隨著我國冷鏈物流產業(yè)從規(guī)模到技術的全面發(fā)展，結合消費者對農產品新鮮度要求越來越高，通過引入射頻識別技術（Radio Frequency Identification，簡稱RFID技術），實現(xiàn)對冷鏈物流溫度變化的監(jiān)管。RFID技術是一種利用射頻信號變壓器對數(shù)據(jù)進行傳輸以達到識別目的，具有讀取靈敏、速度快、存儲容量大、可重復利用、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用RFID技術，能夠對農產品的新鮮度以及品質進行實時、細致的管理。將RFID技術應用于冷鏈物流溫控管理體系中，結合實例優(yōu)化冷鏈物流溫控管理體系，能夠對農產品的質量進行掌控與追蹤，促進農產品冷鏈物流各個環(huán)節(jié)溫度監(jiān)測的無縫對接，提升物流的管理水平，提高果農產品物流保鮮品質，推動農產品冷鏈物流溫控管理技術持續(xù)發(fā)展。

1 RFID技術與冷鏈物流溫控管理概述

1.1 RFID技術的結構及工作原理

RFID技術可簡單分為硬件層和軟件層，硬件層主要是完成信息感知，如電子標簽（Tag）、讀寫器（Reader）、托盤（Tray）等。其中電子標簽主要由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應用，如中間件和應用軟件，一般統(tǒng)稱為應用系統(tǒng)。其中中間件研究的內容包括：海量數(shù)據(jù)的處理，并發(fā)訪問技術，目錄服務及定位技術，數(shù)據(jù)及設備監(jiān)控技術，遠程數(shù)據(jù)訪問，安全和集成技術，進程及會話管理技術等等。RFID技術的工作原理如圖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)對產品的自動識別。如當電子標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，憑借感應電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產品信息(Passive Tag，無源標簽或被動標簽)，或者主動發(fā)送某一頻率的信號(Active Tag，有源標簽或主動標簽)；讀寫器讀取信息并解碼后[1]，再將這段電磁波轉換成相關記錄送至中間件及應用軟件，進行有關數(shù)據(jù)處理。

結合圖1,RFID電子標簽的工作頻率不僅決定著RFID技術工作原理（電感耦合還是電磁耦合）、識別距離，還決定著電子標簽及讀寫器實現(xiàn)的難易程度和設備成本。RFID技術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、倉儲等物流領域的應用；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、供應鏈管理等[2]。

1.2 RFID技術在冷鏈物流溫控管理中的應用基礎

根據(jù)RFID技術的工作原理，結合現(xiàn)行冷鏈物流產業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，將RFID技術應用于冷鏈物流供應鏈實時溫控檢測過程中，可以充分發(fā)揮RFID技術在農產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、機械熱化學強度和耐久性好、靈敏度可達0.2℃、供電壽命可達2～3年等特點。把它集成到RFID標簽中，可以對冷鏈物流供應鏈全過程進行實時監(jiān)控，并且能夠準確的記錄全鏈條的溫度環(huán)境的變化及預警管理。

2 基于RFID技術的農產品冷鏈物流溫控管理體系構建

2.1 構建農產品冷鏈物流溫控管理的需求分析

采用RFID技術，構建農產品冷鏈物流溫控管理體系，解決的核心問題是如何實現(xiàn)冷鏈農產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，如何保障農產品冷鏈物流進行有效的溫度控制，從而保證農產品的品質和質量安全。從管理層面來看，要對采購的農產品進行嚴格的篩選和審查，并建立長期穩(wěn)定的合作關系，保證農產品來源的完整性、新鮮性；在農產品的產地、檢驗、監(jiān)管和消費各個環(huán)節(jié)進行物流追溯；在軟硬件、信息網絡等相關的建設、管理、維護可提供的支持保障。從技術實現(xiàn)的角度來看，要將RFID技術應用于農產品冷鏈溫控管理中，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 應用RFID技術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警三個環(huán)節(jié)，具體如圖2所示。在冷鏈物流供應鏈各環(huán)節(jié)，有源RFID標簽可以實時追蹤物流運輸過程中的農產品，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，實時讀取溫度數(shù)據(jù)并同步寫入RFID標簽，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)的特點構建一個數(shù)據(jù)流挖掘模型，在數(shù)據(jù)分析領域中，離群點檢測是一個非常重要的數(shù)據(jù)挖掘任務，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)冷鏈預警機制，提示管理人員處理，在必要情況下同時將結果傳遞給消費者和相關監(jiān)管部門。

2.3 農產品冷鏈物流溫控管理體系模型總體框架

利用物聯(lián)網應用系統(tǒng)，將RFID技術應用于農產品冷鏈物流溫控管理體系構建中，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，降低農產品在流通環(huán)節(jié)的損耗率，減少農產品的損失和流通浪費，推動農產品流通實現(xiàn)智能化、自動化。具體如圖3所示，構建基于RFID技術的農產品冷鏈物流管理體系模型總體框架。

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

加工環(huán)節(jié)：加工環(huán)節(jié)是低溫產品增值的重要部分，不涉及對農產品內在成分的改變，只發(fā)生農產品量的變化。根據(jù)預冷時間，分類整理、匯總、儲存相應農產品至加工商的物聯(lián)網應用系統(tǒng)，方便及時查找和歸類農產品。

