使用的信息管理系統(tǒng)。其主要功能是記錄豬、牛、羊雞、鴨在養(yǎng)殖場中生長發(fā)育和防疫的過程信息，并將該信息提供給冷鏈系統(tǒng)的下一個環(huán)節(jié)。畜、禽產品生長批次信息、個體信息、防疫信息和銷售信息將成為養(yǎng)殖場子系統(tǒng)關注的重點。畜、禽產品個體將通過RFID電子耳標進行標識。而畜、禽產品個體、防疫信息的采集、更新等功能的實現(xiàn)將通過固定或移動式的讀寫機對電子耳標的識讀來完成。每個電子耳標將唯一標識一頭（只），從而給畜、禽產品的個體冷鏈管理帶來可能。
在養(yǎng)殖環(huán)節(jié)，系統(tǒng)通過RFID耳標記錄畜產品的個體信息(譜系、品種品系、出生日期、出欄日期)、用藥記錄、檢疫信息、銷售信息等，養(yǎng)殖信息的實時提交完成了養(yǎng)殖階段的數(shù)據(jù)采集與信息跟蹤、追溯，同時提供了飼養(yǎng)監(jiān)管、用藥防疫監(jiān)管所必需的數(shù)據(jù)信息。
超高頻RFID電子耳標的應用
(2) 屠宰檢疫信息記錄環(huán)節(jié)
根據(jù)地方《生豬屠宰管理辦法》和《牛羊屠宰辦法》的相關規(guī)定，實行定點屠宰、集中檢疫。動物出欄后，在指定屠宰廠進行屠宰，屠宰是畜產品生產的第二個環(huán)節(jié)，該子系統(tǒng)的重要功能是維護整個冷鏈系統(tǒng)信息鏈的完整，使屠宰廠生產出庫的肉品信息能夠與養(yǎng)殖場動物個體信息保持正確的關聯(lián)。保證個體信息與其肉信息的正確對應是本系統(tǒng)成功的關鍵。
活畜到達屠宰廠后，系統(tǒng)將通過識讀每個個體的電子耳標來確認活畜個體，檢測養(yǎng)殖環(huán)節(jié)檢疫等相關信息，對未達到標準的活畜不予屠宰。系統(tǒng)還會監(jiān)控整個屠宰過程中畜產品品質的安全性，對于檢驗檢疫不合格的肉品，系統(tǒng)會主動識別其對應的RFID電子標簽，并發(fā)出警告信息，使有問題的肉在進入流通環(huán)節(jié)之前就被及時發(fā)現(xiàn)，避免出現(xiàn)亡羊補牢的情況。
采用RFID技術實現(xiàn)在屠宰過程中的應用，關鍵技術是將滿足屠宰生產工藝要求的特殊電子標簽固定在屠宰生產線的掛鉤上，每一只待宰動物的信息與掛鉤上的電子標簽信息一一對應，并在生產線重要的工序位置和檢驗檢疫位置安裝RFID 電子標簽讀寫器、控制器等設備，這些設備全部通過網絡與后臺計算機連接起來。系統(tǒng)通過使用掛鉤電子標簽及其內部數(shù)據(jù)信息的讀取和加載，實現(xiàn)對待宰動物和屠宰后動物胴體的一一對應及在整個屠宰過程中的追蹤與冷鏈控制。
(3) 倉儲信息記錄環(huán)節(jié)
屠宰后的動物胴體需要經過低溫排酸過程，通過在動物胴體上掛貼RFID溫度傳感器電子標簽，可以精確記錄每個動物胴體在排酸過程中的溫度和排酸的低溫時長，確保能夠到達排酸的低溫時長。在排酸之后的短暫倉儲過程中也是通過相同的辦法監(jiān)測。
低溫排酸和倉儲溫度RFID實時監(jiān)測
(4) 冷鏈運輸環(huán)節(jié)
在裝車過程中對胴體肉標簽逐一掃描，記錄運輸車輛（車號、運輸單位等）、通過北斗導航GPS系統(tǒng)記錄行車線路并通過TD-SCMDA 3G網絡實時將數(shù)據(jù)上傳，運輸過程中控制器將實時監(jiān)測運輸車內的溫度、濕度等信息，當溫度、濕度超過警戒線時，系統(tǒng)能通過3G網絡發(fā)出報警信號，運輸車輛根據(jù)報警信息檢查運輸車輛的運行狀況。
實行全程RFID電子鉛封處置，在肉品裝入冷藏車后，實行鉛封。拆除封簽的信息能通過3G網絡實時傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，并對拆封時的視頻信息做視頻錄像保存。下一環(huán)節(jié)接收肉品時，檢查鉛封，讀取信息，核實運輸配送信息是否準確。
畜、禽產品冷鏈運輸車載終端
(5) 分割、加工環(huán)節(jié)
協(xié)議銷售方購入畜、禽產品，并對其進行分割、包裝、出售。對于每一份分割品，銷售人員都要將電子耳環(huán)上的相對應的二維碼賦予其包裝上標識作用的的追溯碼。此追溯碼會同分割包裝一起交到消費者手上。
(6) 成品倉儲環(huán)節(jié)
分割、加工之后的短暫倉儲過程中也是通過相同的辦法監(jiān)測。在倉儲方面，在倉庫進口、出口安裝固定讀寫器，對食品的進、出庫自動記錄。很多食品對存儲條件有較高的要求，利用RFID標簽中記錄的信息迅速判斷食品是否適合在某倉庫存儲，可以存儲多久。倉庫中的集成傳感器的讀寫器按照一定時間間隔讀取標簽信息和記錄環(huán)境信息，在出庫時，利用RFID系統(tǒng)甚至可以改變傳統(tǒng)“先入先出(First In First Out，F(xiàn)IFO)”的評估方法，根據(jù)流通中環(huán)境信息進行綜合判斷，安排更有可能變質的食品先發(fā)貨，使庫存管理更科學合理。另外，利用RFID還可以實現(xiàn)倉庫的快速盤點。
成品倉儲溫度RFID實時監(jiān)測
(7) 配送運輸環(huán)節(jié)
在成品配送的流通環(huán)節(jié)中，溫度、濕度、光照度、震動程度等因素對品質影響很大，記錄、分析這些數(shù)據(jù)就顯得十分重要。在配送運輸環(huán)節(jié)，企業(yè)首先讀取電子標簽的信息，根據(jù)其信息內容決定運輸方式、運輸設備、運輸條件、運輸要求、倉儲方式、倉儲條件及倉儲時間等。在運輸方面，在必要的環(huán)節(jié)安裝集成了溫度、濕度、震動程度等多種傳感器的讀寫器設備，實時記錄產品在流通環(huán)節(jié)的環(huán)境條件的變化信息。
(8) 零售環(huán)節(jié)
在零售環(huán)節(jié)，需要冷藏保存的畜禽產品，在冷藏柜安裝無線溫度檢測設備，實時監(jiān)測溫度的變化，如果溫度超過預設警戒線，系統(tǒng)將發(fā)出報警信號。
冷柜溫度檢測控制器
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