基于组件库技术的生鲜农产品冷链物流平台搭建与实现

段 瑞，成志平

（陕西工业职业技术学院，陕西 咸阳 712000）

冷链物流一般指的是食品、药品等货物在生产、储运、销售，直至被正式消费甚至使用前各个环节中始终处于规定的低温环境下，进而保证食品、药品质量，减少损耗的一项系统工程。以往针对生鲜农产品冷链物流体系建设、优化等的研究多以物联网、卫星定位技术以及环境监控技术等为主，如陈祢等［1］针对物联网技术引入生鲜农产品冷链物流中的产地预冷、加工包装等环节的应用情况进行分析，认为物联网技术能有效提升冷链物流体系中生鲜农产品的保存和运输水平，显著降低货物损耗率。然而，本研究认为以往的研究多以某一特定模式或服务为出发点，探讨该模式对所有冷链物流体系的主体作用，并未充分考虑不同冷链物流用户由于个体知识水平以及信息化水平差异所带来的个性化需求，导致相当一部分冷链物流服务无法面向更多用户进行推广。因此，本研究基于组件库技术合并云服务系统，构建了一种能够提供组件式开发、云共享、个性化服务的生鲜农产品冷链服务系统，旨在为冷链物流用户提供差异化服务，深度推广冷链物流云服务技术。

1 技术概览

组件（Component）是对数据和方法的简单封装。组件的核心意义在于对程序代码的不断重复使用。组件的功能相对单一或者独立，在整个系统的代码层次上位于最底层，被其他代码所依赖［2］。由n个组件构成的库则称之为组件库（Component library）。组件库技术的出现，能够将某一大且复杂的场景进行组件化分割，从而实现不同组件之间的单独开发、单独维护以及单独升级。同时，组件库中的组件还能在不同库之间进行随意组合，实现前端开发化繁为简的同时为用户提供个性化服务［3］。

2 系统设计目标

2.1 底层设计目标

中国农产品及相关产业链主体存在信息化水平差异大等问题，部分农产品龙头企业在企业信息化建设方面起步较早、发展较为成熟，已经能够熟练使用各类型信息技术用于企业管理、生产。对于中国大多数中小型农产品企业而言，信息化水平低、资源少、业务流程“触网”成熟度不足等问题普遍存在［4，5］。在此前提下构建生鲜农产品冷链物流云服务系统，需要系统考虑同时兼容不同信息化水平的企业，针对规模较大、信息化水平较高的企业应对其开放必要的数据接口，最大程度促使企业利用自身已有资源完成对应功能、资源库等的构建；针对中小型企业，系统需要针对不同中小型企业需求进行提炼，通过组件库形式对挖掘得来的企业共性需求进行功能开发，通过不同组件库之间的组件调用和组合，降低企业一次性投入比例，最终获得较低的系统开发成本。

2.2 系统架构与功能

差异化服务方面。实现鲜活农产品冷链物流产业链不同主体的差异化服务，需要系统能够同时响应多家鲜活农产品企业的个性化物流需求，同时不增加额外经济压力和系统准入难度［6］。因此，本次搭建系统需要在不同组件库以及不同组件之间构建开放式松耦合模式，通过可以自由组合的数据交互形式实现定制化系统的快速组合。

系统功能方面。该物流云服务系统中不同用户的实际使用功能需要相互独立，除构建必需的生鲜农产品冷链公共服务模块外，还需要提供多租户数据隔离、组件选择等模块，进而满足系统数据获取、传输以及交互过程中的安全性［7，8］。

3 系统设计

3.1 系统工作流程

将生鲜农产品冷链物流云服务系统的构建重点集中在快速响应用户的差异性服务方面，因此，资源积累、数据与资源的共享、组件的自有排列组合是系统工作流程中的重点。本次构建基于组件库的生鲜农产品冷链物流云服务系统工作流程见图1。

