基于物联网技术的农产品智能冷链物流体系研究

本文是一篇物联网技术论文，本文以农产品冷链物流为研究对象，将物联网应用在农产品智能冷链物流中。主要结论如下：1. 研究了物联网导向下的农产品智能冷链物流。整合了农产品冷链的流程与冷链系统中各主体的实际需求，构建出一个可以为农产品冷链物流服务的物联网架构系统。农产品冷链物流实现全程冷链，对于农产品来说，可以做到冷链运输的全程透明化和实时监控化；对于消费者来说，可以保证购买的农产品的品质，并且可以查询农产品原产地等相关信息；对于农产品相关企业来说，可以提高企业作业效率，提升企业的管理水平，增加企业的利润回报。对政府监管部门来说，有利于规范农产品冷链物流市场，维持社会稳定。

第一章 绪论

第一节 选题背景与研究意义
一、选题背景
生活水平的日益提高与科技水平的高速发展，让物联网技术在日常生活中得到更多的应用，物联网与日常生活的关联也越来越紧密。我国在“十三五”规划中已明确指出，要“推动物联网关键技术研发和在重点领域的应用示范”，物联网作为建设信息化社会的重要部分，已被列为战略新兴产业。
在人们基本生活需求已经得到满足的当今社会，人们更多的把目光关注到提升生活品质当中。消费者和零售商普遍对于食品的安全和新鲜等问题越来越重视，农产品作为食品中的重要组成部分，其安全和污染问题需要得到更多的关注。从国家发布的一系列文件中可以看出，国家对于人民群众所关注的农产品安全问题的高度关注和国家农产品安全保障战略的进一步实施。政府将致力于解决因为农产品安全问题给人民生活带来的困扰，也减少因此而造成的经济损失。
我国农产品冷链物流处于初步发展阶段，国家为加快农产品冷链物流的基础建设制定了一系列政策。2016 年以来中央和地方政府因利乘便出台多项冷链产业政策，在国家层面，全年共出台 11 项冷链相关政策、规划，提出了加快建设标准化的冷链物流体系、基础设施、追溯体系等多项促进冷链产业全面发展的指导性内容，明确了“十三五”期间冷链产业的发展方向。
我国是世界上第一人口大国，拥有庞大的农产品消费群体，对于农产品有着巨大的需求。随着人们对于新鲜农产品需求的日渐增长，传统的农产品物流运输手段已远远无法满足人们的需求，在这种背景下市场对于农产品冷链物流的需求不断加大。由于传统物流手段无法保证农产品在运输过程中的品质，容易造成大量的损耗，导致农产品价格的上升，增加运输的成本。因此，选择冷链物流来运输农产品是以后发展的必然趋势。冷链物流是指维持速冻、冷藏食品在生产，仓储、运输配送直到销售的全过程环境温度的恒定低温。从而实现降低食品的损耗与保证最佳的食品品质。
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第二节 研究现状
目前大多有关农产品冷链物流问题研究的参考文献，多数只关注物联网技术应用的某一个方面，如基于 RFID 的信息系统等相关领域研究，没有全面关注物联网技术的整体应用。同时对农产品冷链物流具体细化到某个地域并进行详尽分析的研究也较少。现将国内外有关研究结果总结如下。
一、国外研究现状
对于已经基本实现农产品冷链物流全过程智能化的发达国家，我们需要重点关注其如何解决生鲜农产品在冷链物流运输过程中品质的保证，保持农产品的新鲜不腐败变质。现将国外学者研究成果整理如下。
Tingman（2010）等提出对易腐烂的食品冷链物流供应链管理的关键控制环节就是生鲜冷链运输，有助于保障食品的质量安全[1]。Wang（2017）等研究开发了基于二氧化碳、氧气等多源气体传感器的，新鲜葡萄冷链物流中的 WSN 多源气体监控系统，从而实时监控全程冷链中的气体环境及温湿度信息[2]。MartinezSala A.S. （2008）等人利用 RFID 技术，将信息系统跟踪包装容器应用于食品供应链中，该包装容器是指在食品生产、仓储及零售等全生命周期中可以被重复利用的一站式包装单元[3]。Balasubramanian（2008）分析了 3G 技术和 WIFI 技术对数据在移动车辆之间的传输中的使用[4]。Bonomi（2013）等研究拓宽了云计算范式的网络边缘，从而增添了如智能电网、智能城市等云计算应用服务[5]。Yi, He,Junyu（2015）等对农产品种植到收获的过程，设计了一个利用物联网技术进行监测的系统，保障农产品质量安全，提升企业经济效益[6]。
Trebar M（2013）等通过在鱼箱的外部和内部都放置 RFID 数据记录器，来对产品的外部环境的温度进行监测，证明了对于产品在运输和储存阶段的追溯可以通过 RFID 数据记录器来实现[7]。Ding W（2013）构建了基于 WSN 技术、RFID等物联网关键技术的智能仓库管理系统，并详细介绍其结构与工作原理，证明该系统可以高效的采集产品信息，减少人工成本和出错率，提升仓储运作的效率[8]。LO Gallant（2013）等设计了利用 GPS、GIS 与射频识别技术，全程监控农产品从生产到流通至消费者餐桌上的每个环节，并详细记录这些环节所作的操作，收集并保存所追踪农产品的所有数据至数据库中[9]。

