基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流體系構(gòu)建

中圖分類號：F252.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI： 10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.15.028

Abstract：Withthecontiuousimprovementof people'slivingstandards，people'sdemandforfreshagriculturalproductscontiues toincrease.However，thefrequentoutbreakoffoodqualityandsafetyproblemsinrecentyearshascausedconsumersconcerns. Howtoimprovethedistributionefciencyofagriculturalcoldchainlogisticsandnsurethefreshness，qualityandsafetyofagricultural productshasbecomeafocusofcurrentlogistsresearchInthispaper，theInteetofThingstechnologyisappliedto thecoldchainlogisticsofagriculturalproducts，andthecoldchainlogisticssystemofagriculturalproductsisbuilt.Itmainlyincludesagriculturalproductscoldchainlogisticssupervisionsystem，agricultural productscoldchainlogisticstraceabiltsystemagriculturalproductscoldchainlogisticsdistributionsystem.Finalltereal-timesupervisionofthholeprocessofagricultural productscoldchainlogisticsisrealized，theinformationcommunicationofvariouslinksofagriculturalproductscoldchainlogistics is strengthened， and the rapid and eficient distribution of agricultural products is ensured.

Keywords： Internet of Things;agricultural products;cold chain logistics system

0引言

近年來，隨著國民生活水平的持續(xù)提高，公眾對生鮮農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量——特別是其新鮮度和營養(yǎng)價(jià)值的要求也隨之提升。我國冷鏈物流配送的主要對象是生鮮農(nóng)產(chǎn)品，即水果、蔬菜、肉、蛋等。然而相比于發(fā)達(dá)國家，我國農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的流通率、損耗率普遍較低。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，我國的果蔬、肉類、水產(chǎn)品的冷鏈流通率分別為 22% 人 34% 1 41% ，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家的 95% （ ～100% 。同樣，我國這些產(chǎn)品的損耗率（分別為 10% 、 19% 、 7% 、 9% ）也高于發(fā)達(dá)國家普遍的 5% 水平，這表明提升我國農(nóng)產(chǎn)品冷鏈運(yùn)輸能力的任務(wù)依然艱巨。

當(dāng)前，我國冷鏈物流行業(yè)在滿足跨季節(jié)、跨區(qū)域調(diào)節(jié)農(nóng)產(chǎn)品供需，減少產(chǎn)后損失，以及避免食品流通浪費(fèi)等方面遇到了一系列難題2。這些問題的存在不僅影響了農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，還增加了食品安全風(fēng)險(xiǎn)，并制約了冷鏈物流行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。鑒于農(nóng)產(chǎn)品的季節(jié)性特點(diǎn)和易腐變質(zhì)的性質(zhì)，其配送供應(yīng)過程中必須實(shí)施全程冷鏈管理。在農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)地到消費(fèi)者的配送過程中，斷鏈現(xiàn)象普遍導(dǎo)致 25%～30% 的損耗率，這不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，還可能觸發(fā)食品安全事故。因此，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)到配送過程中的溫度實(shí)時(shí)控制，是解決冷鏈物流制約因素的關(guān)鍵。作為五大戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)之一的物聯(lián)網(wǎng)，其應(yīng)用有望有效應(yīng)對上述冷鏈物流面臨的挑戰(zhàn)。本文基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念，探索物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中的應(yīng)用，以提高冷鏈物流的整體效率和可靠性。

1農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的含義

1.1冷鏈物流概述。冷鏈物流，作為物流領(lǐng)域的一種特殊類型，主要涉及對冷藏冷凍類食品（包括初級農(nóng)產(chǎn)品、加工食品、快餐原料等）的運(yùn)輸。因此，與常溫物流相比，冷鏈物流對環(huán)境溫度和濕度的要求更加嚴(yán)格。冷鏈物流確保冷藏冷凍類貨物在規(guī)定的溫度下，從生產(chǎn)地到銷售地的整個(gè)運(yùn)輸過程中質(zhì)量和數(shù)量均得到安全保障，涵蓋的物流活動包括裝卸搬運(yùn)、流通加工和配送等。冷鏈物流通常包括四個(gè)主要環(huán)節(jié)：冷凍加工、冷凍貯藏、冷凍運(yùn)輸及配送以及冷凍銷售。鑒于冷鏈物流運(yùn)輸對象易腐易變質(zhì)的特性，整個(gè)冷鏈過程對環(huán)境溫度和濕度有著特殊要求，這顯著增加了配送的難度。

