隨著我國冷鏈物流產(chǎn)業(yè)從規(guī)模到技術(shù)的全面發(fā)展，結(jié)合消費者對農(nóng)產(chǎn)品新鮮度要求越來越高，通過引入射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification，簡稱RFID技術(shù)），實現(xiàn)對冷鏈物流溫度變化的監(jiān)管。RFID技術(shù)是一種利用射頻信號變壓器對數(shù)據(jù)進行傳輸以達(dá)到識別目的，具有讀取靈敏、速度快、存儲容量大、可重復(fù)利用、壽命長、可加密、操作快捷簡便等功能，在冷鏈物流溫控管理中應(yīng)用RFID技術(shù)，能夠?qū)r(nóng)產(chǎn)品的新鮮度以及品質(zhì)進行實時、細(xì)致的管理。將RFID技術(shù)應(yīng)用于冷鏈物流溫控管理體系中，結(jié)合實例優(yōu)化冷鏈物流溫控管理體系，能夠?qū)r(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量進行掌控與追蹤，促進農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流各個環(huán)節(jié)溫度監(jiān)測的無縫對接，提升物流的管理水平，提高果農(nóng)產(chǎn)品物流保鮮品質(zhì)，推動農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流溫控管理技術(shù)持續(xù)發(fā)展。

1 RFID技術(shù)與冷鏈物流溫控管理概述

1.1 RFID技術(shù)的結(jié)構(gòu)及工作原理

RFID技術(shù)可簡單分為硬件層和軟件層，硬件層主要是完成信息感知，如電子標(biāo)簽（Tag）、讀寫器（Reader）、托盤（Tray）等。其中電子標(biāo)簽主要由RFID天線、耦合元件及微型芯片組成；RFID天線能將存儲在芯片中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為射頻信號，并將其傳輸?shù)阶x寫器中，微型芯片可以儲存需要傳輸?shù)男畔?。軟件層主要是完成信息的處理和?yīng)用，如中間件和應(yīng)用軟件，一般統(tǒng)稱為應(yīng)用系統(tǒng)。其中中間件研究的內(nèi)容包括：海量數(shù)據(jù)的處理，并發(fā)訪問技術(shù)，目錄服務(wù)及定位技術(shù)，數(shù)據(jù)及設(shè)備監(jiān)控技術(shù)，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)訪問，安全和集成技術(shù)，進程及會話管理技術(shù)等等。RFID技術(shù)的工作原理如圖1所示，它是利用射頻信號或空間耦合(電感或電磁耦合)的傳輸特性，實現(xiàn)對產(chǎn)品的自動識別。如當(dāng)電子標(biāo)簽進入讀寫器可識別范圍的磁場后，讀寫器發(fā)出射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息(Passive Tag，無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag，有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽)；讀寫器讀取信息并解碼后[1]，再將這段電磁波轉(zhuǎn)換成相關(guān)記錄送至中間件及應(yīng)用軟件，進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。

結(jié)合圖1,RFID電子標(biāo)簽的工作頻率不僅決定著RFID技術(shù)工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識別距離，還決定著電子標(biāo)簽及讀寫器實現(xiàn)的難易程度和設(shè)備成本。RFID技術(shù)的工作頻率主要包括：低頻、高頻、超高頻和微波幾個頻段。各個頻段的工作頻率及主要用途有：低頻（Low Frequency）,工作頻率主要規(guī)格為125kHz、133kHz，主要用于門禁系統(tǒng)、動物芯片、汽車防盜器；高頻（High Frequency）,工作頻率主要規(guī)格為13.56MHz、27.12MHz，主要用于身份識別、圖書館管理、產(chǎn)品管理等；超高頻（Ultra High Frequency），工作頻率主要規(guī)格為433MHz、902～928MHz，主要用于監(jiān)測港口、倉儲等物流領(lǐng)域的應(yīng)用；微波（Microwave），工作頻率主要規(guī)格為2.45GHz、5.8GHz，主要用于行李追蹤、物品管理、供應(yīng)鏈管理等[2]。

1.2 RFID技術(shù)在冷鏈物流溫控管理中的應(yīng)用基礎(chǔ)

根據(jù)RFID技術(shù)的工作原理，結(jié)合現(xiàn)行冷鏈物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，將RFID技術(shù)應(yīng)用于冷鏈物流供應(yīng)鏈實時溫控檢測過程中，可以充分發(fā)揮RFID技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流管理中的優(yōu)勢。為了實現(xiàn)實時溫控管理，需要在RFID標(biāo)簽中添加溫度傳感器。溫度傳感器具有體積小、數(shù)據(jù)存儲量大、價格低、功耗低、測量范圍寬、機械熱化學(xué)強度和耐久性好、靈敏度可達(dá)0.2℃、供電壽命可達(dá)2～3年等特點。把它集成到RFID標(biāo)簽中，可以對冷鏈物流供應(yīng)鏈全過程進行實時監(jiān)控，并且能夠準(zhǔn)確的記錄全鏈條的溫度環(huán)境的變化及預(yù)警管理。

