李竹林+姚馨雨+王百朵+吳昊昕

摘 要： “互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略為農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流提供了發(fā)展契機(jī)，開(kāi)拓了創(chuàng)新發(fā)展模式。針對(duì)冷鏈物流冷庫(kù)運(yùn)行管理中存在的一些不足，提出基于B/S的冷鏈物流冷庫(kù)溫濕度采集與控制系統(tǒng)研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)由計(jì)算機(jī)集中管理冷庫(kù)溫濕度的參數(shù)的設(shè)置、采集、顯示、自適應(yīng)調(diào)整以及報(bào)警等功能。結(jié)果表明，該研究不但提高了冷庫(kù)的信息化管理水平，還促進(jìn)了冷庫(kù)由“貯藏型”向“物流型”轉(zhuǎn)變。

關(guān)鍵詞： 冷鏈物流； 冷庫(kù)； 溫濕度； B/S

中圖分類號(hào)： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）08?0039?03

Research on B/S?based refrigeration house temperature?humidity acquisition and

control system for cold?chain logistics

LI Zhulin， YAO Xinyu， WANG Baiduo， WU Haoxin

（Coffege of Mathemtics and Computer Science， Yanan University， Yanan 716000， China）

Abstract： "Internet +" strategy provides the development opportunity for agricultural products cold?chain logistics and exploit its innovation mode. To make up the insufficient existing in the refrigeration house management for cold?chain logistics， a B/S?based refrigeration house temperature?humidity acquisition and control system for cold chain logistics is proposed. The system to carry out the centralized management of temperature?humidity parameters by computer was designed and implemented， which has the functions of acquisition， display， adaptive adjustment， alarm， etc. The result shous that the research has improved the information management level of refrigeration house， and has promoted the transformation of refrigeration house from "storage mode" to "logistics mode".

Keywords： cold?chain logistics； refrigeration house； temperature?humidity acquisition； B/S

近年來(lái)，隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和居民消費(fèi)水平的提高，生鮮農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和流通量逐年增加，全社會(huì)對(duì)生鮮農(nóng)產(chǎn)品的安全和品質(zhì)提出了更高的要求。加快發(fā)展農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流，對(duì)于促進(jìn)農(nóng)民持續(xù)增收和保障消費(fèi)安全具有十分重要的意義[1?3]。但也存在一些問(wèn)題[4?6]：落后的物流基礎(chǔ)設(shè)施，不完善的物流供應(yīng)鏈體系，薄弱的物流信息網(wǎng)絡(luò)和物流技術(shù)落后。

為了解決存在的問(wèn)題，國(guó)家對(duì)冷鏈物流高度重視，加大投資。于是，冷庫(kù)與氣調(diào)庫(kù)（冷庫(kù)）如雨后春筍般地在全國(guó)各地建立起來(lái)，然而冷庫(kù)的信息化管理方面卻嚴(yán)重滯后，直接影響到冷鏈物流的發(fā)展[7?8]。所以提高冷庫(kù)的信息化管理是冷鏈物流的首要任務(wù)之一。2015 年3 月，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中提出了制定“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃[9?10]，推動(dòng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代制造業(yè)結(jié)合[11?12]?？梢?jiàn)，在農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展過(guò)程中，信息化的管理與鏈接是非常重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此，本文在大量調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前冷庫(kù)的管理狀況，提出基于B/S的冷鏈物流冷庫(kù)溫濕度采集與控制系統(tǒng)研究。該系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)統(tǒng)一集中完成了冷庫(kù)的溫濕度參數(shù)設(shè)置、溫濕度采集與控制以及報(bào)警等功能。

1 冷庫(kù)管理中存在的問(wèn)題

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，目前冷庫(kù)的使用過(guò)程中，存在以下問(wèn)題：

