1. 系统背景
随着快速消费品市场的扩大，冷运网络急速扩大成为一个规模庞大的、设备专业性强、涉及行业广泛、从业人员众多的产业。而目前行业普遍存在劳动密集、从业人员数量规模大、基本素质不高等特点，配送、营销等业务中车辆的在途管理存在“盲区”“黑箱”。广告促销给冷链物流企业带来了巨额利润，但作为一种快速消费品，易腐食品的质量才是其占领市场的根本。
冷链所适用的食品范围主要有：
初级农产品：蔬菜、水果；肉、禽、蛋；水产品；花卉产品。
加工食品：速冻食品；禽、肉、水产等包装熟食；冰淇淋和奶制品；快餐原料。
特殊商品：药品等。
冷链物流泛指冷藏冷冻类物品在生产、贮藏运输、销售，到消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下，以保证物品质量和性能的一项系统工程。它是随着科学技术的进步、制冷技术的发展而建立起来的，是以冷冻工艺学为基础、以制冷技术为手段的低温物流过程。
现代冷链物流属于控温型物流，为了实现冷链物流的信息处理及时、配送流程优化，以及存取选拣自动化、物流管理智能化，冷链物流需要信息化技术作为辅助手段。
扩大冷链物流项目建设力度可以提高企业的竞争能力，现阶段我国还缺乏行之有效的冷链物流管理方法，原有监测技术手段滞后是最大的技术瓶颈。我国冷链物流管理技术手段的主要症结是：人工测量和纸面记录；无统一数据系统支持；实时性差、监管脱节；取证困难、无法确定责任；无法进行预警、损失率大等。
在这样的背景下，我公司经长期研发成功的冷运专业车辆定位管理系统是一个集成GPS/温度检测技术、电子地图和无线传输技术的开放式定位监管平台。可实现对冷藏车资源的有效跟踪定位管理，并将定位信息和企业的业务资源进行整合。系统不仅为冷藏企业和外勤人员提供了一个高效，灵活的管理工具，同时还为冷藏企业创造了一种崭新高效的管理和控制冷藏车辆资源的科学模式。本解决方案适用于冷藏车厢内温度数据的采集传输、记录和超限报警，是冷藏行业运输车箱/货物温度监控的理想工具。
通过先进的RFID技术、GPS技术、无线通讯技术及温度传感技术的有机结合，在需要恰当的温度管理来保证质量的生鲜食品和生产流程管理中，将温度变化记录在“带温度传感器的RFID标签”上或“实时”的通过“具有GPS及温度传感功能的终端结合无线通讯技术上传”到企业的管理平台，对产品的生鲜度、品质进行细致地、实时地管理。可以简单轻松地解决食品流通过程中的质量监控问题。
2. 系统概述
基于农畜产品冷链物流管理背景和存在的问题，以国家及地方出台的相关政策与法规为依据，结合目前世界和国内先进的信息化技术为手段，利用先进的RFID技术、联通WCDMA技术、GPS定位技术、温度传感技术、网络技术、数据库技术等研发了农畜产品冷链物流管理信息系统。
图1 农产品冷链物流管理系统拓扑图
图2 畜产品冷链物流管理系统拓扑图
系统的组成与功能
3. 冷链物流管理系统技术方案
3.1农产品冷链物流管理系统
(1) 生产环节
农产品基地根据地块土壤情况和地理位置进行地块划分，并按地块划分给管理人员。基地管理人员每日实时记录农产品的详细种植信息，如播种记录、灌溉记录、施肥记录、病虫害防治记录等，还要在农产品即将成熟时上报预测的采收数量。考虑到农产品基地的地理位置因素，设计采用手持设备将种植信息上传到数据库服务器。不仅改变了以往的手写记录方式，方便管理人员记录信息，提高工作效率，而且还可实现信息的实时采集，保证数据的准确性。
在设施化农业温棚中安装温度、湿度、光照强度的传感器、视频摄像头、网络传输装置，将大棚内的环境数据能够实时上传，实时监看。
农业设施大棚环境监测控制器
(2) 农残检测、加工环节
此环节首先对农产品进行严格的农药残留检测，对不合格的农产品坚决不予加工包装。由于二维条码可以方便地添加信息，在农残检测和加工环节，可以首先读得二维码包含的信息，加工企业根据本身需要和相关主管部门的要求，必须添加农残检测结果、加工单位、加工日期信息，还可对包装重量等相关信息数据添加记录。经过加工企业的数据充实后，产地信息、农残检测及加工环节信息都已经存储在该二维码中，终端消费者在超市或批发市场通过查询终端查询该产品信息时，便可以对其相关信息一览无余，对于事故后追溯也变得容易可行。
(3) 仓储环节
在仓储环节，仓储环境控制区采用仓储环境数据采集器，实时监测仓库的温度、湿度、光照度以及气味信息。随时掌握仓库的各种环境参数的变化，保证农产品不会发生变质，也可以实时通过视频探头监视仓库的情况。如果温度等参数发生变化，超过预警线，数据能实时上传并报警。
(4) 运输环节
运输过程中，在农产品运输车辆上安装车载集中控制器，该控制器可以实时测量车辆箱体内的温度，可以通过视频摄像头监视查看车辆的运行情况，通过GPS定位导航仪将车辆的运行路线和轨迹能实时上传到平台中，通过GPS系统的短信息功能，可以实现对运输车辆的调度。
农产品车载控制器
(5) 零售环节