图1 系统工作流程

用户首先需要通过身份证等有效证件、手机号进行注册从而获得本平台中区别于其他用户的ID，该ID主要用于个性化服务设置以及识别本用户组件库；需求匹配阶段，用户可以根据自身冷链物流云服务的不同需求选用系统已有组件，也可在组件库内无法满足自身需求时向系统提交定制化需求，系统后台接到用户需求申请以后会进行重新构建，最终满足用户需求［9］。在这一需求提交-系统适配过程中，逐渐完善本平台多用户的高度个性化服务。

3.2 结构设计

本次构建系统以生鲜农产品为主要物流对象，以不同层次用户个性化物流服务需求为核心，从货物仓储、在线监控、订单管理等角度构建了系统数据层、业务层以及应用层（图2）。

图2 系统结构

3.2.1 数据层 数据层是构建本次生鲜农产品冷链物流云服务体系的核心环节。数据层为系统提供了包括冷库、车辆、仓储等场景下不同环境感知设备的数据接口，还将系统所获取的数据进行方向性和交互性分类，实现系统内或与第三方系统的多项对接。

3.2.2 业务层 业务层主要包含系统具体的物流服务功能，包括物流状态实时监控、物流订单追溯、物流配送服务优化等。业务层提供的服务突出定制化以及个性化，用户可以根据自身具体情况选择相应的组件或提交新的业务需求。

3.2.3 应用层 应用层是生鲜农产品冷链物流云服务系统的集成发布中心，主要通过系统内不同ID及其自身需求实现对物流系统业务组件的使用与重组，运用组件库之间不同组件的自由组合最大程度降低使用成本的同时，满足用户对冷链物流实时状态监控预警、订单追溯管理、物流配送优化等服务。

3.3 通用组件库设计

利用大数据技术对64家从事生鲜果蔬、肉类以及综合性农产品冷链物流业务的企业进行业务共性提炼，得到了6项通用组件用于本次系统设计（图3）。

图3 通用组件库功能模块

设备适配模块主要负责为冷链物流服务系统用户提供RFID、传感器等环境感知设备，用户能够通过设备以及互联网、物联网、5G网络完成物流过程全环境数据采集与传输；订单管理模块为物流服务系统用户提供物流订单、车辆、车厢环境等信息的智能匹配调度，能够与线下纸质订单管理协作实现物流管理工作效率的提升；仓储监控为部分对冷链物流温度需求较高的企业提供24 h全流程的冷库仓储数据在线监控功能，配合冷库仓储安全阈值实现远程监控报警；车辆追溯模块结合RFID、感知模块等为用户提供货物运输车辆以及车厢环境的实时数据，实现冷链物流车辆的全过程监测预警；订单回放模块以惟一的订单编码为单位，结合全物流轨迹电子地图实现生鲜农产品冷链物流的起始地、路线、时长以及全程车厢环境变化情况等历史数据信息的查询；配送优化模块基于冷链物流订单既定配送路线，结合气候、交通网络等大数据系统，实时更新最佳配送路线，按照“最短路程”“最短时间”“最低收费”等多种方式为不同用户提供配送优化定制化服务。

4 核心功能实现

4.1 感知设备接入

感知设备与系统数据层之间采用TCP/IP通信，接入系统的感知设备通过特定Socket端口向服务器端传送感知数据包；数据包通过定位数据帧方式进行编码改进，使改进后的数据包与环境监测信息进行高度融合；每个数据包大小为64字节，由表1中的8个主要部分构成。