存儲、運輸環(huán)節(jié)：冷鏈物流主要是為了保持農產品的品質而減少運輸損耗，它的核心不完全是“冷”，而是“恒溫”，不同農產品需要不同的保存溫度。在存儲、運輸環(huán)節(jié)，對預冷處理、冷鏈加工好的農產品，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導航等冷鏈技術，時刻測量農產品的溫度和追蹤運輸狀況，使相關人員實時掌握農產品的溫度情況。

銷售環(huán)節(jié)：銷售環(huán)節(jié)是冷鏈物流的終點，負責將農產品銷售給消費者。在這個環(huán)節(jié)中，可以在農產品銷售區(qū)域安裝RFID讀寫器，利用讀寫器讀取每件農產品包裝上的RFID標簽，農產品供應商可以通過物聯(lián)網應用系統(tǒng)，實時追溯和查詢冷鏈區(qū)域的溫度信息、相關視頻，確保農產品能夠安全、及時地送達到消費者手中，從而保證農產品的新鮮度，提高工作效率，減少農產品受損率。

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

3 某超市農產品供應鏈應用RFID技術研究

在某超市現(xiàn)行農產品管理模式的基礎上，利用RFID技術提高其農產品供應鏈的管理效率，使某超市實現(xiàn)農產品冷鏈溫控的全程數(shù)據(jù)化管理。

3.1 某超市農產品管理現(xiàn)狀

目前，某超市將農產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)，通過低溫冷藏對農產品進行運輸、加工、倉儲、配送等方面進行管理，其擁有的冷鏈系統(tǒng)，包括電子標簽掃描揀貨系統(tǒng)、WMS倉庫管理系統(tǒng)，并通過冷鏈技術將各節(jié)點銜接，形成了“產銷一體”的冷鏈物流模式[4]。據(jù)調查，某超市農產品管理面臨的問題：（1）由于某超市農產品產銷環(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，而導致農產品出現(xiàn)質量問題、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)溫度異常或已變質的農產品。（3）農產品供應商所掌握的信息與某超市信息不匹配，導致超市熱銷商品庫存得不到及時補充，滯銷農產品出現(xiàn)庫存積壓的狀況，使得庫存管理成效不理想。

3.2 RFID技術農產品冷鏈物流管理體系基本應用框架

由于農產品易腐爛而需要在特定的溫度范圍內保持新鮮度和質量，如圖4為農產品冷鏈物流管理體系在某超市基本應用框架，目的是提高某超市冷鏈物流作業(yè)效率和準確性，以及提高供應鏈中各個企業(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量農產品來滿足消費者的多樣化需求。

在采購、加工過程中，某超市應用RFID系統(tǒng)中心服務器，借助RFID在采購數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中記錄農產品產地、新鮮度、品質等信息，特別是對于易腐農產品的多維信息，并對農產品進行預冷處理。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，為農產品安全預警和追溯提供前期準備。同時對農產品按類別匯總，實現(xiàn)對農產品的自動分揀，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、冷藏陳列柜等基礎設施，實時監(jiān)測并確保庫內易腐農產品最優(yōu)的貯藏條件，避免人工造成的溫度差錯或是農產品混淆差錯等，提升倉儲的作業(yè)準確率；在運輸途中通過RFID標簽及時調整溫度，保持農產品適宜的運輸環(huán)境，能夠幫助第三方物流企業(yè)在農產品運輸中明確問題出現(xiàn)時的責任歸屬，提高運輸?shù)男?。同時將GPS/GIS、信息采集技術、無線通過技術等應用在冷鏈運輸車設備中，作為物聯(lián)網信息采集終端的一部分。

在銷售過程中，利用RFID技術實現(xiàn)農產品的高效監(jiān)控。消費者可通過農產品RFID標簽，了解到該商品的采購時間、產地、產品運輸保存天數(shù)和最佳使用日期等，讓顧客買的放心[5]。某超市可根據(jù)農產品的標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技術在冷鏈物流溫控管理中的應用，提出優(yōu)化冷鏈物流溫控管理體系，在智能化實時監(jiān)控、安全預警和農產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)的基礎設施建設水平低、技術含量不足和“斷鏈”等問題，實現(xiàn)農產品從農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、畜產品、水產品等農產品的新鮮品質，提高了農產品冷鏈流通的效率，為未來建設全程無縫、高度信任、絕對安全、超高效率的冷鏈物流和全面進入數(shù)字經濟時代打好基礎。

RFID技術在某超市冷鏈物流中的應用成效：（1）實現(xiàn)了農產品的實時跟蹤、路徑追蹤和時效監(jiān)控等功能，通過RFID系統(tǒng)中心服務器對運輸環(huán)節(jié)進行定位和監(jiān)控，提升農產品配送的效率和安全性。（2）根據(jù)農產品的RFID標簽，及時分析和掌握供應鏈農產品資源管理、品質監(jiān)控等數(shù)據(jù)，為超市提供準確的數(shù)據(jù)支持，提高超市的管理服務水平和農產品的品質。（3）應用RFID技術了解農產品的存儲溫度、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產品供給的智能化匹配，提高超市存儲管理水平和農產品質量的控制效能。

某超市在應用RFID技術實現(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)調性及成本高等問題，如長短途運輸之間多元運輸協(xié)調的問題，技術運用成本與其產生的效益之間的關系，采用何種材質的電子標簽才能使得利潤最大化，特別是對于利潤空間小的農產品，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。