（1） 溫濕度的采集方式不合理。目前，冷庫(kù)內(nèi)溫濕度的采集是通過(guò)在冷庫(kù)內(nèi)放置溫、濕度計(jì)，然后每次要打開(kāi)冷庫(kù)，工作人員進(jìn)入庫(kù)內(nèi)抄寫溫濕度表。不合理體現(xiàn)在三個(gè)方面：第一，不能及時(shí)掌握冷庫(kù)內(nèi)的溫濕度，可能會(huì)造成果蔬的新鮮度和質(zhì)量受損；第二，冷庫(kù)對(duì)氣密性要求很高，每次打開(kāi)冷庫(kù)門，必然會(huì)造成庫(kù)內(nèi)氣體成分的波動(dòng)，破壞氣調(diào)狀態(tài)，造成果蔬的新鮮度和質(zhì)量受損，且額外消耗大量的電能源；第三，人工操作過(guò)程過(guò)于繁瑣。

（2） 溫濕度的控制方式不科學(xué)。目前，溫濕度的設(shè)置與控制是通過(guò)工作人員在冷庫(kù)控制面板上的按鈕來(lái)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)的依據(jù)也是工作人員根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值人為設(shè)置。不科學(xué)體現(xiàn)在不適合無(wú)人值守的情況，導(dǎo)致了及時(shí)性差。

針對(duì)上述問(wèn)題，依托延安市科技攻關(guān)項(xiàng)目，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了冷庫(kù)的溫濕度采集與控制功能的信息化管理系統(tǒng)。運(yùn)行結(jié)果表明，不僅方便了用戶操作，及時(shí)掌握冷庫(kù)內(nèi)的溫濕度情況，同時(shí)也提高了果蔬保鮮質(zhì)量，延長(zhǎng)了果蔬期，降低了能源損耗。

2 溫濕度采集與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 氣調(diào)庫(kù)的工作原理

果蔬采摘后，仍是有生命的有機(jī)體，其生命活動(dòng)最主要的表現(xiàn)是呼吸作用，由于脫離了母體，物質(zhì)與能量供應(yīng)中斷，只能靠消耗自身積蓄的物質(zhì)和能量[13?14]。呼吸作用最直接的結(jié)果就是水果的主要成份碳水化合物、有機(jī)酸等有機(jī)物的消耗，這意味著水果品質(zhì)的下降。氣調(diào)儲(chǔ)藏，是在保持適宜的低溫條件同時(shí)，降低環(huán)境的含O2 量，控制CO2 含量以減低水果呼吸強(qiáng)度，減少水果本身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損耗和蒸發(fā)作用，抑制果膠的分解和乙烯對(duì)水果的催熟作用，從而延長(zhǎng)果蔬保鮮期，延長(zhǎng)果實(shí)的貯藏壽命和貨架期[15]。氣調(diào)研究開(kāi)始于水果保鮮，在蘋果和梨的保鮮貯藏中取得了很大的成功，并且已經(jīng)在其他不易貯藏的物品中推廣應(yīng)用并取得了成功，如獼猴桃、香蕉、蔬菜、肉類、水產(chǎn)品、花卉以及運(yùn)動(dòng)員的低氧訓(xùn)練等方面[16?17]。因此面對(duì)氣調(diào)技術(shù)如此廣泛的應(yīng)用與作用，氣調(diào)裝置自動(dòng)化技術(shù)的提高急需解決，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)方面和社會(huì)方面的雙重效益。

2.2 氣調(diào)裝置人機(jī)控制面板

目前正在使用的氣調(diào)系統(tǒng)的人機(jī)控制面板比較簡(jiǎn)單，參數(shù)設(shè)置如圖1所示，每個(gè)庫(kù)每次都要逐項(xiàng)進(jìn)行設(shè)置，不能根據(jù)存放的果蔬名稱自動(dòng)設(shè)置；氣調(diào)庫(kù)的溫濕度沒(méi)有庫(kù)內(nèi)濕度值顯示，如圖2所示；特別不適用于無(wú)人值守情況，給用戶帶來(lái)不便。

2.3 氣調(diào)庫(kù)溫濕度采集與控制系統(tǒng)的改進(jìn)

