20世紀末由美國麻省理工學(xué)院Auto—ID中心提出的EPC (Electronic Product Code產(chǎn)品電子代碼)及物聯(lián)網(wǎng)引起了世界各國的普遍關(guān)注，隨后EPC及物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大，涉及生活的各個方面，在我國也同樣成為大家關(guān)注的熱點，得到了政府部門及相關(guān)行業(yè)的高度重視。許多行業(yè)、科研機構(gòu)、企業(yè)開始研究、推廣應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)遍及環(huán)境保護、政府工作、公共安全、工業(yè)監(jiān)測、智能交通、智能消防等多個領(lǐng)域，在我國具有十分廣闊的推廣應(yīng)用前景，并將成為未來信息社會建設(shè)的一項基礎(chǔ)技術(shù)。

　　目前，我國糧食物流存在糧食物流技術(shù)裝備水平較落后，糧食物流通道網(wǎng)絡(luò)不完善，糧食現(xiàn)代物流信息系統(tǒng)不健全等突出問題。發(fā)展糧食現(xiàn)代物流是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它需要以物流信息技術(shù)為先導(dǎo)，融合糧食生產(chǎn)、加工、儲存、運輸、交易等糧食流通的各個環(huán)節(jié)，通過實現(xiàn)糧食物流技術(shù)裝備的現(xiàn)代化、糧食物流通道結(jié)點網(wǎng)絡(luò)化，借助飛速發(fā)展的現(xiàn)代信息技術(shù)，形成信息高度集中的糧食物流信息平臺，才能真正構(gòu)筑我國的糧食現(xiàn)代物流體系。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在糧食物流領(lǐng)域的推廣應(yīng)用必將帶動糧食行業(yè)的快速發(fā)展。

　　1 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

　　1．1 物聯(lián)網(wǎng)

　　物聯(lián)網(wǎng)即EPC (Electronic Product Code產(chǎn)品電子代碼)系統(tǒng)是在計算機互聯(lián)網(wǎng)和射頻技術(shù)RFID的基礎(chǔ)上，利用全球統(tǒng)一標(biāo)識系統(tǒng)編碼技術(shù)給每一個實體對象一個唯一的代碼，構(gòu)造了一個實現(xiàn)全球物品信息實時共享的實物互聯(lián)網(wǎng)“Internet of things”。EPC系統(tǒng)是一個非常先進的、綜合性的和復(fù)雜的系統(tǒng)，其最終目標(biāo)是為每一實體對象建立全球的、開放的標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)，主要由6個方面組成：

　　EPC 編碼標(biāo)準(zhǔn)、RFID 標(biāo)簽(Tag)、閱讀器(Reader)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Savant)系統(tǒng)、對象名解析服務(wù)(ONS)、實體標(biāo)記語言(PML)。

　　其中射頻識別技術(shù)(Radio Frequency Identification，RFID)是一種高級的自動識別技術(shù)，利用它通過無線射頻方式進行非接觸式的全雙工數(shù)據(jù)通信，以對實物目標(biāo)加以識別；閱讀器(Reader)可控制射頻模塊向電子標(biāo)簽發(fā)射讀取信號，并接收標(biāo)簽的應(yīng)答信號，同時可對電子標(biāo)簽的對象標(biāo)識信息進行解碼，從而將對象標(biāo)識信息連帶電子標(biāo)簽上的其它相關(guān)信息傳輸?shù)絊avant系統(tǒng)以供處理；Savant是一種軟件技術(shù)，在EPC網(wǎng)絡(luò)中扮演中樞神經(jīng)的角色并負責(zé)信息的管理和流動，減少從閱讀器傳往企業(yè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)量，確保現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)不超負荷運作；對象名解析服務(wù)(ONS)是聯(lián)系前臺Savant軟件和后臺PML服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)樞紐，把Savant引入儲存該產(chǎn)品信息的企業(yè)數(shù)據(jù)庫；實體標(biāo)記語言(PML)是EPC網(wǎng)絡(luò)中的通用語言，用來定義物理對象的數(shù)據(jù)。

 　　1．2 物聯(lián)網(wǎng)組成

　　從物聯(lián)網(wǎng)在物流中應(yīng)用角度來看，物聯(lián)網(wǎng)可以分為3部分：物流信息實時采集、物流信息傳輸和物流信息發(fā)布。

