摘 要：城镇化不断推进的如今，从农产品的种植/养殖，运输、消费现状出发，采用条码、传感器、RFID无线射频、定位、云计算平台等先进的物联网技术，提出构建农产品快销统一信息平台的初步方案，进而完善农产品质量安全溯源体系，以降低物流总成本。

关键字：农产品，物联网技术，快销统一信息平台

基金项目： 湖北省科技厅软科学研究专项资助项目，项目编号：2014BDH128。

The Study on Rapid Sales Unified Information Platform about Agricultural Products Based on the Technology about the Internet of Things

Wu Yun，Tu Miao

Abstract： urbanization today， from the situation of agricultural products planting / breeding， transportation， consumption； using advanced technology of the internet of things such as bar code， sensor， RFID， location， cloud computing platform and so on， creating a preliminary scheme for fast selling unified information platform about agricultural products， and improving the quality of agricultural products traceability system security， in order to reduce the total cost of logistics.

Key words： agricultural products， technology about the internet of things， fast selling unified information platform

1 引言

近几年，我国虽然不断加大农业的投入，但相对于工业化、城镇化进程，农产品流通发展相对滞后。随着城镇化进程，城市人口越来越多，农产品的需求也越来越多，甚至出现供不应求、不新鲜、价格较高等问题；并非没有农产品，而是农产品信息和运输环节不够通畅，快销是必然趋势。

农产品快销统一信息平台将农产品从种植/养殖、运输、消费中产生的信息、及相关设施设备融合成有机整体；主要由基础设施设备（网络、各种连接互联网的终端）和快销统一的信息平台（相关软件、网站）等构成。

2 农产品的特点

湖北是粮棉油等农产品的生产大省，粮、棉、油总产量位居全国前列；但农产品信息、流通发展相对落后，且具有流通量大，相对集中等特点，“买难、卖难”的情况经常发生。

2.1 农产品生产环节落后

劳动生产率和产业化程度偏低，受气候、土壤、降水等自然条件的约束；人均耕地面积较小，耕种集约化程度较低，品种更新慢，产品结构不合理。

2.2 农产品供应链环节多，流通成本高

农产品流通量大，范围广，生产、消费点分散；流通一般经过：生产者——产地批发市场——运销商——销地批发市场——零售商——消费者。农产品储运中，一般需要低温、防潮、防虫害、防压，且需要专用仓库、运输工具、装卸设备等配套设施，是普通物流不具备的；流通环节过多及冷链物流技术、存储等条件等限制，致使第三方物流发展滞后，流通效率低。

2.3 农业生产的季节性，市场规模小，物流环节不畅

生产资料和农产品的运输时间性都强且不均衡，播种时大量肥料运到田间，收获时大量农产品从田间运回，其他时间运输量较小。农产品基本都有生命，多易损易腐，且集中上市；为减少损失，延长农产品保存期必须进行深加工，但目前生产、加工、流通脱节。

农产品销售以中小集贸市场为主，缺乏龙头企业、专业大户，存在一定的自发性和盲目性；批发市场布局不合理，选址不合适，配套设施不完备，管理水平、信息手段相对落后等问题：农户主要通过本地的农业网、或等待渠道商上门收购，使得销售处于被动状态，很难保证在价格最高时出售；加工和终端销售的渠道商由于信息不通畅，很难收购到符合条件的农产品。

为解决上述问题，必须深入研究湖北农产品种植、运输、消费特点，分析现状，借鉴发达国家农产品快速流通与管理方面的先进经验，采用条码、RFID射频技术、传感器等先进的物联网技术、构建一个从种植/养殖、运输、销售于一体的农产品快速统一信息平台。

3 物联网相关技术

3.1 条码

一维条码是将宽度不等的黑、白条，按编码规则排列，表达信息的图形标识符。当光电或激光扫描仪等发出的光在条码上反射，扫描仪内部的光电转换器将接收到的强弱不同的反射光信号转换成电信号，黑白条的宽度不同，电信号持续时间也不同，再根据相应的规则转换成相应的数字、字符信息。

商品条码标出生产国、制造厂家、名称、生产日期等，在商品流通、图书管理等许多领域都得到广泛应用。一维条码主要由静区、起始符、数据符、校验符和终止符等组成；具有唯一性、无含义性，一经分配终身使用等优点。

一维条码数据容量较小，只能包含字母和数字，必须依赖数据库，且只在一个方向表达信息，尺寸相对较大，由此扩展出二维码，它能记载汉字数据文件，图片、网络链接等，如今网络上常见的二维码属于QRCode，可容纳1850个字母，容错能力强，有时损毁达50%仍能恢复，制作成本低，尺寸可变，手机能识读等优点。

3.2 无线射频识别（RFID）技术

RFID技术是一种非接触式自动识别技术，通过无线射频信号自动读取相关信息，结合数据库和互联网，实现农产品的跟踪与信息共享。

RFID标签由芯片和天线组成，将农产品的名称、生产日期、产地等信息写入RFID芯片，并贴在农产品的外包装上；贴有RFID标签的农产品进入读写器读写范围内，标签上的天线接收读写器发出的无线电信号，将存储的信息发给读写器，读写器再发给应用程序进行存储和处理。

在农产品的流通中运用RFID技术，可随时监控农产品流通过程，降低供应链中安全存货量和运营资本，有效降低农产品流通成本；同时也可以及时地获得市场消费现状数据作出科学的预测，协调农产品的生产、流通和消费。