1.2農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流概述。為滿足消費(fèi)者對農(nóng)產(chǎn)品的需求并保證其價(jià)值，冷鏈物流要求農(nóng)產(chǎn)品在從生產(chǎn)地至銷售地的過程中，包括加工、貯藏、運(yùn)輸、分銷等環(huán)節(jié)均需在規(guī)定的低溫條件下進(jìn)行，以保鮮和增值容易腐爛和變質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品。本文討論的農(nóng)產(chǎn)品主要包括蔬菜、水果、肉類、蛋類、家禽、水產(chǎn)和花卉等易腐的新鮮產(chǎn)品。農(nóng)產(chǎn)品的配送過程中需使用專業(yè)設(shè)施和設(shè)備，如冷藏車、恒溫車、特殊包裝材料和運(yùn)輸冰袋等，并嚴(yán)格執(zhí)行溫度檢測與監(jiān)控以確保貨物在適宜溫度下運(yùn)輸。

2基于物聯(lián)網(wǎng)的我國農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的發(fā)展

2.1物聯(lián)網(wǎng)的概述。物聯(lián)網(wǎng)，作為互聯(lián)網(wǎng)的一種延伸和擴(kuò)展，依據(jù)既定協(xié)議將各種物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，以實(shí)現(xiàn)信息的交換和通信。通過多種信息傳感設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)將物理空間與信息空間整合，促進(jìn)了事物的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，從而高效地實(shí)現(xiàn)了人與人、人與物以及物與物之間的信息交互。簡單來說，就是通過各種傳感器、網(wǎng)絡(luò)和智能設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品采摘、加工、運(yùn)輸和銷售等全過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以對農(nóng)產(chǎn)品的溫度、濕度、光照等環(huán)境因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制，確保農(nóng)產(chǎn)品始終處于最佳的儲存環(huán)境中。同時(shí)，通過GPS定位系統(tǒng)和大數(shù)據(jù)分析，還可以對運(yùn)輸車輛進(jìn)行最優(yōu)路徑規(guī)劃和調(diào)度，減少運(yùn)輸時(shí)間和成本。除此之外，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的追溯和監(jiān)管。從農(nóng)田到餐桌的每一個(gè)環(huán)節(jié)，都可以通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行記錄和追溯，一旦發(fā)現(xiàn)問題，可以迅速定位和解決。這不僅保證了消費(fèi)者的食品安全，也有助于提升企業(yè)的管理和品牌形象。

2.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1射頻識別技術(shù)（RFID）。射頻識別技術(shù)（RFID）是一種利用無線電信號自動識別特定目標(biāo)并交換數(shù)據(jù)的無線通信技術(shù)。通過非接觸方式傳遞信息，并能從電子標(biāo)簽讀取數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)物品的自動識別。首先，在農(nóng)產(chǎn)品表面貼附電子標(biāo)簽。當(dāng)這些標(biāo)有電子標(biāo)簽的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)人磁場范圍內(nèi)時(shí)，讀寫器會發(fā)射射頻信號，通過感應(yīng)電流電子標(biāo)簽獲得能量。標(biāo)有電子標(biāo)簽的農(nóng)產(chǎn)品發(fā)出存儲在內(nèi)部芯片的信息。讀寫器在接收到農(nóng)產(chǎn)品的信息后，會以非接觸方式進(jìn)行信息的解碼和讀取。然后，這些讀取到的信息被傳輸至中央信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，從而完成對農(nóng)產(chǎn)品的準(zhǔn)確識別。

2.2.2傳感器技術(shù)。農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中主要運(yùn)用了溫濕度傳感器和門禁傳感器。溫濕度傳感器通過將空氣中的溫度和濕度轉(zhuǎn)化為可測量的電信號來滿足用戶對農(nóng)產(chǎn)品新鮮度的需求。門禁傳感器通過防止在冷庫、冷藏車和低溫加工車間的門長時(shí)間開啟未關(guān)閉，確保農(nóng)產(chǎn)品在運(yùn)輸和配送過程中維持恒定溫度。