2 基于RFID技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流溫控管理體系構(gòu)建

2.1 構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流溫控管理的需求分析

采用RFID技術(shù)，構(gòu)建農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流溫控管理體系，解決的核心問題是如何實現(xiàn)冷鏈農(nóng)產(chǎn)品物流過程中的實時溫度監(jiān)控，如何選擇合適的運輸工具，如何保障農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流進行有效的溫度控制，從而保證農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和質(zhì)量安全。從管理層面來看，要對采購的農(nóng)產(chǎn)品進行嚴(yán)格的篩選和審查，并建立長期穩(wěn)定的合作關(guān)系，保證農(nóng)產(chǎn)品來源的完整性、新鮮性；在農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)地、檢驗、監(jiān)管和消費各個環(huán)節(jié)進行物流追溯；在軟硬件、信息網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)的建設(shè)、管理、維護可提供的支持保障。從技術(shù)實現(xiàn)的角度來看，要將RFID技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品冷鏈溫控管理中，需要形成冷鏈物流智慧監(jiān)測追溯體系，實現(xiàn)各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)實時監(jiān)控和動態(tài)更新。

2.2 應(yīng)用RFID技術(shù)的冷鏈物流實時溫控原理

為了實現(xiàn)冷鏈物流實時溫控，需要在RFID技術(shù)的冷鏈溫控管理體系中完成溫度實時監(jiān)控、溫度實時分析和溫度異常預(yù)警三個環(huán)節(jié)，具體如圖2所示。在冷鏈物流供應(yīng)鏈各環(huán)節(jié)，有源RFID標(biāo)簽可以實時追蹤物流運輸過程中的農(nóng)產(chǎn)品，提供物流可視化與實時監(jiān)控，可以解決冷鏈物流的溫度實時監(jiān)控問題。通過溫度傳感器的溫度感應(yīng)，實時讀取溫度數(shù)據(jù)并同步寫入RFID標(biāo)簽，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時溫度監(jiān)控及傳輸；利用RFID冷鏈數(shù)據(jù)的特點構(gòu)建一個數(shù)據(jù)流挖掘模型，在數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域中，離群點檢測是一個非常重要的數(shù)據(jù)挖掘任務(wù)，它的算法的核心思想是：離群點是那些其密度明顯低于周圍鄰居的點，首先計算出其周圍鄰居的密度，并通過比較其密度與周圍鄰居密度的比值來判斷其離群程度，通過調(diào)用離群點算法進行分析[3]，主要解決冷鏈物流的溫度實時分析處理問題。若發(fā)現(xiàn)異常溫度數(shù)據(jù)，就觸發(fā)冷鏈預(yù)警機制，提示管理人員處理，在必要情況下同時將結(jié)果傳遞給消費者和相關(guān)監(jiān)管部門。

2.3 農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流溫控管理體系模型總體框架

利用物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，將RFID技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流溫控管理體系構(gòu)建中，從加工、存儲、運輸、銷售等各環(huán)節(jié)進行全過程信息化跟蹤與檢測，使冷鏈物流管理更加高效、精確、透明，降低農(nóng)產(chǎn)品在流通環(huán)節(jié)的損耗率，減少農(nóng)產(chǎn)品的損失和流通浪費，推動農(nóng)產(chǎn)品流通實現(xiàn)智能化、自動化。具體如圖3所示，構(gòu)建基于RFID技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流管理體系模型總體框架。

采購環(huán)節(jié)：農(nóng)產(chǎn)品從農(nóng)田采摘之后，為了保鮮要進行預(yù)處理，在托盤上嵌入RFID無源電子標(biāo)簽，通過RFID讀寫器，可以快速對農(nóng)產(chǎn)品進行追蹤，準(zhǔn)確掌握其農(nóng)產(chǎn)品信息，確保托盤標(biāo)簽信息類別與農(nóng)產(chǎn)品信息相匹配，從而保證農(nóng)產(chǎn)品在最有效的時間內(nèi)進行預(yù)冷，防止農(nóng)產(chǎn)品腐爛。

加工環(huán)節(jié)：加工環(huán)節(jié)是低溫產(chǎn)品增值的重要部分，不涉及對農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)在成分的改變，只發(fā)生農(nóng)產(chǎn)品量的變化。根據(jù)預(yù)冷時間，分類整理、匯總、儲存相應(yīng)農(nóng)產(chǎn)品至加工商的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，方便及時查找和歸類農(nóng)產(chǎn)品。