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第二节 农产品冷链物流
一、农产品冷链物流概念
现如今人们的生活水平不断提高，因此人们对于生活品质的要求也不断提升，人们开始更多去关注所购买的农产品的质量安全问题。因此，农产品在运输过程中的质量问题就是人们关注的重中之重，而农产品冷链物流正是解决这个问题的最佳选择。农产品冷链物流是指尽可能的保证农产品在生产、加工仓储、运输配送直到最后销售阶段都处于规定温度范围内，从而保证农产品质量，减少损耗。
二、一般业务流程
综上所述,可以得出农产品冷链物流的一般链式结构，如图 2.6 所示:

第三章 物联网技术在农产品智能冷链物流的应用分析.................... 18
第一节 农产品冷链物流现状分析...................................... 18
一、农产品冷链物流基础建设薄弱................................ 18
二、冷库仓储功能单一，分布不均.......................... 18
第四章 基于物联网技术的农产品智能冷链物流体系构建................ 33
第一节 指标体系构建原则............................... 33
第二节 指标体系构建..................................... 34
第五章 总结与展望.............................. 55
第一节 总结.....................................55
第二节 展望.......................................55

第四章 基于物联网技术的农产品智能冷链物流体系构建

第一节 指标体系构建原则
合理选择评价指标是正确分析物联网技术对农产品冷链物流的智能化影响程度的前提，建立科学的评价指标体系的原则如下：
（一）系统性原则
农产品冷链物流是一个复杂的系统，环境参数复杂，应用在其中的物联网技术也是相辅相成，紧密联系的，为保证评价的可靠和全面，选取指标时不能片面的只考虑某一因素，而是要系统的考虑，最后选取的指标能直接和间接的反映物联网技术的影响。
（二）目的性原则
通过物联网技术采集共享冷链物流各个环节的信息，对农产品全程冷链进行可监控与信息查询可追溯，实现智能化管理冷链物流，从而保证农产品的质量安全，减少安全事故的发生，维持社会的稳定，提高消费者的满意度，为企业带来更大的效益。
（三）代表性原则
在冷链物流中用到的物联网技术很多，但是我们应选取其中具有代表性的重要指标，而不是将所有的技术指标都列入其中。
（四）实用性原则
评价结果应当对实际应用起到参考作用，因此指标的数据要能够通过企业的具体实践和统计资料中得到，具有实际的可操作性。
（五）定性与定量相结合原则
经过对物联网技术与农产品智能冷链物流的综合考虑分析，对于定量指标不能只是一味的数量化而是要可衡量，对定性指标则要清楚其概念，使其能够精确反映指标性质。
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第五章 总结与展望

第一节 总结
社会经济高速发展，人们的物质生活水平也逐步提升，从以前的吃的饱渐渐转变为吃的好，这就对于农产品的质量有着更高的要求，而如何保证农产品的品质，这就是对于农产品冷链物流体系的一个巨大的考验，也是对于农产品冷链物流体系的一个巨大的发展机遇。本文以农产品冷链物流为研究对象，将物联网应用在农产品智能冷链物流中。
主要结论如下：