基于RFID技术的第三方冷链物流信息平台构建

宋作玲，邱晓雨，徐 杰

（山东科技大学 交通学院，山东 青岛 266590）

基于RFID技术的第三方冷链物流信息平台构建

宋作玲，邱晓雨，徐 杰

（山东科技大学 交通学院，山东 青岛 266590）

选用带有温度传感器的RFID标签作为信息采集载体，构建了基于大数据的第三方冷链物流信息平台。首先对平台的定位和关键技术进行了介绍，并在提出平台总体框架的基础上，对其冷链温度监控与预警系统以及相关硬件设计、冷链食品追踪溯源系统设计等进行重点分析，对于相关企业的发展和政府监管活动都具有一定的实践意义。

RFID；冷链物流；信息平台；第三方物流

1 引言

随着消费观念的升级，人们对生鲜农产品质量和安全愈加重视，政府也加大了对冷链物流的扶持和监管力度。2015年7月，GB/T 31086-2014《物流企业冷链服务要求和能力评估指标》发布，为冷链物流服务和监管提供了理论和技术支持；2015年10月1日，《食品安全法》实施，以法律方式推动食品冷链全过程安全监控。冷链物流是保障食品流通安全的关键，也是制约生鲜电商发展的瓶颈。

我国冷链物流市场潜力巨大，整个市场超过1 500亿元。2015年，果蔬、肉类、水产品的冷链流通率分别达到22%、34%、41%，冷藏运输率分别为35%、57%、69%，完成《农产品冷链物流发展规划》目标且略有超出[1]。然而冷链流通率和易腐率与发达国家还存在差距，冷链物流发展仍存在许多问题，包括：（1）冷藏车、冷藏自提柜、冷库、冷链配送中心等基础设施不完善；

（2）冷链成本居高不下，生鲜电商盈利难；（3）缺少行业规范或标准；（4）冷链易在衔接环节或“最后一公里”断链；（5）缺乏冷链物流专业人才和经验[2]。

2 第三方冷链物流信息平台设计

2.1 第三方冷链物流信息平台定位

第三方冷链物流信息平台对冷链中的种植、加工生产、运输、仓储、配送、零售等整个过程的全部环节进行信息采集、传输、存储、处理、管理和发布等，实现供应链上农户、生产商、分销商、零售商等信息共享。具有信息服务、资源整合、在线交易、物流信息管理和辅助决策等五个方面的功能。

区别于政府主导投资的公益性信息平台，第三方冷链物流信息平台是盈利性信息平台，存在市场化竞争。

2.2 冷链物流信息平台关键技术

（1）射频识别技术。射频识别技术（RFID,Radio Frequency Identification）具有读写操作便捷、快速，存储容量大、可重复读写、适应恶劣环境、识别高速运动物体、同时识别多个标签等优点[3]。RFID技术可以对冷链运输车辆和冷库进行温湿度信息记录。

需要温度控制的农产品在预冷环节或入冷库包装环节，在每一个货箱上或包装单元上贴上带有温度传感器的RFID标签，记录并监测冷藏库内的温度，同时，在冷藏车厢或冷冻集装箱内设置多点温度传感器，将仓储、运输过程的温度信息与位置信息打包实时地存储到RFID芯片，并通过GPRS系统传送到冷链监控中心。出现温度异常或运输线路异常时，可以自动报警，监控中心可以督促司机采取应急措施。

（2）信息平台开发技术。信息平台采用J2EE框架，并结合MVC（Model-View-Controller）设计模式以及Struts开发框架、Eclipse开发平台等主流技术。J2EE技术使用的是容器—组件结构，分为客户层、Web层、商业逻辑层和企业信息系统层四层。Oracle数据库系统以分布式关系数据库为核心，为了与原有Oracle OTM运输管理系统集成，平台保持统一数据库开发环境。

2.3 第三方冷链物流信息平台总体框架

信息平台需要具备对自营和整合外部冷藏车的运输或配送进行实时监控、温度和线路异常预警、车辆智能调度、供应链金融、农产品可追溯、移动终端APP等功能。完善后的智能信息平台框图如图1所示。

图1 智能信息平台框图

通过对冷链物流温湿度、位置、订单、客户消费记录、运输车辆及驾驶员记录等进行大数据分析，为企业监控冷链质量安全提供保障，为调度和配送优化提供决策依据，为客户在线跟踪货物、移动查询签收等提供良好的客户体验，进而可以降低冷链运营风险，评估供应链金融信用，创新生鲜电商盈利模式等。

3 冷链温度监控与预警系统设计

3.1 冷链温度监控与预警功能设计

（1）数据采集功能。在运输车上安装车载终端，车载终端由ARM嵌入式控制器、RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）模块、GPRS无线通信模块等组成。

