浅谈物联网技术在棉花物流中的应用

■王 咏 刘从九

〔1安徽财经大学中国合作社研究院，安徽蚌埠 233041〕

〔2安徽财经大学棉花工程研究所，安徽蚌埠 233041〕

一、物联网的基础知识

物联网（EPC）可以理解为一个巨大的网络系统，这个巨大的网络系统是将各种信息传感器设备与互联网进行结合而形成的，例如射频识别装置（RFID）、激光扫描器、全球定位系统等设备均属于信息传感器。该系统能够自动地、实时地对物体进行识别、定位、追踪与监控，让所有需要被监控的物品都与网络联系在一起。继计算机、互联网与移动通信网之后，物联网被认作是世界信息产业的第三次浪潮。物联网大体上由感知层、网络层以及应用层三层组成，具体分为以下六个方面：物联网编码标准、射频识别标签（Tag）、阅读器（Reader）、神经网络系统（Savant）、对象名解析服务（ONS）和实体标记语言（PML），通过这六个方面对所有纳入物联网系统的物品进行信息收集、传输和处理发布。

图1 物联网的基本构造示意图

感知层主要用于采集、获取和识别物体的信息，是物联网实现物与物以及人与物间通讯的必要部分，射频识别装置属于感知层的关键技术；网络层是作为物联网信息的基础承载性网络，既支持异构的广泛存在也支持移动性。这里的异构一般是指针对各自客户目标而设计的多种多样的通信网络，支持异构广泛存在并且支持移动性的网络层才能实现各种设备透明无缝的接入。网络层主要功能是传送信息，分为接入层和核心层，接入层通过有线和无线通信方式将信息传输到神经网络系统，具有为物联网终端提供网络接入以及移动性管理等功能。核心层则在很大程度上以已有的具有IP统一、高性能并且可扩展性的电信网和互联网为基础，来支持异构的接入和终端的移动性；应用层则是对数据进行存储、挖掘和智能分析，按照不同用户的需求产生决策结果。

物联网编码数据由射频识别装置负责收集，射频识别装置将收集到的数据传递给神经网络系统。每当阅读器扫描到一个物联网标签，从标签中收集到的数据信息即会传递到整个网络神经系统。这是因为神经网络系统一般是分布式构成的，并能够对数据流进行层次化的组织和管理。同时在生产企业、加工企业以及销售企业等各个物流结点、运输设备和搬运装卸设备上安装了神经网络系统终端软件。射频识别装置识别到的信息由每一层次上的网络神经系统负责收集、储存和处理，并且与其它层次的网络神经系统进行交流。实体标记语言是物联网网络中的通用语言，对象名解析服务是联系前台神经网络系统和后台实体标记语言的网络枢纽，能够将神经网络系统引入到储存相关产品信息的企业数据库中。

二、物联网技术在棉花物流中的应用

棉花物流由诸多环节组成，包含了棉花加工、包装、储存、运输、装卸搬运、配送以及信息管理等，是棉花实体由收购、加工、储存、运输到销售全过程的运动和经济活动。棉花物流中运用物联网技术将提升棉花物流各个环节的运作水平。棉花物联网的整个过程是以神经网络系统作支撑，通过在轧花厂、仓库内部、运输车辆、物流关卡以及搬运器械等装备设备上安装射频识别装置阅读器，实现棉垛、棉花加工、棉花出入库、盘点以及物流交接环节中射频识别装置信息采集的自动化。通过射频识别技术与物流设施设备的结合，实现棉花物流管理的透明化、自动化、信息化。

1.在籽棉收购加工环节的应用。

棉花加工厂从棉农或棉花经纪人手中收购的籽棉入厂后，在棉垛中插入无线温度、湿度电子标签，同时在厂房内安装湿度、温度等传感器，工厂管理人员可通过安装在厂房内或附近的射频识别装置阅读器，对棉垛和厂房内温湿度实现实时监控。加工厂收购的籽棉在堆放存储过程中易受潮霉变，大量籽棉长期堆放，棉垛内部产生的热量若不能及时释放还易自燃甚至引发火灾。将物联网技术运用于籽棉收购加工环节，可以帮助棉花加工厂有效提高籽棉加工的管理水平，根据实时监控所得的温湿度信息，优先加工急需处理的籽棉，既减少了生产的盲目性，也节省了因翻垛、晾晒或搬运所需支付的成本费用。物联网技术的应用不仅保证了棉花的质量，而且降低或避免了棉花在收购加工环节的损毁率，从源头上为棉花物流下游相关环节的有效运作提供有力的保障。

