基于物聯網的食品冷藏運輸監管信息系統研究

仝新順，吳艷葉

（鄭州輕工業學院 經濟與管理學院，河南 鄭州 450002）

眾所周知，食品是人類維持生存和發展的物質基礎，食品安全更關系到人們的生命安全與社會穩定。如果一個國家的食品安全問題得不到控制與解決，那么它還怎么發展與進步？然而，近些年來，“毒豆芽”、“毒生姜”、“毒血旺”、“染色饅頭”等食品安全問題頻頻發生，民眾對食品安全監管系統的呼聲越來越高，因此建立一個能夠有效控制食品安全的新型系統就顯得尤為重要。本文針對物聯網及食品冷藏運輸現狀的分析，提出了一個基于物聯網的食品冷藏運輸監管信息系統的設計模型，期望通過此模型的建立，對以后的食品配送過程品質控制起到一定的作用。

1 物聯網概述

物聯網是1999年被首次提出的，當時麻省理工學院的自動識別技術中心Ashton教授提出“Internet of Things”的概念，即要在計算機互聯網的基礎上，將所有物品通過射頻自動識別技術（RFID）、無線通信技術等連接起來。物聯網的實質就是把所有的物品通過射頻識別、紅外感應器、全球定位系統等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和可視化管理的網絡。物聯網具有全面感知、可靠傳遞及智能處理的特點。

隨著信息及傳感技術的快速發展，物聯網也不斷地涌入我們的生活中，廣泛應用于智能交通、環境保護、公共安全、平安家居、工業檢測等很多領域。由于歐美等發達國家信息技術發展水平較好，相對來說，物聯網在食品物流配送中的應用和發展在國外的一些發達國家的應用也就比較廣泛。美國早在2003年就制定了食品安全跟蹤條例，條例要求食品運輸中所有涉及到的企業都要建立并保存相關的食品運輸全程記錄；日本也制定了相應的法規，并在很多超市配備建設了產品可追溯終端，供消費者查詢有關產品信息；加拿大為了保證牛肉及相關產品的安全，在農場就對所有動物進行身份識別，給動物注入身份標簽。

物聯網在我國的發展起步較晚，但是經過長期的奮斗研究，我國在物聯網產業也有了很大的成就。為了推進物聯網技術的進步與發展，我國政府也出臺了很多政策，比如2010年的《農產品冷鏈物流發展規劃》和《全國物流標準專項規劃》等。由于食品是關乎全人類的安全，而且隨著物聯網技術的快速發展和應用領域的不斷延伸，如何保障食品質量并能監控食品運輸的全程成為人們關注的焦點。

2 食品冷藏運輸現狀分析

2.1 食品冷藏運輸概念

食品冷藏運輸是指水果、蔬菜、肉、禽、奶制品等在產品加工、運輸、銷售等各個環節在低溫環境下進行的一種食品運輸形式。食品冷藏運輸所針對的食品基本都是水果、蔬菜、肉、禽、蛋等生鮮易腐食品，這類食品具有保質期短、對溫濕度變化比較敏感等的特點，所以食品冷藏運輸除了具備普通運輸的特點外，還具備它自有的一些特征：

（1）溫度范圍始終一定。以保證食品的鮮活性及食品質量，一般水果和蔬菜是在2～8度，肉類和水產品一般是在-18度以下，在冷藏運輸中這種低溫環境會始終保持一定，如果超出這個范圍，就會造成食品腐爛變質，進而引起經濟損失。

（2）投入成本高。高成本是食品冷藏運輸的第二大明顯特征，由于食品冷藏運輸要求溫度范圍始終一定，所以運輸方就要擁有相應的設施設備，而且要學會使用新型的物聯網技術。這些設施設備及技術的掌握都需要很高的成本投入，因此如何降低投入成本一直是食品冷藏運輸方最為關注的問題。

（3）運輸半徑小。由于冷藏運輸的食品保質期較短，所以運輸配送周期就要足夠短，這就從一定程度上縮短了冷藏運輸的半徑。為了滿足不同地區對冷藏食品的需求，而且要保證在一定的成本要求下，保證食品的鮮活性及質量，運輸方只有選擇半徑較小的冷藏運輸范圍。

