物联网在农产品冷链物流质量安全管理中的应用研究

2021-12-14施连敏盛保仪邵小达

物联网技术 2021年12期

施连敏，盛保仪，邵小达，赵晟

（1.苏州析羽信息科技有限公司，江苏苏州 215128；2.苏州经贸职业技术学院信息技术学院，江苏苏州 215009；3.昆山益群农产品有限公司，江苏苏州 215300）

0 引言

农产品冷链物流通常是为了最大限度保证农产品的品质和安全，使农产品从生产、加工、流通到销售的全过程都处于适宜的低温环境[1]。近年来，随着公众对安全、新鲜的农产品的需求与日俱增，冷链物流得到了快速发展。但是，层出不穷的农产品安全事故使得公众重新从不同的角度去审视农产品冷链物流过程中存在的质量安全问题，也迫切希望构建农产品冷链物流质量安全监管体系。2017年，国务院发布《关于加快发展冷链物流保障食品安全促进消费升级的意见》，明确提出要着力构建符合我国国情的“全链条、网络化、严标准、可追溯、新模式、高效率”的现代化冷链物流体系，保障食品消费安全[2]。

物联网是实现万物互联的基础，它将信息网络技术服务的对象从人扩展到物，将物联网应用于农产品冷链物流产业链[3]，赋予产业链中的每个农产品“生命”，从而打造可追溯的农产品冷链物流质量安全智能监管体系，是满足公众对农产品质量严格要求的有效途径。因此，本文分析研究农产品冷链物流质量安全管理中的物联网关键技术，为更好地建立并完善农产品生产、加工、流通、销售全过程供应链质量管理体系提供技术参考，从而提升农产品“最初一公里”到“最后一公里”的组织化水平，最大限度保障农产品从“田间到餐桌”的质量安全。

1 农产品冷链物流质量安全管理物联网架构

根据物联网感知层、网络层、应用层的三层体系架构[4]可知，农产品冷链物流质量安全管理架构中也存在“数据采集→数据传输→数据应用”的数据链，分别与物联网感知层的信息感知、网络层的信息交互和应用层的信息应用相对应[5]，如图1所示。

图1 农产品冷链物流质量安全管理物联网架构

从图1可以看出，农产品从生产到销售的冷链物流供应链均涉及相关物联网技术。农产品种植基地、农产品供应企业、农产品流通企业和最终消费群体都可以针对每个批次的农产品，利用各类数据感知设备采集本环节的数据信息。例如，在农产品生产环节，可以通过各类传感器和条码识别设备采集温湿度、CO2浓度、土壤墒情等农产品生产数据，以及农药化肥的具体使用情况等。数据采集并预处理后，通过窄带物联网（NB-IoT）、WiFi、有线网络等将数据传输至分布式农产品溯源数据存储系统，建立完善的农产品冷链物流质量安全数据链。农业生产企业、加工企业、配送企业、政府监管部门、消费群体都可以访问农产品质量安全溯源公共平台，查看数据链上的所有数据信息，实现生产记录可存储、储运信息可查询、产品流向可追踪、产品质量可溯源的目标，从而构建政府可监管、公众可监督、企业可监控的农产品冷链物流质量安全监管体系。

2 实现路径

要实现农产品冷链物流质量安全监管体系，可以利用物联网技术从多方面推进。

（1）利用物联网技术构建完整的农产品冷链物流质量安全数据链

传统的农产品冷链物流数据管理模式是供应业链上的企业利用数据感知技术，建立信息化系统，实现对本企业所处供应链环节的质量安全数据进行采集和分析，所采集的数据和建立的系统仅限于企业内部使用。例如，农产品种植基地只采集和分析农产品生产过程中涉及的数据，无法掌握冷链物流供应链上其他环节的数据，而且缺少统一的数据接口或者规范实现数据共享，导致农产品冷链物流供应链上形成了一座座数据“孤岛”，无法建立农产品冷链物流供应链质量安全数据的全局视图[6]。因此，利用物联网技术对冷链物流供应链上企业的业务流程从集成化供应链的角度进行完善和整合，实现数据的电子化，建立统一、规范的数据接口，利用数据共享方式将供应链上下游企业间的业务视作一个整体，构建农产品从生产、加工、流通到销售的冷链物流质量安全数据链，完善农产品冷链物流溯源管理体系。通过确定最小溯源单元以及溯源信息范围、距离，快速定位问题农产品的源头，提高农产品冷链物流溯源系统的有效性和适用性，保障农产品的质量安全。

（2）利用物联网技术完善农产品质量安全溯源的唯一编码（UID）

农产品冷链物流涉及农产品生产、加工、流通、销售等环节，每个环节包含的质量溯源数据各不相同，利用物联网技术构建完整的农产品冷链物流质量安全数据链后，还需要完善农产品溯源UID，实现对农产品的唯一化描述[7]。通过UID将农产品在冷链物流供应链各环节的溯源信息整合成一条完整的质量溯源链，使终端用户能够根据UID追溯农产品冷链物流供应链各环节的数据，精准、快速定位质量安全的源头。基于UID的农产品冷链物流质量溯源过程如图2所示。

图2 基于UID的农产品冷链物流质量溯源过程

此外，物联网技术还可以在其他方面实现对农产品冷链物流质量安全的精细化管理。例如，在冷链物流流通环节，利用北斗/GPRS定位获取冷链配送车的定位信息，结合GIS电子地图数据库实现路况数据查询、道路网络分析、路径优化[8]、车辆调度[9]等功能；在销售环节，利用二维码实现对农产品的质量溯源和动态预警管控[10]。