基于物聯(lián)網(wǎng)的冷鮮肉冷鏈物流信息采集及監(jiān)控系統(tǒng)

　　摘要：在冷鮮肉食品的運輸過程中，冷鏈物流車廂內(nèi)的溫度以及運輸周期對冷鮮肉的質(zhì)量及安全有著重要的影響。根據(jù)運輸過程中對溫度實時監(jiān)控以及對運輸車輛路徑優(yōu)化等的要求，設(shè)計了基于Zigbee技術(shù)的冷藏溫度無線傳感器網(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線傳輸模塊，實現(xiàn)冷鏈物流車廂內(nèi)對溫度的實時監(jiān)控、冷鮮肉食品信息的可查詢化以及冷鏈物流車輛地理信息的實時采集，以便及時做出溫度控制策略以及路徑優(yōu)化策略，從而實現(xiàn)對冷鮮肉的質(zhì)量安全監(jiān)控及追溯，保障運輸過程中冷鮮肉食品安全。

　　引言

　　肉類食品是最為大眾化的食品，肉類食品質(zhì)量安全涉及“養(yǎng)殖—屠宰—物流—銷售”等多個環(huán)節(jié)，其中物流環(huán)節(jié)是處于生產(chǎn)和銷售之間的特殊環(huán)節(jié)，尤其隨著對冷鮮肉和其它低溫肉制品的需求不斷增長，在加工、流通和銷售過程中對溫度和貨架周期(一般為7-14天)的控制有著嚴(yán)格要求，冷鏈物流周期或溫度控制不當(dāng)，微生物極易迅速增殖，導(dǎo)致肉的腐敗變質(zhì)，從而對公共健康構(gòu)成潛在的威脅。物流環(huán)節(jié)是目前冷鮮肉質(zhì)量安全監(jiān)管和追溯的盲點和難點[1,2]。冷鏈物流運輸保障了冷鮮肉食品在運輸環(huán)節(jié)的質(zhì)量與新鮮程度，因此，實現(xiàn)冷鮮肉食品在運輸過程中對溫度的實時監(jiān)控以及對冷鏈運輸車輛的路徑優(yōu)化有著重要意義。

　　本文針對肉類食品在物流環(huán)節(jié)中的質(zhì)量安全監(jiān)控需求，采用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)[3]，設(shè)計了基于Zigbee技術(shù)的無線傳感器網(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線傳輸模塊，實時監(jiān)控冷鮮肉食品在運輸過程中的溫度以及地理位置信息，監(jiān)控中心可以為手機、PDA等移動終端提供數(shù)據(jù)查詢服務(wù)，系統(tǒng)主要實現(xiàn)了冷鏈物流地理位置信息的實時跟蹤、冷鏈物流路徑的優(yōu)化以及冷鏈溫度的實時監(jiān)控，具有多點監(jiān)測、實時性等特點。

　　系統(tǒng)總體設(shè)計

　　系統(tǒng)主要包括三個部分：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID/GPS/GPRS信息采集與傳輸以及監(jiān)控中心終端溯源查詢。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。　　

 

　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由協(xié)調(diào)器節(jié)點、路由節(jié)點以及終端節(jié)點組成，節(jié)點采用TI公司的CC2430作為主控芯片，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的組建和數(shù)據(jù)的收發(fā)。其中路由節(jié)點和終端節(jié)點使用DS18B20傳感器進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集。網(wǎng)絡(luò)組建后，將終端節(jié)點以及路由節(jié)點采集到的溫度數(shù)據(jù)信息通過Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳送至協(xié)調(diào)器節(jié)點，協(xié)調(diào)器節(jié)點通過串口傳輸數(shù)據(jù)。

　　RFID/GPS/GPRS信息采集與傳輸部分主要由GPRS模塊、RFID模塊、GPS導(dǎo)航模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點以及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數(shù)據(jù)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至監(jiān)控中心，RFID模塊用于讀取冷鏈運輸車輛內(nèi)冷鮮肉食品的各類信息，GPS導(dǎo)航模塊進(jìn)行冷鏈物流運輸車輛的地理位置信息采集。ARM嵌入式控制器采用STM32F103VET6芯片。　　

 

　　監(jiān)控中心終端溯源的實現(xiàn)主要分為兩部分：首先監(jiān)控中心通過GPRS網(wǎng)絡(luò)接收由GPRS模塊傳送的各類數(shù)據(jù)，其次，各類移動終端通過WiFi等連接到服務(wù)器進(jìn)行溯源查詢。