基于WSN的农产品冷链物流监测平台设计与实现＊

王义勇

(浙江经济职业技术学院，浙江 杭州 310018)

0 引言

冷链物流是指对温度湿度敏感的水果、蔬菜、肉类、禽蛋和水产品等，这些产品要求从生产、加工、储运以及销售等各个环节始终处于规定的低温环境下，以保证食品安全，减少损耗的一项系统工程[1]。本文针对农产品在物流环节中的质量和安全监控需求，采用物联网相关技术[2]，设计了基于无线传感网络、GPRS/Wifi网络的农产品冷链物流监测平台，对需要存储在冷链环境中的农产品从生产、加工、储运以及销售等全过程进行实时监测，并提供异常信息报警和监测数据等功能。

1 系统总体设计

农产品冷链物流监测平台总体结构分为数据采集与传输模块、系统业务处理模块、监控终端模块三部分，如图1所示。数据采集和传输模块负责采集冷链环境数据并发送给监测中心服务器，主要由温湿度传感器和协调器组成；系统业务处理模块由监测中心服务器和数据库服务器组成，负责对获得的数据进行过滤、筛选和分析处理，将有实际价值的数据存入数据库；监控终端模块负责对监测数据查看分析、异常报警处理等。

图1 农产品冷链物流监测平台结构

2 硬件结构设计

该平台利用无线传感器对冷链物流环境中的温湿度进行实时采集，通过GPRS/Wifi网络将采集到的监测数据传到服务器，由监测中心服务器对监测数据进行处理，并为终端用户提供异常报警和查询服务，硬件结构设计如图2所示。

图2 系统硬件结构

无线传感器对冷链物流环境的温湿度情况进行监测，将采集到的数据通过串口进行转发[3]。在冷链运输车辆中，传感器将采集数据进行转换，由GPRS模块传到移动基站，GPRS网络把采集数据传到Internet，完成采集数据的传输任务；在冷链仓库环境中，将传感器采集的数据由串口模块转化Wifi与网络连接，通过无线路由传输到Internet，实现采集数据的传输。

3 软件结构设计

整个监测平台按功能结构可划分数据采集层，业务处理层和应用服务层，其中业务处理层与数据库服务器连接，如图3所示。系统各层通过接口实现通信，各分层独立设计，逻辑清楚，既实现代码的灵活组合（易维护），又支持跨平台开发保证系统安全[4]。

图3 系统软件结构

⑴ 数据采集层负责对传感设备的监测数据进行获取。运行在服务器端的数据采集程序首先读取平台中的配置文件，根据配置文件中的设备参数确定进行数据通信的串口，并对相应串口发送数据索取命令进行数据采集。

⑵ 业务处理层对监测数据进行处理。数据处理包括：①对从数据采集层传来的实时数据进行格式转换，经提取筛选后存入数据库；②将监测数据与数据库中标准值进行比对，如果发生温度异常，处理程序将新开启线程向用户进行预警。

⑶ 应用服务层主要面向用户提供环境监测查询和管理功能，包括数据管理、预警管理、设备管理以及用户管理等。用户通过数据应用层提供的功能可以对冷链物流环境进行监测，并对其需要的功能进行个性化设置。

4 结束语

本文将无线传感网络、GPRS/Wifi网络结合应用到农产品冷链物流运输中，实现对产品在冷链环境的实时监控，保证了农产品在运输过程中的质量安全。该平台不仅能对冷链仓储环境进行温湿度监测，而且能够在移动的冷链车环境进行实时数据采集[5]。

该平台对终端用户提供查询和监测功能，用户能够随时随地获取相关环境数据，出现问题时及时采取措施以降低损失。冷链物流监测的目的是对冷链环境参数进行控制，下一步计划针对冷库和冷藏车的环境参数设计控制节点，从而实现智能化的冷链物流全过程实时监控。

参考文献(References):

[1]郭斌,钱建平等.基于Zigbee的果蔬冷链配送环境信息采集系统[J].农业工程学报,2011.27(6):208-213

[2]宋汉利,于勇.农产品冷链物流中的安全监控应用研究[J].物流技术,2007.26(2):177-180

[3]齐林,韩玉冰等.基于WSN的水产品冷链物流实时监测系统[J].农业机械学报,2012.43(8):134-140

[4]刘国梅,孙新德.基于WSN和RFID的农产品冷链物流监控追踪系统[J].农机化研究,2011.33(4):179-182

[5]缪小红,周新年,巫志龙.生鲜食品冷链物流研究进展探讨[J].物流技术,2009.28(2):24-27