　?、傩畔崟r采集主要由EPC射頻識別系統(tǒng)和Savant系統(tǒng)組成。其中，EPC射頻識別系統(tǒng)負責(zé)收集EPC編碼數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳給Savant系統(tǒng)。Savant系統(tǒng)利用分布式的結(jié)構(gòu)，層次化地進行組織、管理數(shù)據(jù)流。Savant終端軟件需要安裝在生產(chǎn)企業(yè)、加工企業(yè)、零售店等各個物流結(jié)點以及運輸設(shè)備、裝卸搬運設(shè)備上。每一層次上的Savant系統(tǒng)將收集、儲存和處理由EPC射頻識別系統(tǒng)識別的信息，并與其它層次的Savant系統(tǒng)進行交流。每當(dāng)閱讀器掃描到一個EPC標(biāo)簽所承載的單位貨物信息時，收集到的數(shù)據(jù)將傳遞到整個Savant系統(tǒng)。物流信息采集在各個環(huán)節(jié)收集的動態(tài)信息，為物流跟蹤提供數(shù)據(jù)來源，從而實現(xiàn)了物流作業(yè)的無紙化。

　?、谖锪餍畔鬏斒菍⒉杉@得的數(shù)據(jù)通過無線或有線的通信方式傳到Savant系統(tǒng)。目前常用的無線通信方式有GSM、CDMA、GPRS以及藍牙技術(shù)(Blue Tooth)等，有線通信方式有數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(DDN)、電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)、局域網(wǎng)(LAN)及寬帶網(wǎng)等。

　?、畚锪餍畔l(fā)布提供的服務(wù)主要包括為單位產(chǎn)品提供身份認證，無論是批發(fā)企業(yè)、加工企業(yè)、零售店還是消費者，都可以從物流信息發(fā)布平臺查明他們購入貨物的渠道，防止劣質(zhì)和過期的產(chǎn)品進入流通環(huán)節(jié)；加工企業(yè)可以通過查詢物流信息發(fā)布的信息跟蹤物流全過程和產(chǎn)品交易信息，防止竄貨；零售店和消費者可以查詢他們委托處理的接近保質(zhì)期的產(chǎn)品是否已被妥善處理，防止過期產(chǎn)品重新流人市場繼續(xù)銷售。

　　就現(xiàn)代化糧食物流而言，物聯(lián)網(wǎng)可以運用于糧食的倉庫儲存管理、糧食運輸時集裝箱可視化管理以及糧食加工后產(chǎn)品的跟蹤等整個糧食流通領(lǐng)域，利用RFID技術(shù)組建物聯(lián)網(wǎng)，可以將各種糧食貨物的信息通過Internet實現(xiàn)信息整合，同時可優(yōu)化物流供應(yīng)和流通流程，提高糧食的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，進而提高整個糧食產(chǎn)業(yè)的核心競爭力，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)原材料入庫以及高效高質(zhì)量的產(chǎn)品出庫。

　　2 基于物聯(lián)網(wǎng)的糧食物流信息跟蹤過程

　　2．1 糧食物流中EPC信息設(shè)計內(nèi)容

　　對于糧食物聯(lián)網(wǎng)而言，RFID標(biāo)簽(Tag)由芯片和天線(Antenna)組成，每個標(biāo)簽具有唯一的產(chǎn)品電子代碼EPC。該產(chǎn)品電子碼是Auto—ID為每個實體對象分配的唯一的可查詢的標(biāo)識碼，其內(nèi)含的一串?dāng)?shù)字可代表產(chǎn)品類別和生產(chǎn)商、生產(chǎn)日期和地點、有效日期、應(yīng)運往何地等信息。糧食信息可以分為固定信息和可變信息。固定信息大部分是與糧食交易項目相關(guān)聯(lián)的信息，包括確定該糧食交易項目的基本特征信息(如糧食的名稱、包裝規(guī)格等)和相關(guān)的管理信息(如糧食的產(chǎn)地名稱、價格、糧食產(chǎn)品管理分類等)；可變信息是糧食交易項目隨具體單元不同而變化的信息(如糧食的保質(zhì)期、批號、毛重、皮重、水分、容重、雜質(zhì)、不完善粒、礦物質(zhì)含量等)。

 　　同時，隨著糧食在糧庫或者加工廠內(nèi)的轉(zhuǎn)移或變化，這些數(shù)據(jù)可以實時更新。通常，EPC碼可存入硅芯片做成的電子標(biāo)簽內(nèi)，并附在被標(biāo)識產(chǎn)品上，以被高層的信息處理軟件識別、傳遞和查詢，進而在互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)上形成專為供應(yīng)鏈企業(yè)服務(wù)的各種信息服務(wù)。目前國際上有3種格式的EPC碼，EPC碼的位數(shù)分別為64位、96位和256位。為了保證所有物品都有一個EPC編碼，并使標(biāo)簽成本盡可能降低，建議采用96位。

