基于物联网的冷鲜肉冷链物流信息采集及监控系统

摘要：在冷鲜肉食品的运输过程中，冷链物流车厢内的温度以及运输周期对冷鲜肉的质量及安全有着重要的影响。根据运输过程中对温度实时监控以及对运输车辆路径优化等的要求，设计了基于Zigbee技术的冷藏温度无线传感器网络、基于RFID技术的冷鲜肉识别以及基于GPS/GPRS技术的地理位置信息采集及无线传输模块，实现冷链物流车厢内对温度的实时监控、冷鲜肉食品信息的可查询化以及冷链物流车辆地理信息的实时采集，以便及时做出温度控制策略以及路径优化策略，从而实现对冷鲜肉的质量安全监控及追溯，保障运输过程中冷鲜肉食品安全。

　引言

　　肉类食品是最为大众化的食品，肉类食品质量安全涉及“养殖—屠宰—物流—销售”等多个环节，其中物流环节是处于生产和销售之间的特殊环节，尤其随着对冷鲜肉和其它低温肉制品的需求不断增长，在加工、流通和销售过程中对温度和货架周期(一般为7-14天)的控制有着严格要求，冷链物流周期或温度控制不当，微生物极易迅速增殖，导致肉的腐败变质，从而对公共健康构成潜在的威胁。物流环节是目前冷鲜肉质量安全监管和追溯的盲点和难点[1,2]。冷链物流运输保障了冷鲜肉食品在运输环节的质量与新鲜程度，因此，实现冷鲜肉食品在运输过程中对温度的实时监控以及对冷链运输车辆的路径优化有着重要意义。

　　本文针对肉类食品在物流环节中的质量安全监控需求，采用物联网相关技术[3]，设计了基于Zigbee技术的无线传感器网络、基于RFID技术的冷鲜肉识别以及基于GPS/GPRS技术的地理位置信息采集及无线传输模块，实时监控冷鲜肉食品在运输过程中的温度以及地理位置信息，监控中心可以为手机、PDA等移动终端提供数据查询服务，系统主要实现了冷链物流地理位置信息的实时跟踪、冷链物流路径的优化以及冷链温度的实时监控，具有多点监测、实时性等特点。

系统总体设计

　　系统主要包括三个部分：无线传感器网络、RFID/GPS/GPRS信息采集与传输以及监控中心终端溯源查询。系统体系结构如图1所示。　　

　　无线传感器网络由协调器节点、路由节点以及终端节点组成，节点采用TI公司的CC2430作为主控芯片，进行网络的组建和数据的收发。其中路由节点和终端节点使用DS18B20传感器进行温度数据的采集。网络组建后，将终端节点以及路由节点采集到的温度数据信息通过Zigbee无线传感器网络传送至协调器节点，协调器节点通过串口传输数据。

　　RFID/GPS/GPRS信息采集与传输部分主要由GPRS模块、RFID模块、GPS导航模块、无线传感器网络协调器节点以及ARM嵌入式控制器组成，如图2所示，其中GPRS模块将采集到的各类数据通过GPRS网络传送至监控中心，RFID模块用于读取冷链运输车辆内冷鲜肉食品的各类信息，GPS导航模块进行冷链物流运输车辆的地理位置信息采集。ARM嵌入式控制器采用STM32F103VET6芯片。　　

　　监控中心终端溯源的实现主要分为两部分：首先监控中心通过GPRS网络接收由GPRS模块传送的各类数据，其次，各类移动终端通过WiFi等连接到服务器进行溯源查询。