2.在棉花仓储环节的应用。

棉花正式入库前，将包含对应物联网代码的射频识别标签载入该批棉花中，收集棉花的登记信息和检验结果。在入库和存储过程中发生装卸搬运、转库、出库等情况时，神经网络系统都将会管理着棉花的实际变化情况。棉花入库后，在棉花中插入无线温度、湿度电子标签，并且在棉花仓库内安装温度、湿度和气体浓度等传感器，通过安装在仓库内或附近的射频识别装置阅读器，对仓库内的温度、湿度和气体浓度等实现实时监控，可以有效提高棉花仓储的管理水平。此外还可以使棉花保管条件的自动调节成为可能，通过相应地自动调节系统实现仓储条件调节的自动化。

3.在棉花运输环节的应用。

棉花质量检验体制改革是发展棉花现代物流的前提，改革中要求棉包包装应与汽车运输的集装箱箱型和铁路运输的火车车厢箱型相适应。棉花运输时，在货运车辆上黏贴智能化的RFID标签，标签中承载着棉花基本信息、车牌号、路线、起讫地点等，实现棉花集装箱物流信息的实时全程在线监控。棉花流通信息监控系统还会根据前方实际路况实时选择最优路线，通过无线通信方式传送给货运车辆。具体来说，一方面，物联网技术将棉花运输车辆纳入到物联网的管理中，对车载棉花进行动态的感知，实现了在途棉花质量与安全的动态监控，进而降低了棉花在运输过程中的损失；另一方面，通过可视化运输，能够准确并且及时地调度棉花运输车辆，尽量避免无效运输，从而提高运输效率。

4.在棉花装卸搬运环节的应用。

棉花仓储和运输作业中，伴随着装卸搬运活动。在棉花装卸搬运环节应用物联网技术，使连续的棉花装卸搬运成为可能，通过对棉花质量和数量的感知，可以减少装卸搬运过程中的再次查验活动，真正做到棉花物流中的不间断式作业，很大程度上提高了棉花物流的效率。

三、物联网技术应用于棉花物流中存在的问题及建议

物联网技术的应用将给棉花物流行业带来巨大的变革，但棉花本身的特性、流通形式等存在着一定的特殊性，这将导致物联网技术在棉花物流的运用过程中存在着一定的制约因素。

1.棉花的低值性给实施物联网技术带来一定的成本压力。

相对工业品来说，棉花的成本分摊能力差，属于低值产品，在我国棉花物流领域中运用物联网技术，成本将是制约其顺利进行的主要因素之一。物联网技术属于新兴的信息化技术，而棉花物流属于传统的流通产业，其运作主体的利润比较低，物联网技术的应用必然需要较大的投入，这将会给棉花物流企业带来较沉重的成本压力，直接导致棉花物流企业应用物联网技术的动力不足。

由于棉花物流是商业的行为，同时也具有一定的外部性和社会性，因此发展棉花物流，提高棉花物流运作水平是政府义不容辞的责任。理论与实践均可以证明，物联网技术是提高棉花物流水平的有效途径之一，政府应充分发挥其主体作用，普及物联网技术在棉花物流中的应用并促成其进一步发展。一方面，政府可以组织相关科研机构开展物联网技术应用的研发，加快将物联网技术引入到棉花物流中的进程；另一方面，对企业应用物联网技术给予一定的补贴。政府可以针对愿意实施物联网技术且资金压力较大的企业，给予一定的资金支持，以提高其对物联网技术应用的积极性，这也将有利于政府对棉花物流信息的收集。

2.棉花的散货性使棉花在物流中不易追踪。

物联网技术的应用实现了物物相联且相互感知，而棉花产品属于大宗散货，难以做到每包棉花的物物相联，在棉花物流中应用物联网技术，首先要确定基本物联的单元，即解决物联网中“物”的问题。比较好的方法是发展棉花集装箱运输，以集装箱作为物联单元，使棉花物流单元化。

3.棉花物流主体的复杂性增加了物联网技术的实施难度。

随着我国棉花流通体制的改革，目前棉花物流已经市场化，棉花物流主体层次多、规模差异巨大，部分先进的大型棉库信息化水平较高，而众多中小民营企业还在从事着原始的经营，在这样复杂的领域实施物联网技术，必定会是一个漫长的过程。而物联网技术只有在更多的棉花企业中实施，才能真正达到应有的效益，但主体的多样性与复杂性也必然给物联网的全面实现增加了难度。

棉花质量检验体制改革以后，要求现有的棉花加工企业改用新型大型打包机，并使用条形码等技术。国家通过严格加工企业资格认定，逐步限制对不合格企业贷款，采取优先收储大包型棉花等措施扶持规模较大的加工企业，这将加快棉花加工企业兼并、联合的速度，使集约化、规模化发展的目标得以实现，为物联网技术在棉花物流中的运用打好基础。