存儲、運輸環(huán)節(jié)：冷鏈物流主要是為了保持農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)而減少運輸損耗，它的核心不完全是“冷”，而是“恒溫”，不同農(nóng)產(chǎn)品需要不同的保存溫度。在存儲、運輸環(huán)節(jié)，對預(yù)冷處理、冷鏈加工好的農(nóng)產(chǎn)品，進行冷鏈儲存后，采用專業(yè)的冷藏車、保溫盒、冷藏陳列柜等設(shè)施進行運輸和配送；通過RFID數(shù)據(jù)信息信息采集、視頻監(jiān)控、溫度傳感器、GPS/GIS導(dǎo)航等冷鏈技術(shù)，時刻測量農(nóng)產(chǎn)品的溫度和追蹤運輸狀況，使相關(guān)人員實時掌握農(nóng)產(chǎn)品的溫度情況。

銷售環(huán)節(jié)：銷售環(huán)節(jié)是冷鏈物流的終點，負(fù)責(zé)將農(nóng)產(chǎn)品銷售給消費者。在這個環(huán)節(jié)中，可以在農(nóng)產(chǎn)品銷售區(qū)域安裝RFID讀寫器，利用讀寫器讀取每件農(nóng)產(chǎn)品包裝上的RFID標(biāo)簽，農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)商可以通過物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，實時追溯和查詢冷鏈區(qū)域的溫度信息、相關(guān)視頻，確保農(nóng)產(chǎn)品能夠安全、及時地送達(dá)到消費者手中，從而保證農(nóng)產(chǎn)品的新鮮度，提高工作效率，減少農(nóng)產(chǎn)品受損率。

從采購、加工、存儲、運輸、銷售各環(huán)節(jié)企業(yè)保證農(nóng)產(chǎn)品物流全程可視化監(jiān)控，并及時上傳相關(guān)數(shù)據(jù)信息至監(jiān)控系統(tǒng)、追溯系統(tǒng)。對于消費者而言，可對農(nóng)產(chǎn)品進行溫度、視頻信息的全程追溯；對于監(jiān)管部門來說，在制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，可實時監(jiān)控農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流全程，保證農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。

3 某超市農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈應(yīng)用RFID技術(shù)研究

在某超市現(xiàn)行農(nóng)產(chǎn)品管理模式的基礎(chǔ)上，利用RFID技術(shù)提高其農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)鏈的管理效率，使某超市實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈溫控的全程數(shù)據(jù)化管理。

3.1 某超市農(nóng)產(chǎn)品管理現(xiàn)狀

目前，某超市將農(nóng)產(chǎn)品外包給第三方物流企業(yè)進行運輸配送。第三方物流企業(yè)，通過低溫冷藏對農(nóng)產(chǎn)品進行運輸、加工、倉儲、配送等方面進行管理，其擁有的冷鏈系統(tǒng)，包括電子標(biāo)簽掃描揀貨系統(tǒng)、WMS倉庫管理系統(tǒng)，并通過冷鏈技術(shù)將各節(jié)點銜接，形成了“產(chǎn)銷一體”的冷鏈物流模式[4]。據(jù)調(diào)查，某超市農(nóng)產(chǎn)品管理面臨的問題：（1）由于某超市農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷環(huán)節(jié)的透明度不高，從采購至管理員再到消費者，因供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)之間的數(shù)據(jù)沒有共享，信息不對稱，而導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品出現(xiàn)質(zhì)量問題、環(huán)節(jié)拖延等情況。（2）第三方物流企業(yè)的倉儲管理環(huán)節(jié)的溫度控制手段較粗陋，不能精確控制溫濕度，也不能及時反饋、發(fā)現(xiàn)溫度異常或已變質(zhì)的農(nóng)產(chǎn)品。（3）農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)商所掌握的信息與某超市信息不匹配，導(dǎo)致超市熱銷商品庫存得不到及時補充，滯銷農(nóng)產(chǎn)品出現(xiàn)庫存積壓的狀況，使得庫存管理成效不理想。

3.2 RFID技術(shù)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流管理體系基本應(yīng)用框架

由于農(nóng)產(chǎn)品易腐爛而需要在特定的溫度范圍內(nèi)保持新鮮度和質(zhì)量，如圖4為農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流管理體系在某超市基本應(yīng)用框架，目的是提高某超市冷鏈物流作業(yè)效率和準(zhǔn)確性，以及提高供應(yīng)鏈中各個企業(yè)之間信息的及時性、有效性和共享水平，使某超市提供多品種的高質(zhì)量農(nóng)產(chǎn)品來滿足消費者的多樣化需求。