2.2 食品冷藏運輸存在的問題

進入21世紀以來，冷鏈物流快速發展，成為現代物流業增長最快的領域，也使得很多企業想要分得這個領域的一杯羹，但是在快速發展的同時，食品冷藏運輸依然存在一些問題。

（1）食品冷藏運輸設備技術相對比較落后。近年來，我國冷藏運輸設備雖然已經有了很大的發展與提升，比如鐵路冷藏車全國已有5 000多輛，公路冷藏保溫汽車有8 000多輛，但是相比較外國而言，我國的冷藏運輸設備還是比較少的。我國對于冷藏運輸技術研究起步較晚，大多數冷藏運輸設備品種單調，另外我國對冷藏運輸設備標準化方面的法規建設還不健全，冷藏運輸設備使用率低，而且冷藏運輸成本較高，利潤較低，所以冷藏運輸設備技術研究發展是比較緩慢的。

（2）食品冷藏運輸過程不能充分實現全面管理。由于食品冷藏運輸外部環境比較復雜，不確定因素很多，一直都是食品從產出到銷售整個過程中最薄弱的一環，而這個環節恰恰是最致命的一環。食品冷藏運輸，如果不能實現充分全面的質量管理，一旦出現問題就很難找到根源所在。目前，我國食品冷藏運輸市場還未形成一套比較完整獨立的體系，在食品冷藏運輸中管理者只是從自己的崗位角度出發，不能縱觀全局，不能兼顧所有部門的管理，這樣就造成管理機制不健全、協調能力不強，在食品冷藏運輸中出現問題時，不能快速響應并有效解決，進而影響了整個食品冷藏運輸的質量，造成食品腐爛損耗及一定的經濟損失。

（3）食品冷藏運輸過程信息化程度不高，不能完全實現信息共享。隨著信息技術及經濟的快速發展，食品冷藏運輸的信息化建設有了很大水平的提高，但是也僅限于很多企業擁有了自己的管理信息系統。總體來說，食品冷藏運輸還沒有建立起完善的網絡體系，多數企業使用的信息系統基本都是獨立的，整個過程涉及到的企業及相關物品并沒有完全入網，所以就很難實現絕對的信息化管理。另外，一些企業為了節省成本，提升利潤，在食品冷藏運輸途中會關閉冷藏設備，接近于目的地時再將溫度調整到所要求的溫度，消費者無法用肉眼看到真正的食品質量，這樣的信息不對稱現象就會給運輸方提供信息優勢，從而欺詐消費者。

3 基于物聯網的食品冷藏運輸監管信息系統的建立

物聯網技術的應用，可以將分散在不同地區的供應商、運輸車輛、產品等信息通過互聯網連接起來，形成一個信息能夠及時傳遞和共享的網絡系統，為各方用戶提供產品狀態及相關信息的查詢與監控，可以減少食品冷藏運輸過程中的盲目性和不確定性，實現各類信息的透明化，有助于提高食品配送質量，降低運輸成本及食品腐損率。

基于物聯網而建立的食品冷藏運輸監管信息系統，要求能夠識別和追蹤食品生產及冷藏配送過程中的每一個中間環節，以達到出現食品安全問題的時候使得政府部門快速反應的功能，該系統主要是將互聯網與涉及到的所有物品，通過物聯網技術連接到一起，實現食品冷藏配送的安全化、生產運輸過程透明化、政府處理食品問題靈敏化。

3.1 系統總體架構

企業在生產食品的包裝環節，給產品貼上能夠唯一標識產品的標簽，企業工作人員將含有產品基本信息、生產過程信息等的標簽輸入到系統中，保證每一個出廠的產品都要入網。在冷藏運輸過程中，運輸車輛裝有定位設備、溫度設備、信息傳感設備、自動報警設備等，工作人員通過系統對運輸車輛實行實時的監控，溫度出現波動都能及時了解。消費者購買到貼有標簽的產品，可以通過系統進行查詢與追溯。一旦出現食品安全問題，政府部門可以通過系統進行查詢與追溯，迅速處理與解決。系統總體結構圖如圖1所示。