2.2.3視頻監(jiān)控技術(shù)。視頻監(jiān)控技術(shù)通過攝像機(jī)錄制和拍攝現(xiàn)場情況，再將視頻數(shù)據(jù)傳輸至視頻終端，實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場的記錄和監(jiān)控。在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中，主要采用視頻實(shí)時(shí)監(jiān)控和錄像回放兩種形式的視頻監(jiān)控技術(shù)。實(shí)時(shí)監(jiān)控和視頻錄像回放需保持高清晰度，以便在農(nóng)產(chǎn)品出現(xiàn)問題時(shí)能進(jìn)行準(zhǔn)確的回查。農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的視頻監(jiān)控技術(shù)包括本地和遠(yuǎn)程監(jiān)控。視頻監(jiān)控技術(shù)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品全程的可視化追溯，使消費(fèi)者能夠驗(yàn)證農(nóng)產(chǎn)品是否在規(guī)定的溫濕度條件下流通，以及加工處理是否遵循了規(guī)定的操作流程。通過視頻監(jiān)控，消費(fèi)者能夠全面了解農(nóng)產(chǎn)品的配送過程，增加信心購買。同時(shí)，這也促使農(nóng)產(chǎn)品企業(yè)嚴(yán)格遵守加工和運(yùn)輸?shù)囊?guī)定。

2.2.4移動通訊技術(shù)。在農(nóng)產(chǎn)品物聯(lián)網(wǎng)中，主要采用的移動通信技術(shù)包括全球定位系統(tǒng)（GPS）和地理信息系統(tǒng)（GIS）。GPS（全球定位系統(tǒng)）是一個(gè)通過無線電信號提供導(dǎo)航定位服務(wù)的系統(tǒng)。在農(nóng)產(chǎn)品物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，GPS用于運(yùn)輸車輛的實(shí)時(shí)定位和導(dǎo)航。GIS （地理信息系統(tǒng)）是一個(gè)處理和分析地球上各種事物和事件的空間信息系統(tǒng)。提供動態(tài)的、豐富多彩的電子地圖，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可視化展示。

2.3物聯(lián)網(wǎng)背景下我國農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展現(xiàn)狀。我國農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流雖然快速發(fā)展，但是現(xiàn)狀并不容樂觀。供應(yīng)設(shè)施和設(shè)備空缺率很高，農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流的實(shí)現(xiàn)率卻相對較低。與發(fā)達(dá)國家的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流相比，仍然存在很大差距。

目前，我國大部分農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸都采用被子和塑料罩等方法，技術(shù)和設(shè)備落后，運(yùn)輸質(zhì)量低下。農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流運(yùn)輸設(shè)施建設(shè)不足，冷藏車輛擁有量不足。很多企業(yè)直接將過時(shí)淘汰的海運(yùn)集裝箱改為運(yùn)輸車輛，導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸質(zhì)量低下，保鮮程度不高。農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流所需的倉儲設(shè)備陳舊落后，現(xiàn)代化冷庫容量不足，直接影響物流企業(yè)的服務(wù)水平和運(yùn)營效率。雖然現(xiàn)在冷庫建設(shè)數(shù)量較多，但分布不均衡，利用率低。主要集中在沿海地帶和一線發(fā)達(dá)城市。這表明在中西部地區(qū)，尤其是對于承擔(dān)了全國大部分生鮮農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)交易的地區(qū)，冷鏈基礎(chǔ)設(shè)施相對短缺。此外，在冷鏈物流儲藏和運(yùn)輸過程中，我國農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流企業(yè)所采用的制冷工藝和技術(shù)方法水平都較為滯后。

3基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流體系的構(gòu)建

針對我國農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展存在的問題，提出了基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流體系，它主要是指將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流全過程中，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從采摘、加工、存儲、運(yùn)輸、銷售等環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以提前預(yù)警、分清責(zé)任、追查漏洞，保證農(nóng)產(chǎn)品流通的品質(zhì)安全。本文基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流體系主要包括農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)管系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流追溯系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送系統(tǒng)。