（1） 改進(jìn)思路。依托延安市項(xiàng)目，針對(duì)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，將參數(shù)設(shè)置、溫濕度采集與控制以及報(bào)警系統(tǒng)集中用計(jì)算機(jī)管理，并可連接手機(jī)與iPad等智能通信設(shè)備，使得一方面通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)如下功能：通過(guò)計(jì)算機(jī)采集氣調(diào)庫(kù)的實(shí)時(shí)溫濕度并顯示；結(jié)合實(shí)時(shí)溫濕度，再根據(jù)每種果蔬的設(shè)置的溫濕度閾值，自動(dòng)調(diào)節(jié)每個(gè)庫(kù)的溫度與濕度；發(fā)現(xiàn)報(bào)警。另一方面，通過(guò)手機(jī)或iPad實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)溫濕度的觀察以及發(fā)現(xiàn)報(bào)警現(xiàn)象。改進(jìn)圖如圖3所示。

（2） 接口技術(shù)。系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集控制的下位機(jī)和顯示并調(diào)節(jié)控制的上位機(jī)兩部分組成。系統(tǒng)是由N臺(tái)（本系統(tǒng)中N=5）現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控的下位機(jī)串聯(lián)在RS 485總線并連接到一臺(tái)監(jiān)控上位機(jī)構(gòu)成。用戶可以通過(guò)計(jì)算機(jī)上位機(jī)設(shè)定每一個(gè)氣調(diào)庫(kù)的溫濕度的上下限值，對(duì)N個(gè)氣調(diào)庫(kù)溫濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并按所設(shè)定上下限值實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)將采集到的溫濕度的實(shí)時(shí)值傳送給上位機(jī)，如圖4所示。

3 編程技術(shù)

系統(tǒng)采用B/S四層體系架構(gòu)，基于數(shù)據(jù)庫(kù)的模塊化編程思想。其中數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)了各種果蔬的溫濕度標(biāo)值及閾值、氣調(diào)庫(kù)的歷史與實(shí)時(shí)溫濕度值、以及預(yù)警與報(bào)警的相關(guān)資料值等。系統(tǒng)設(shè)計(jì)了四大類：數(shù)據(jù)訪問(wèn)類DataAccess、業(yè)務(wù)類Bussiness、菜單類Menu、頁(yè)面消息類ShowMessagae等。程序主要包含了數(shù)據(jù)采集與顯示、巡檢、標(biāo)校、調(diào)控、報(bào)警以及數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)匯總與分析對(duì)比等多個(gè)子程序。

4 測(cè)試運(yùn)行結(jié)果

4.1 溫濕度參數(shù)設(shè)置與實(shí)時(shí)采集

該系統(tǒng)以SQL Server 2008為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，用Microsoft Visual Studio 2010作為開(kāi)發(fā)平臺(tái)。溫濕度參數(shù)設(shè)置運(yùn)行頁(yè)面如圖5所示，多個(gè)氣調(diào)庫(kù)實(shí)時(shí)溫濕度采集頁(yè)面如圖6所示，解決了第2.2節(jié)中存在的問(wèn)題，即只要選中庫(kù)內(nèi)存放的果蔬種類與名稱，系統(tǒng)將自動(dòng)啟動(dòng)溫濕度的參數(shù)設(shè)置；給溫濕度設(shè)計(jì)了上下界變化范圍，更有利于溫濕度的自動(dòng)化調(diào)整。

4.2 效益分析

（1） 降低了管理成本。用計(jì)算機(jī)與智能手機(jī)集中控制管理方式，由原來(lái)的1個(gè)人專門監(jiān)測(cè)變?yōu)橛善髽I(yè)的管理人員兼職完成，每年節(jié)約人員工資為： 1人每月工資2 000元，按10個(gè)月計(jì)算，總工資為2萬(wàn)元。

（2） 延長(zhǎng)果蔬保鮮期。每庫(kù)平均延時(shí)1個(gè)月，根據(jù)氣調(diào)庫(kù)的經(jīng)營(yíng)形式分為兩種：