　　當(dāng)糧食在某個階段完成某一道工序并貼上儲存有EPC標(biāo)識的RFID標(biāo)簽后，在糧食的整個生命周期中，該EPC代碼將成為它的唯一標(biāo)識，以此EPC編碼為索引能實時的在RFID系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中查詢和更新糧食相關(guān)信息，也能以此為依據(jù)，在糧食的運輸、儲存、加工等各個流通環(huán)節(jié)對它進行定位和定時追蹤。每一道工序前都設(shè)有一個閱讀器，并配備相應(yīng)的Savant系統(tǒng)和計算機Internet系統(tǒng)。在糧食半成品的加工、轉(zhuǎn)運、儲存，以及成品的再加工、轉(zhuǎn)運、包裝和儲存過程中，當(dāng)糧食流通到某一環(huán)節(jié)的閱讀器前時，閱讀器在有效的讀取范圍內(nèi)就會監(jiān)測到標(biāo)簽的存在，因為閱讀器可以不斷的讀取一連串的產(chǎn)品電子代碼。

　　2．2 物聯(lián)網(wǎng)在糧食物流跟蹤過程中的運用

　　糧食物流具體跟蹤過程可分為6個部分(見圖1)，包括糧食入庫、存儲、出庫、運輸、加工以及銷售信息跟蹤。糧食物聯(lián)網(wǎng)的整個過程是以Savant系統(tǒng)作支撐，通過在托盤、貨架、車輛、倉庫內(nèi)部、出入庫口、搬運器械、物流關(guān)卡等安裝RFID閱讀器，能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的入庫、出庫、盤點，以及物流交接環(huán)節(jié)中的RFID信息采集，通過RFID技術(shù)與物流設(shè)備、設(shè)施的結(jié)合，實現(xiàn)糧食物流的透明化、信息化和自動化管理。糧食物聯(lián)網(wǎng)的整體架構(gòu)見圖2

　　糧庫從農(nóng)戶或者中間商手中收購糧食，在糧食正式入庫前，檢驗員會對每批產(chǎn)品進行質(zhì)量檢驗，同時會在該批糧食中加載包含對應(yīng)EPC代碼的射頻識別標(biāo)簽，收集糧食的登記信息和檢驗結(jié)果。在入庫和儲存過程中發(fā)生裝卸搬運操作、入倉和轉(zhuǎn)倉等情況時，Savant系統(tǒng)會將糧食實際變化情況與對應(yīng)PML文件信息相匹配。
當(dāng)糧食以散存的方式入庫后，插入糧食無線溫度、濕度電子標(biāo)簽，并且在糧倉內(nèi)安裝溫度、濕度和氣體濃度等傳感器，通過安裝在糧倉內(nèi)部或者附近的RFID閱讀器，實時監(jiān)控糧食存儲過程中倉庫內(nèi)的溫度、濕度和氣體濃度，并將接收到的EPC信息傳輸?shù)奖镜胤?wù)器中的Savant軟件，隨后將RFID閱讀器識別到的糧倉內(nèi)信息記錄到本地EPC信息服務(wù)器，同時通過無線通信方式傳送到糧食監(jiān)控系統(tǒng)中心，系統(tǒng)中心通過GIS開發(fā)的軟件將信息轉(zhuǎn)變成直觀性信息，同時系統(tǒng)就地與通風(fēng)等設(shè)備組成控制系統(tǒng)，實現(xiàn)糧倉內(nèi)環(huán)境的自動調(diào)節(jié)。

 　　當(dāng)糧食以集裝箱的形式出庫時，射頻閱讀器將它收集到的該批糧食的EPC信息傳遞給本地服務(wù)器中的Savant軟件。隨后Savant進人工作狀態(tài)，將射頻閱讀器識別到的糧食信息記錄到本地EPC信息服務(wù)器(Local EPC—IS)，EPC信息服務(wù)器將收集到的信息與入庫檢驗、存儲監(jiān)控時收集在數(shù)據(jù)庫里具有相同序列號的糧食信息相匹配，隨后按照PML規(guī)格重新寫入交易、出庫記錄，形成新的PML文件并存入PML服務(wù)器。在將糧食交易、出庫信息記錄到本地PML服務(wù)器的同時，將該批糧食EPC編碼和PML服務(wù)器IP一塊注冊到ONS服務(wù)器使其在ONS基礎(chǔ)構(gòu)架中產(chǎn)生對應(yīng)關(guān)系。通過Internet保障各地的Savant系統(tǒng)可以隨時發(fā)出詢問并讀取該批糧食的相關(guān)信息。

　　當(dāng)糧食以集裝箱形式運輸時，在道路貨運車輛的擋風(fēng)玻璃或者車體部位貼上智能化的集裝箱RFID標(biāo)簽，標(biāo)簽中包含車牌號、起訖地點、線路、所屬的企業(yè)、糧食基本信息等，實時記錄箱、貨、流信息以及開關(guān)箱時間和地理位置信息，實現(xiàn)糧食集裝箱物流信息的全程實時在線監(jiān)控。當(dāng)行駛前方出現(xiàn)交通事故導(dǎo)致道路堵塞時，糧食流通信息實時監(jiān)控系統(tǒng)重新選擇最優(yōu)路徑，通過無線通信方式傳送給貨運車輛，以便及時調(diào)整貨運路線，按時完成運輸任務(wù)。