表1 感知数据包

以2020年10月2日11时45分11秒03号网关监测数据为例，数据包的详细信息为：$1030000［1］11451120201002［39942113］3435492110872150401 5026［7］0003048702BE012C00DD00。经解析可得到信息为：$1030000——记录头，用于对物流信息记录起始位置进行标记；时间——0x114511，表示北京时间11时45分11秒；日期——0x20201002，表示2020年10月2日；0x34354921、0x108721504，分别表示陕西工业职业技术学院的经纬度坐标（北纬34.354 921，东经108.721 504）；0x015026表示车辆行进速度015节，方向026；感知节点编号0003，03号节点；监测值——0487、02BE、012C、00DD分别表示车厢内温度、湿度、乙烯以及二氧化碳的数值；“［］”内为保留段——用于组件库内容扩充时使用。解析完成以后的数据会存入系统数据层，便于数据层与其他业务层进行对接。

4.2 组件库间数据交换

在精确掌握数据间交换的基础上，通过对组件库中的数据进行分析设计了组件库组件与组件之间的数据通信总线。在数据总线中，系统将会把物流过程中所需要的各种实体对象如车辆、仓储等进行汇集，通过对实体对象的数据化表述反映完整的系统业务工作流程，部分业务流程的数据格式如下。

｛“OrderNumber”：“N20201002”，“Warehourse”：“陕西工业职业技术学院”，“Destination”：“咸阳市××饭 店”，“ProductInfo”：“果 蔬”，“Recipient”：“王××”，“RecipientTel”：“15665656653”，“StatusId”：0，“CompanyID”：1，“CarInfo”：

4.3 组件库封装

系统开发在Microsoft Visual Studio 2015环境下完成，组件库中各组件通过动态链接库技术（DLL）进行封装。在组件库封装完成以后，按照“3.3”所得的用户需求进行调用逻辑构建。系统完成的所有组件库封装与用户前台均需要利用_Proxy代理进行连接，实现代码如下。

通过扩展export属性的方式来进行组件导出，可以理解为组件注册区域。

4.4 效果展示

自2019年正式上线测试以来，该系统为8家生鲜农产品企业提供冷链物流云服务，为企业提供了高度定制化的物流解决方案，服务范围囊括了生鲜农产品冷链物流云服务中的订单统计、订单管理、财务分析、物流运营（仓储监控、车辆追溯、配送优化等），系统主要操作界面见图4。

图4 系统操作界面

构建的生鲜农产品冷链物流组件库技术平台可实现冷链物流的智能化监测、在线订单匹配以及在线下单交易等。该平台能够有效整合产业上下游信息，实现冷链运输全程监控。平台现有的8家生鲜农产品企业中的某位负责人表示，由于该平台的数据监控中心能24 h无缝监测冷链运输过程中的温度、湿度、GPS地理位置等信息，一旦运输过程中发生异常，会第一时间收到报警，第一时间进行人为干预，大大增强了冷链运输的安全性，对于企业的管理以及生鲜农产品保存、运输等均有大的作用。

本研究构建的冷链平台还能为普通农产品经营主体提供农产品在线展示、销售、运输、储藏于一体的综合服务。经营主体在平台上不仅可以享受平台电商功能，还能为滞销的农产品找到新的出路。以近期部分地区滞销的葡萄为例，市场批发价如果在2元/500 g，通过3个月的冷链储藏再上市错峰销售，批发价可以提高到近5元/500 g。而在冷链储藏上的成本支出，每500 g葡萄每月只需要0.2元左右。

由此可见，不论从企业管理、冷链服务或是改善农产品经营策略从而提升平台用户收益等视角进行分析，该平台均能够为社会和平台用户提供较大的帮助。

5 小结

由于中国农业产业整体发展较为落后，生鲜农产品的冷链物流体系建设存在重视程度不足、技术落后、基础设施建设不完善、第三方监管手段匮乏等问题，导致中国生鲜农产品冷链物流发展速度较发达国家差距较大，与中国医药品冷链物流运输体系相比也存在较大差距。本研究所构建的基于组件库的生鲜农产品冷链物流云服务体系，能够通过组件之间的自由组合实现针对不同用户需求的定制化服务，在降低系统接入成本的同时，全面优化了冷链物流服务体系，有助于冷链物流在更深层次的农产品企业间进行普及。