（2）数据处理与温度报警功能。当采集温度超过预设阈值时，发出警报，现场人员自主或得到监控中心指示后进行温度调整，如果设备故障，则启动应急冷链救援。

（3）数据通讯与存储功能。运输车上的车载终端通

过无线传输方式发送温度数据信息至监控中心，实现远程端与监控中心的数据同步，监控中心将各类数据信息存储在系统数据库中，留作历史数据备份，为以后查询、统计和责任处理提供支持。监控系统结构如图2所示。

图2 监控及预警系统结构

3.2 冷链温度监控及预警系统硬件设计

冷藏车、冷库温度监控与预警系统包括带有温度传感器的有源RFID标签系统、嵌入式主控系统、GPRS无线数据传输模块、蜂鸣器等硬件。

（1）数据采集—RFID温度标签与阅读器系统。选取高特公司型号为127033的2.45GHz有源RFID温度传感器标签和型号为217001的2.45GHz可增益有源RFID阅读器。温度传感器包括一个用能隙材料制成的测温元件，并在同一芯片上，与14位的A/D转换器以及串行接口电路实现无缝连接。

（2）处理器—嵌入式主控系统。主流处理器有单片机、ARM处理器和DSP处理器等几种，其运算能力和价格逐次提高。该设计需要丰富的外部接口和控制端口，因此选择性价比较高的ARM处理器。

（3）数据传输—GPRS无线数据传输模块。通过ARM控制器控制GPRS模块，将监控终端与GPRS模块通过无线网络连接，监控终端向GPRS模块发送AT指令来选择数据的收发功能[4]。

系统采用Java串口包javacomm20来实现串口通信。利用移动GPRS通信网关，把SIM卡接收到的数据以短信的形式发送到数据中心。

为了实现温度监控和预警数据采集、调试、模拟，本文使用LabVIEW提供的图形控件可视化建模仿真。

4 冷链食品追踪溯源系统设计

4.1 冷链食品追踪溯源系统需求分析

第三方冷链物流食品溯源的载体即自动采集设备，可以是RFID标签（为节约成本单品可以是一维/二维条码），包含追溯所需各类信息，系统功能包括：

（1）消费者可以对食品产地、加工、检验、物流等环节进行查询，从而更相信食品品质。

（2）农产品供应链各个经营单位对采购、库存、销售、财务等情况进行实时数据统计和控制管理。

（3）农产品、肉制品、水产品等产生质量问题时，可迅速准确撤出相关批次食品。

（4）通过与政府或行业质量监管部门相衔接，使得质量监管更准确、规范、可操作。

4.2 冷链农产品溯源系统框架

冷链农产品溯源系统框架如图3所示。

图3 农产品（果蔬类）溯源系统框架

溯源系统包括从产地种植、采摘，到运输、生产加工、仓储、配送、销售等各作业环节记录操作/责任人、时间、节点、温湿度、检验、操作等追踪溯源的必要信息。关键信息或检索代码写入RFID，详细信息通过与各个管理子系统数据库关联查询，整合到追溯系统中心数据库，当在流通末端，消费者或政府查询时，可以查看完整信息。

4.3 追踪标识的设计

参考农产品编码规则《NYT1431-2007农产品追溯编码导则》长码编码构成：1位类别+6位行政区划+2位公司+2位产品+6位日期+3位批次号[5]，并结合冷链物流实际情况设计了编码，见表1。

Establishment of Third Party Cold Chain Logistics Information Platform Based on RFID

Song Zuoling,Qiu Xiaoyu,Xu Jie
(School of Communication,Shandong University of Science&Technology,Qingdao 266590,China)

In this paper,with RFID label with temperature sensor as the carrier for information collection,we built the third party cold chain logistics information platform based on big data.Then we introduced the positioning and key technologies of the platform and after proposing the general framework of the platform,analyzed its temperature monitoring and pre-warning system as well as the design of its hardware system and thee cold chain food tracking and tracing system,etc.

RFID;cold chain logistics;information platform;third party logistics

TP391.45;F253.9

A

1005-152X(2016)10-0012-03

10.3969/j.issn.1005-152X.2016.10.004

2016-05-03

2015年中国物流学会（面上课题）研究课题（2015CSLKT3-194）；2015年度山东省国民经济和社会信息化发展软科学研究课题（2015EI014）；2015年地方高校国家级大学生创新创业训练计划项目（201510424023）

宋作玲（1983-），女，山东沂源人，山东科技大学讲师，研究方向：物流信息技术、物流系统优化设计等。