3.2 系統子模塊

基于物聯網的該系統主要包括四個子模塊：用戶登錄模塊、信息采集模塊、車輛監控模塊、綜合管理模塊（如圖2所示）。

（1）用戶登錄模塊。該模塊主要實現的功能是使得各用戶可以登錄系統并使用，包含企業、政府部門、消費者三大用戶。不同用戶對應的客戶端界面及所擁有的權限不同。

（2）信息采集模塊。該模塊主要實現的功能是對產品信息的采集，包含的信息有運輸產品的生產廠、體積、重量、品種、運輸所需要的環境等。

圖1 食品冷藏運輸監管信息系統總體結構圖

圖2 食品冷藏運輸監管信息系統模塊圖

（3）車輛監控模塊。該模塊主要是對冷藏運輸車輛的監控，主要包含運輸車輛信息、運輸線路、車內的溫濕度的查詢與追蹤。

（4）綜合管理模塊。該模塊主要是對于系統中各類信息的匯總及運算。對于整個過程中所涉及的信息進行存儲及分類，以備調用和查詢。

3.3 系統功能

食品冷藏運輸監管系統關系到食品配送過程中的質量安全問題。該系統的核心內容就是通過該系統的建設，食品在配送過程中可以通過系統實時監控貨物在整個配送過程中的溫度變化情況，一旦物品在運輸的途中，溫度超過預設范圍，相關人員可以及時得到信息。這樣就確保了食品在整個運輸環節中的溫度保持在一定范圍中，從而保證食品質量不易變質和盡可能保持食品的營養成份。該系統的主要功能有：

（1）高效的數據采集及分析功能，提供準確有效的數據。數據采集是該系統的最基本的功能，數據采集貫穿于從食品企業生產一直到最終消費者手中的整個過程。產品生產過程中的數據采集包含原材料的來源、加工處理方式、生產企業名稱等信息，這些信息都通過電子標簽貼于產品包裝上；配送過程中的數據采集包含食品配送車輛路線與位置、運輸車輛的實時溫濕度等信息，這些信息都通過車載設備終端來實現。食品安全關系到各個環節，該系統要落實到全過程，所以建立的系統應將數據采集貫穿到整個流程，只有這樣做才能真實有效。

（2）完備的數據中心，實現完全的信息共享。系統要具有相應的數據庫來配合支持整個系統的運行。數據庫對于系統來說非常重要，所有采集過來的信息，經過刪除、分類，最后存儲到各自的數據庫中，比如采集的產品相關信息最終都存儲到產品數據庫、車輛信息都存儲到車輛數據庫、系統用戶的信息都存儲到用戶數據庫等，這些數據都存儲到數據庫中，政府部門、企業或者消費者進行食品查詢追溯的時候，這些數據又被調用出來，以實現食品安全信息的共享。

（3）完善的數據查詢機制，提升食品質量控制水平。食品配送過程中的流動記錄都會被保存在數據中心，各方參與主體可以對入網的食品進行實時的查詢，該系統可以提供高效準確的數據，比如車輛行駛過程中的路線、溫度等情況，如果發現食品質量問題，政府部門也可以及時的查詢系統，了解并查詢問題出現在什么時間點，并追蹤責任到相關人員。系統的建立，可以實現食品配送過程中的實時監控，完善的數據查詢機制，可以實現對歷史監控數據的查詢、追溯和分析。

4 結束語

本文從物聯網及食品冷藏配送現狀的分析，提出了一個基于物聯網的食品冷藏運輸監管信息系統，還存在一定的不足，期望對以后食品冷藏運輸的研究起到一定的作用。伴隨著經濟和市場的快速發展，相信食品冷藏運輸業將會發展的越來越好；隨著技術的進步以及物聯網技術的普及，將來基于物聯網技術的食品運輸也會發展的更好，以最大程度地保證食品的質量，真真正正實現從農田到餐桌全程透明化，使得人們吃的更放心。

[1]劉澤鑫.我國食品冷藏鏈技術的發展現狀及展望[J].運城學院學報，2012(5):37-40.

[2]謝晶，邱偉強.我國食品冷藏鏈的現狀及展望[J].中國食品學報，2013(3):1-7.

[3]王志良.物聯網：現在與未來[M].北京：機械工業出版社，2010.

[4]王凌峰.物聯網時代——物流信息化智慧變革[J].空運商務，2010(18):30-32.