基于物聯(lián)網(wǎng)的冷鮮肉冷鏈物流信息采集及監控系統

　　摘要：在冷鮮肉食品的運輸過(guò)程中，冷鏈物流車(chē)廂內的溫度以及運輸周期對冷鮮肉的質(zhì)量及安全有著(zhù)重要的影響。根據運輸過(guò)程中對溫度實(shí)時(shí)監控以及對運輸車(chē)輛路徑優(yōu)化等的要求，設計了基于Zigbee技術(shù)的冷藏溫度無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、基于RFID技術(shù)的冷鮮肉識別以及基于GPS/GPRS技術(shù)的地理位置信息采集及無(wú)線(xiàn)傳輸模塊，實(shí)現冷鏈物流車(chē)廂內對溫度的實(shí)時(shí)監控、冷鮮肉食品信息的可查詢(xún)化以及冷鏈物流車(chē)輛地理信息的實(shí)時(shí)采集，以便及時(shí)做出溫度控制策略以及路徑優(yōu)化策略，從而實(shí)現對冷鮮肉的質(zhì)量安全監控及追溯，保障運輸過(guò)程中冷鮮肉食品安全。

　　引言

　　肉類(lèi)食品是最為大眾化的食品，肉類(lèi)食品質(zhì)量安全涉及“養殖—屠宰—物流—銷(xiāo)售”等多個(gè)環(huán)節，其中物流環(huán)節是處于生產(chǎn)和銷(xiāo)售之間的特殊環(huán)節，尤其隨著(zhù)對冷鮮肉和其它低溫肉制品的需求不斷增長(cháng)，在加工、流通和銷(xiāo)售過(guò)程中對溫度和貨架周期(一般為7-14天)的控制有著(zhù)嚴格要求，冷鏈物流周期或溫度控制不當，微生物極易迅速增殖，導致肉的腐敗變質(zhì)，從而對公共健康構成潛在的威脅。物流環(huán)節是目前冷鮮肉質(zhì)量安全監管和追溯的盲點(diǎn)和難點(diǎn)[1,2]。冷鏈物流運輸保障了冷鮮肉食品在運輸環(huán)節的質(zhì)量與新鮮程度，因此，實(shí)現冷鮮肉食品在運輸過(guò)程中對溫度的實(shí)時(shí)監控以及對冷鏈運輸車(chē)輛的路徑優(yōu)化有著(zhù)重要意義。

　　本文針對肉類(lèi)食品在物流環(huán)節中的質(zhì)量安全監控需求，采用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)[3]，設計了基于Zigbee技術(shù)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、基于RFID技術(shù)的冷鮮肉識別以及基于GPS/GPRS技術(shù)的地理位置信息采集及無(wú)線(xiàn)傳輸模塊，實(shí)時(shí)監控冷鮮肉食品在運輸過(guò)程中的溫度以及地理位置信息，監控中心可以為手機、PDA等移動(dòng)終端提供數據查詢(xún)服務(wù)，系統主要實(shí)現了冷鏈物流地理位置信息的實(shí)時(shí)跟蹤、冷鏈物流路徑的優(yōu)化以及冷鏈溫度的實(shí)時(shí)監控，具有多點(diǎn)監測、實(shí)時(shí)性等特點(diǎn)。

　　系統總體設計

　　系統主要包括三個(gè)部分：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )、RFID/GPS/GPRS信息采集與傳輸以及監控中心終端溯源查詢(xún)。系統體系結構如圖1所示?！　?/p>

 

　　無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )由協(xié)調器節點(diǎn)、路由節點(diǎn)以及終端節點(diǎn)組成，節點(diǎn)采用TI公司的CC2430作為主控芯片，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )的組建和數據的收發(fā)。其中路由節點(diǎn)和終端節點(diǎn)使用DS18B20傳感器進(jìn)行溫度數據的采集。網(wǎng)絡(luò )組建后，將終端節點(diǎn)以及路由節點(diǎn)采集到的溫度數據信息通過(guò)Zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )傳送至協(xié)調器節點(diǎn)，協(xié)調器節點(diǎn)通過(guò)串口傳輸數據。

　　RFID/GPS/GPRS信息采集與傳輸部分主要由GPRS模塊、RFID模塊、GPS導航模塊、無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )協(xié)調器節點(diǎn)以及ARM嵌入式控制器組成，如圖2所示，其中GPRS模塊將采集到的各類(lèi)數據通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )傳送至監控中心，RFID模塊用于讀取冷鏈運輸車(chē)輛內冷鮮肉食品的各類(lèi)信息，GPS導航模塊進(jìn)行冷鏈物流運輸車(chē)輛的地理位置信息采集。ARM嵌入式控制器采用STM32F103VET6芯片?！　?/p>

 

　　監控中心終端溯源的實(shí)現主要分為兩部分：首先監控中心通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò )接收由GPRS模塊傳送的各類(lèi)數據，其次，各類(lèi)移動(dòng)終端通過(guò)WiFi等連接到服務(wù)器進(jìn)行溯源查詢(xún)。