3.1農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)管系統(tǒng)。農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流要經(jīng)過低溫加工、冷藏儲存、冷藏運(yùn)輸、冷藏銷售四個(gè)過程。每個(gè)過程都要對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行檢測與管理，防止發(fā)生斷鏈，影響生鮮農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和安全。將帶有溫濕度傳感器的EPC電子標(biāo)簽附著在農(nóng)產(chǎn)品包裝上，農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)入加工場所后，標(biāo)簽上的無線傳感器會收集、傳輸農(nóng)產(chǎn)品的溫度、濕度。一旦農(nóng)產(chǎn)品的溫度、濕度超出設(shè)定范圍，就會發(fā)出報(bào)警，工作人員就會檢查制冷設(shè)備，直到農(nóng)產(chǎn)品溫度、濕度到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)為止。農(nóng)產(chǎn)品在存儲環(huán)節(jié)，利用 EPC電子標(biāo)簽上的無線傳感器實(shí)時(shí)檢測農(nóng)產(chǎn)品的存儲環(huán)境，使農(nóng)產(chǎn)品始終保持在既定的溫度下，完成低溫儲存。農(nóng)產(chǎn)品冷藏運(yùn)輸貫穿農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流整個(gè)過程，也是農(nóng)產(chǎn)品發(fā)生變質(zhì)的一個(gè)主要環(huán)節(jié)。農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)人車廂后，車廂中的監(jiān)測系統(tǒng)核對送貨單，核對無誤后，啟動制冷系統(tǒng)，使車廂溫度始終保持既定的溫度。在農(nóng)產(chǎn)品銷售環(huán)節(jié)，銷售人員通過EPC電子標(biāo)簽采集農(nóng)產(chǎn)品到店時(shí)間、存放位置，并實(shí)時(shí)獲取農(nóng)產(chǎn)品溫度、濕度，利用貨架上的加濕、制冷設(shè)備對農(nóng)產(chǎn)品的溫度、濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3.2農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流追溯系統(tǒng)。農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流追溯系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、二維碼等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)手段，使消費(fèi)者能深人了解農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)信息，解決農(nóng)產(chǎn)品供需信息不對稱、不透明問題。涵蓋生產(chǎn)環(huán)境、包裝環(huán)境和運(yùn)輸銷售環(huán)節(jié)，貫穿整個(gè)食品供應(yīng)鏈，通過信息化的手段將食品生產(chǎn)做到全鏈條可追溯圖。農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流追溯系統(tǒng)在生產(chǎn)階段為農(nóng)產(chǎn)品基于每一個(gè)獨(dú)立銷售單位設(shè)定專有身份標(biāo)識，并以此標(biāo)識作為農(nóng)產(chǎn)品的全生命周期身份證明，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從生長到銷售全過程信息的真實(shí)記錄。提供基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的追溯查詢平臺，用戶可以通過安卓/IOS手機(jī)、電腦、平板等信息終端，進(jìn)行溯源查詢。根據(jù)客戶需求，定義追溯深度，可以定義到生產(chǎn)的開始環(huán)節(jié)到加工、儲運(yùn)、銷售的各環(huán)節(jié)，即實(shí)現(xiàn)從地頭到餐桌的追溯，具體如圖1所示。

3.3農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送系統(tǒng)。通常農(nóng)產(chǎn)品具有生命周期短、容易腐爛變質(zhì)的特點(diǎn)，采摘的農(nóng)產(chǎn)品一般要求在30分鐘內(nèi)進(jìn)行預(yù)冷，以抑制細(xì)胞的呼吸作用。不同于普通物流，農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送對溫度要求很高。在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送系統(tǒng)中應(yīng)用最多的是濕度傳感器，利用溫濕度傳感器隨時(shí)對車廂內(nèi)的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行溫度、濕度的動態(tài)監(jiān)控，削減農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸過程中出現(xiàn)的斷鏈現(xiàn)象；另外利用全球定位系統(tǒng)技術(shù)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS），對農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車輛進(jìn)行跟蹤定位，及時(shí)了解車輛的運(yùn)行狀況、路況信息等，自動優(yōu)化配送路線，節(jié)約運(yùn)輸時(shí)間，提供運(yùn)輸效率。整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)具體應(yīng)用如圖2所示。

圖1基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流追溯系統(tǒng)

圖2基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送系統(tǒng)

接收配送單RFID、GPS、GIS等方案實(shí)施調(diào)整 配送方案下一次配送 自動分揀、裝車車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控冷藏車運(yùn)輸農(nóng)產(chǎn)品實(shí)時(shí)監(jiān)控卸貨

4結(jié)論

農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流作為當(dāng)下社會研究的一個(gè)熱點(diǎn)，其目的是保證農(nóng)產(chǎn)品從田間到消費(fèi)者手中品質(zhì)良好，但流通中，經(jīng)常會出現(xiàn)各環(huán)節(jié)銜接斷裂，造成農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流成本較高、品質(zhì)難保證，影響農(nóng)產(chǎn)品的食用安全。本文以農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流為研究對象，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流中，建立農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流監(jiān)管系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流追溯系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流配送系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品全程冷鏈監(jiān)控，跟蹤，使農(nóng)產(chǎn)品保質(zhì)保量、準(zhǔn)時(shí)送到消費(fèi)者手中。

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