出租：每公斤果蔬1個(gè)月的租賃費(fèi)為0.1元，每庫(kù)存儲(chǔ)能力按400 t計(jì)算，假設(shè)存儲(chǔ)能力達(dá)到一半，則獲取利潤(rùn)為：200×1 000×0.1=2萬(wàn)元。

自營(yíng)：假設(shè)企業(yè)自己存儲(chǔ)蘿卜，若保鮮質(zhì)量能延長(zhǎng)1個(gè)月，則市場(chǎng)價(jià)能提高0.1元/kg，每庫(kù)400 t獲取的利潤(rùn)能提高400×1 000×0.1=4萬(wàn)元。

（3） 用電量降低。據(jù)企業(yè)估算，因不用打開(kāi)庫(kù)進(jìn)庫(kù)讀濕度，每年電量節(jié)約5 000元。

5 結(jié) 語(yǔ)

該計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的研發(fā)，整合了氣調(diào)庫(kù)功能的集中控制，實(shí)現(xiàn)了氣調(diào)庫(kù)溫濕度采集和控制的完全自動(dòng)化。系統(tǒng)的使用，不僅方便了用戶的操作，避免了用戶要時(shí)刻值守冷庫(kù)的現(xiàn)狀，而且提高了冷庫(kù)企業(yè)的管理效率的經(jīng)濟(jì)收入。更重要的是，基于B/S的冷鏈物流冷庫(kù)溫濕度采集與控制系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用，對(duì)冷庫(kù)由“貯藏型”向“物流型”順利轉(zhuǎn)變具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 冉寶松.《農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展規(guī)劃》出臺(tái)[J].中國(guó)物流與采購(gòu)，2010，28（16）：24?26.

[2] 李玉婷，何靜.農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流質(zhì)量安全管理研究[J].中國(guó)漁業(yè)經(jīng)濟(jì)，2015，33（4）：72?78.

[3] 孫曉云，李學(xué)工.我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀與發(fā)展建議[J].中國(guó)果菜，2015，17（12）：6?10.

[4] 宋璇.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品物流發(fā)展?fàn)顩r研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（27）：299?300.

[5] 夏彩云.供應(yīng)鏈視角下陜西省果品冷鏈物流發(fā)展研究[J].物流技術(shù)，2015，34（11）：41?43.

[6] 程娟.我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流發(fā)展對(duì)策研究[J].物流工程與管理，2014，36（12）：87?88.

[7] 張軍.冷庫(kù)溫度監(jiān)測(cè)與信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].太原：山西大學(xué)，2013.

[8] 林良.我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流存在的問(wèn)題及其對(duì)策[J].福建行政學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，26（4）：96?100.

[9] 寧家駿.“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃的實(shí)施背景、內(nèi)涵及主要內(nèi)容[J].電子政務(wù)，2015，11（6）：32?38.

[10] 崔忠付.“互聯(lián)網(wǎng)+”新經(jīng)濟(jì)下電子商務(wù)物流發(fā)展新趨勢(shì)[J].物流技術(shù)與應(yīng)用，2015（7）：54?55.

[11] 陳瀅.淺析新常態(tài)下的“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”：以天津?yàn)槔齕J].城市，2015，27（5）：35?38.

[12] 于佳寧.“互聯(lián)網(wǎng)+”的三個(gè)重要發(fā)展方向[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2015，5（4）：3?4.

[13] 任志超.基于PLC的氣調(diào)裝置自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].天津：天津大學(xué)，2013：20.

[14] 彭國(guó)勛，柴培英，陳滿儒.果蔬保鮮工藝與技術(shù)[J].包裝與食品機(jī)械，1996，14（1）：26?29.

[15] OLIVER Jorge. Review of design engineering methods and applications of active and modified atmosphere packaging system [J]. International journal of food engineering， 2009， l： 66?83.

[16] 高焰.1?MCP處理對(duì)“華優(yōu)”獼猴桃氣調(diào)貯藏中的品質(zhì)影響[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，60（2）：38?39.

[17] 蘇青青.富士蘋果貯藏期間果實(shí)品質(zhì)的研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2014.