　　當(dāng)糧食運送到糧食加工企業(yè)時，射頻閱讀器會根據(jù)到貨檢驗、裝卸搬運、入庫等物流作業(yè)快速讀取EPC標(biāo)簽中的代碼，并將數(shù)據(jù)傳遞給本地Savant系統(tǒng)。本地Savant系統(tǒng)將識讀到的糧食EPC編碼傳送給本地ONS服務(wù)器。ONS服務(wù)器將該糧食EPC編碼轉(zhuǎn)換成EPC域名，并把EPC域名傳遞給ONS基礎(chǔ)構(gòu)架，請求與EPC域名相匹配的PML服務(wù)器IP。ONS基礎(chǔ)構(gòu)架中的Savant系統(tǒng)負責(zé)將這一請求與糧庫的PML服務(wù)器相匹配，并連接通訊。本地服務(wù)器通過Internet與遠程PML服務(wù)器通訊，請求服務(wù)器中糧食相關(guān)信息。糧庫的PML服務(wù)器返回糧食的檢驗記錄、交易記錄及相關(guān)物流紀錄。本地服務(wù)器將遠程PML服務(wù)器返回的糧食信息包括糧食品名、皮重、毛重、有效期等與入庫質(zhì)量復(fù)檢閱讀器收集到的購進重量、購進數(shù)量、購貨日期等項內(nèi)容，生成驗收記錄，存人后臺的PML服務(wù)器。同時本地Savant系統(tǒng)將記錄糧食生產(chǎn)企業(yè)PML服務(wù)器的IP地址。

 　　在糧食批發(fā)到達銷售點時，與入庫、儲存、出庫產(chǎn)生的糧食物聯(lián)網(wǎng)工作流程是相類似的。當(dāng)零售店里的消費者或售貨員取走貨架上的糧食并最終付款時，貨架上的射頻閱讀器會通過糧食包裝上的EPC，辨認出該糧食的信息。然后通過零售店的Savant系統(tǒng)更新本地的庫存信息并在糧食物聯(lián)網(wǎng)中的EPC信息服務(wù)器(EPC—IS)和ONS服務(wù)器更新信息，如將信息數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的產(chǎn)品信息加入“已銷售”一項。售貨員通過EPC網(wǎng)絡(luò)反映到糧庫的本地EPC信息服務(wù)器(Local EPC—IS)中，然后糧庫會注銷已經(jīng)消費掉的糧食信息。在糧食銷售的整個過程中，糧食物聯(lián)網(wǎng)的每個物流交接環(huán)節(jié)一直在通過自己的閱讀器識別、確認糧食貨物的相關(guān)信息，并通過Savant系統(tǒng)與PML服務(wù)器和ONS服務(wù)器建立連接，不斷生成每個環(huán)節(jié)的糧食跟蹤PML文件。在糧食銷售過程的每個環(huán)節(jié)中，只要通過射頻閱讀器就可檢驗貨物，而不需要開包驗收，這樣就能提高物流作業(yè)效率，還能夠保證各環(huán)節(jié)實時地了解到糧食產(chǎn)品庫存的詳細情況。

　　3 結(jié)論

　　物流模式的變革呼喚了RFID技術(shù)，RFID技術(shù)的升級換代使EPC技術(shù)又演繹了全新的物聯(lián)網(wǎng)。糧食物流在物聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一規(guī)劃和組織下，應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)，深入開發(fā)、廣泛利用信息資源，加速實現(xiàn)糧食物流現(xiàn)代化進程。糧食企業(yè)內(nèi)部實現(xiàn)信息化管理，糧食企業(yè)問嘗試通過綜合信息平臺的建立，加強橫向溝通和信息共享，改變以往的相對封閉狀態(tài)，共享資源。可以減少企業(yè)間的重復(fù)建設(shè)所造成的資源浪費、效率低下等現(xiàn)象，優(yōu)化社會和企業(yè)資源配置，減少企業(yè)投資，降低運輸成本?，F(xiàn)在我們具備了建立糧食物聯(lián)網(wǎng)的主要條件，我國的無線通信網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)覆蓋了城鄉(xiāng)，在不久的將來，每一單糧食產(chǎn)品將通過一個無線網(wǎng)址的特有識別碼與互聯(lián)網(wǎng)相連。目前物聯(lián)網(wǎng)在糧食物流方面還處于探索和實驗階段，我們一定要抓住機遇，在建立風(fēng)險防范機制的同時，進一步推廣物聯(lián)網(wǎng)在糧食物流中的應(yīng)用，將會對我國現(xiàn)代糧食物流快速發(fā)展發(fā)揮巨大的作用。