在零售环节，需要冷藏保存的农产品，在冷藏柜安装无线温度检测设备，实时监测温度的变化，如果温度超过预设警戒线，系统将发出报警信号。
冷柜温度检测控制器
3.2畜产品冷链物流管理系统
(1) 养殖场信息管理环节
养殖环节指的是整个冷链过程中在养殖场环节使用的信息管理系统。其主要功能是记录猪、牛、羊鸡、鸭在养殖场中生长发育和防疫的过程信息，并将该信息提供给冷链系统的下一个环节。畜、禽产品生长批次信息、个体信息、防疫信息和销售信息将成为养殖场子系统关注的重点。畜、禽产品个体将通过RFID电子耳标进行标识。而畜、禽产品个体、防疫信息的采集、更新等功能的实现将通过固定或移动式的读写机对电子耳标的识读来完成。每个电子耳标将唯一标识一头（只），从而给畜、禽产品的个体冷链管理带来可能。
在养殖环节，系统通过RFID耳标记录畜产品的个体信息(谱系、品种品系、出生日期、出栏日期)、用药记录、检疫信息、销售信息等，养殖信息的实时提交完成了养殖阶段的数据采集与信息跟踪、追溯，同时提供了饲养监管、用药防疫监管所必需的数据信息。
超高频RFID电子耳标的应用
(2) 屠宰检疫信息记录环节
根据地方《生猪屠宰管理办法》和《牛羊屠宰办法》的相关规定，实行定点屠宰、集中检疫。动物出栏后，在指定屠宰厂进行屠宰，屠宰是畜产品生产的第二个环节，该子系统的重要功能是维护整个冷链系统信息链的完整，使屠宰厂生产出库的肉品信息能够与养殖场动物个体信息保持正确的关联。保证个体信息与其肉信息的正确对应是本系统成功的关键。
活畜到达屠宰厂后，系统将通过识读每个个体的电子耳标来确认活畜个体，检测养殖环节检疫等相关信息，对未达到标准的活畜不予屠宰。系统还会监控整个屠宰过程中畜产品品质的安全性，对于检验检疫不合格的肉品，系统会主动识别其对应的RFID电子标签，并发出警告信息，使有问题的肉在进入流通环节之前就被及时发现，避免出现亡羊补牢的情况。
采用RFID技术实现在屠宰过程中的应用，关键技术是将满足屠宰生产工艺要求的特殊电子标签固定在屠宰生产线的挂钩上，每一只待宰动物的信息与挂钩上的电子标签信息一一对应，并在生产线重要的工序位置和检验检疫位置安装RFID 电子标签读写器、控制器等设备，这些设备全部通过网络与后台计算机连接起来。系统通过使用挂钩电子标签及其内部数据信息的读取和加载，实现对待宰动物和屠宰后动物胴体的一一对应及在整个屠宰过程中的追踪与冷链控制。
(3) 仓储信息记录环节
屠宰后的动物胴体需要经过低温排酸过程，通过在动物胴体上挂贴RFID温度传感器电子标签，可以精确记录每个动物胴体在排酸过程中的温度和排酸的低温时长，确保能够到达排酸的低温时长。在排酸之后的短暂仓储过程中也是通过相同的办法监测。
低温排酸和仓储温度RFID实时监测
(4) 冷链运输环节
在装车过程中对胴体肉标签逐一扫描，记录运输车辆（车号、运输单位等）、通过北斗导航GPS系统记录行车线路并通过TD-SCMDA 3G网络实时将数据上传，运输过程中控制器将实时监测运输车内的温度、湿度等信息，当温度、湿度超过警戒线时，系统能通过3G网络发出报警信号，运输车辆根据报警信息检查运输车辆的运行状况。
实行全程RFID电子铅封处置，在肉品装入冷藏车后，实行铅封。拆除封签的信息能通过3G网络实时传输到监控中心，并对拆封时的视频信息做视频录像保存。下一环节接收肉品时，检查铅封，读取信息，核实运输配送信息是否准确。
畜、禽产品冷链运输车载终端
(5) 分割、加工环节
协议销售方购入畜、禽产品，并对其进行分割、包装、出售。对于每一份分割品，销售人员都要将电子耳环上的相对应的二维码赋予其包装上标识作用的的追溯码。此追溯码会同分割包装一起交到消费者手上。
(6) 成品仓储环节
分割、加工之后的短暂仓储过程中也是通过相同的办法监测。在仓储方面，在仓库进口、出口安装固定读写器，对食品的进、出库自动记录。很多食品对存储条件有较高的要求，利用RFID标签中记录的信息迅速判断食品是否适合在某仓库存储，可以存储多久。仓库中的集成传感器的读写器按照一定时间间隔读取标签信息和记录环境信息，在出库时，利用RFID系统甚至可以改变传统“先入先出(First In First Out，FIFO)”的评估方法，根据流通中环境信息进行综合判断，安排更有可能变质的食品先发货，使库存管理更科学合理。另外，利用RFID还可以实现仓库的快速盘点。
成品仓储温度RFID实时监测
(7) 配送运输环节
在成品配送的流通环节中，温度、湿度、光照度、震动程度等因素对品质影响很大，记录、分析这些数据就显得十分重要。在配送运输环节，企业首先读取电子标签的信息，根据其信息内容决定运输方式、运输设备、运输条件、运输要求、仓储方式、仓储条件及仓储时间等。在运输方面，在必要的环节安装集成了温度、湿度、震动程度等多种传感器的读写器设备，实时记录产品在流通环节的环境条件的变化信息。
(8) 零售环节
在零售环节，需要冷藏保存的畜禽产品，在冷藏柜安装无线温度检测设备，实时监测温度的变化，如果温度超过预设警戒线，系统将发出报警信号。
冷柜温度检测控制器