在采購、加工過程中，某超市應(yīng)用RFID系統(tǒng)中心服務(wù)器，借助RFID在采購數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中記錄農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地、新鮮度、品質(zhì)等信息，特別是對于易腐農(nóng)產(chǎn)品的多維信息，并對農(nóng)產(chǎn)品進行預(yù)冷處理。在冷鏈加工環(huán)節(jié)，向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中添加加工時間、方式、存儲要求等信息，通過溫濕度傳感器、攝像頭等記錄加工全過程，將得到的數(shù)據(jù)全部存入數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，為農(nóng)產(chǎn)品安全預(yù)警和追溯提供前期準(zhǔn)備。同時對農(nóng)產(chǎn)品按類別匯總，實現(xiàn)對農(nóng)產(chǎn)品的自動分揀，減少員工的成本及失誤率。

在存儲、運輸過程中，采用專業(yè)的冷庫、冷藏車、保溫盒、冷藏陳列柜等基礎(chǔ)設(shè)施，實時監(jiān)測并確保庫內(nèi)易腐農(nóng)產(chǎn)品最優(yōu)的貯藏條件，避免人工造成的溫度差錯或是農(nóng)產(chǎn)品混淆差錯等，提升倉儲的作業(yè)準(zhǔn)確率；在運輸途中通過RFID標(biāo)簽及時調(diào)整溫度，保持農(nóng)產(chǎn)品適宜的運輸環(huán)境，能夠幫助第三方物流企業(yè)在農(nóng)產(chǎn)品運輸中明確問題出現(xiàn)時的責(zé)任歸屬，提高運輸?shù)男?。同時將GPS/GIS、信息采集技術(shù)、無線通過技術(shù)等應(yīng)用在冷鏈運輸車設(shè)備中，作為物聯(lián)網(wǎng)信息采集終端的一部分。

在銷售過程中，利用RFID技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的高效監(jiān)控。消費者可通過農(nóng)產(chǎn)品RFID標(biāo)簽，了解到該商品的采購時間、產(chǎn)地、產(chǎn)品運輸保存天數(shù)和最佳使用日期等，讓顧客買的放心[5]。某超市可根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的標(biāo)簽信息判斷其需要的存放溫度和環(huán)境，以及判斷其最佳銷售時間和存放時間，充分做好價格和庫存量決策，從而幫助減少損失，實現(xiàn)利潤最大化。

4 試驗成效與尚需優(yōu)化的后期研究

本研究通過RFID技術(shù)在冷鏈物流溫控管理中的應(yīng)用，提出優(yōu)化冷鏈物流溫控管理體系，在智能化實時監(jiān)控、安全預(yù)警和農(nóng)產(chǎn)品溯源等管理過程中，解決目前冷鏈物流各環(huán)節(jié)出現(xiàn)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平低、技術(shù)含量不足和“斷鏈”等問題，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從農(nóng)田到餐桌的冷鏈物流運輸高效銜接和全程追溯，各環(huán)節(jié)全程實時監(jiān)控，信息無縫對接，保證了果蔬、畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品等農(nóng)產(chǎn)品的新鮮品質(zhì)，提高了農(nóng)產(chǎn)品冷鏈流通的效率，為未來建設(shè)全程無縫、高度信任、絕對安全、超高效率的冷鏈物流和全面進入數(shù)字經(jīng)濟時代打好基礎(chǔ)。

RFID技術(shù)在某超市冷鏈物流中的應(yīng)用成效：（1）實現(xiàn)了農(nóng)產(chǎn)品的實時跟蹤、路徑追蹤和時效監(jiān)控等功能，通過RFID系統(tǒng)中心服務(wù)器對運輸環(huán)節(jié)進行定位和監(jiān)控，提升農(nóng)產(chǎn)品配送的效率和安全性。（2）根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品的RFID標(biāo)簽，及時分析和掌握供應(yīng)鏈農(nóng)產(chǎn)品資源管理、品質(zhì)監(jiān)控等數(shù)據(jù)，為超市提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，提高超市的管理服務(wù)水平和農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)。（3）應(yīng)用RFID技術(shù)了解農(nóng)產(chǎn)品的存儲溫度、貨源位置、存放時間和移動情況等信息，實現(xiàn)消費者購買需求與超市農(nóng)產(chǎn)品供給的智能化匹配，提高超市存儲管理水平和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的控制效能。

某超市在應(yīng)用RFID技術(shù)實現(xiàn)冷鏈物流溫控管理過程中，凸現(xiàn)了管理的優(yōu)勢，但還存在冷鏈運輸?shù)膮f(xié)調(diào)性及成本高等問題，如長短途運輸之間多元運輸協(xié)調(diào)的問題，技術(shù)運用成本與其產(chǎn)生的效益之間的關(guān)系，采用何種材質(zhì)的電子標(biāo)簽才能使得利潤最大化，特別是對于利潤空間小的農(nóng)產(chǎn)品，如何解決“最后一公里”的問題，這些將是后續(xù)研究需要考慮的問題。