3.3 传感器

传感器代替人的感觉器官感受外界信息，并转换成易处理的电信号，其感知能力远远超过人的感官，如家电的温湿度计，电视机遥控，煤气泄漏报警，路灯的声控等；目前正向高精度，数值化，智能化、微型化，集成化发展，常见的有温湿度，光，气敏，力敏等传感器，特别是微电子机械系统（MEMS），集各种传感器、执行器、信号处理与控制，通信接口等于一体，尺寸在1μm～1mm。

传感器体积小，携带的能量有限，数目庞大，成本较低，更换电池不现实，且维护困难甚至不可维护，处理器能力较弱，存储器容量也较小；通信带宽较窄且经常变化，通信范围只有几十米到几百米，且随机布撒，位置无法预先设定，节点必须能自动进行配置和管理。

为有效地节省能量，可在数据收集过程中，取出冗余信息，是牺牲延时换取能量的节约。

3.4 定位

传感器必须知道位置才能说明“什么位置发生什么”，按是否已知位置，分为信标节点和未知节点。信标节点比例较小，通过GPS/GIS/北斗等定位设备定位，是未知节点定位的参考点。传感器能量有限、可靠性差、通信距离有限，对定位技术提出很高的要求。

全球定位系统（GPS）能全方位、实时定位导航，且全球、全天候工作；定位精度高，差分定位达cm、mm级，且与电子地图、无线通信、车辆管理系统结合，可实现车辆跟踪和交通管理等，特别是某些道路禁行、拥堵、最短路径决策等问题；在运输、仓储、装卸等环节，都可通过GPS导航、车辆跟踪、信息查询等管理。

地理信息系统（GIS）以地理空间数据库为基础，在计算机软、硬件支持下，对空间数据进行采集、管理、分析，提供多种空间和动态的地理信息，具有数据搜集、管理和分析等方面的强大功能，是建立、编辑图形和地理数据库，并进行空间分析的工具集合。

3.5 云计算平台

在云计算平台，用网络将各种异构计算资源整合为抽象的、可动态扩展的计算资源池，通过互联网提供应用服务，只要能上网就能使用云计算平台提供的各种功能。基于物联网云计算技术的快销信息平台，使农产品从种植/养殖，运输到消费的各个环节都可在任何时间、任意位置、用各种终端方便地发布、查询、更新信息。

4 构建快销统一信息平台

快销统一信息平台不同于普通信息平台，主要因为农产品需要快速的流通，以保证农产品从采摘/屠宰、运输、到消费的整个过程中需要一直保持新鲜，这需要整个运输过程中防止被压、低温运输。快销统一信息平台有助于农户和渠道商及时了解市场供需现状和价格、销售走势，加速农产品的快速、有效流通，减少种植/养殖经营的盲目性和过度的竞争。

4.1 可行性和功能分析

目前各种有线、无线网络覆盖、普及率较高，政府各部门均配备办公电脑及相关网络设施，可随时维护农产品生产、销售的信息；农民、渠道商拥有电脑、手机的数量逐年增加，能随时随地在农产品快销统一信息平台上查询和发布相关信息。

分析农产品的现状后，快销统一信息平台主要具有用户登录、产品分类、产品展示、站内交易、市场动态等功能，如图1所示。

图1 快销统一信息平台主要功能

农产品快销统一信息平台通过云计算平台，将RFID射频、条码、传感器等现代物联网技术整合为有机整体，主要由种植/养殖、农产品深加工、运输、销售、消费者查询等管理子系统组成。

4.2 技术路线

为构建农产品快销、质量安全溯源体系，快销统一信息平台主要采用如下技术：

1、传感器、编码设备安装以及数据采集

农产品一般要求低温、防潮、防压储运，为随时监测农产品的储运状态，在打包农产品时，同时将温湿度传感器、压力传感器等传感器一起打包，传感器间采用自动动态组网，逐级将传感器检测的数据传输到接收器上；专用仓库、运输工具、装卸设备等均安装有相应的接收器，能随时或定时自动连接互联网，将采集到的数据自动上传到快销统一信息平台。

农产品在打包时还需贴上条码或嵌入RFID标签，鉴于RFID标签比较昂贵，可在打包时，小包贴上一维或二维条码，大包内嵌入一个RFID标签。

在农产品流通的各阶段，从产地、运输车辆、货场、仓库、到批发市场等均安装条码、RFID读写设备，采集相关农产品或车辆运输信息后存储到数据库。

2、海量信息存储和处理。

大量农产品信息必须准确记录、完整保存，以便查询，使农产品的质量安全溯源更加快速、实时和准确。农产品所有资源和信息都在云平台上汇集，随时随地接受各种信息，通过优化计算将海量信息按实际需求进行整合，提供给农户、物流服务商、销售商、消费者，及时收集、反馈信息，共同参与管理农产品的生产、运输、销售等各环节；消费者也能非常便利地通过电脑、手机等上网工具实时查询农产品质量安全的相关信息。

3、信息维护

农产品快销统一信息平台最重要的是应用与维护，主要依赖政府、农户、渠道商三方面。政府设立专门部门、人员特别是农业局，对农户种植/养殖信息，从播种/繁殖开始，直到收获/屠宰、供应的所有的供求信息的采集和更新维护，转载农产品需求信息让种植户、养殖户和渠道商了解，避免销售问题，尤其是解决农产品销售难的问题，如何以最高的价格出售；农户要时刻关注和发布种植/养殖、供应信息，积极查询、主动和渠道商、消费者联系，也可以主动将种植/养殖、供应信息以信息采集表、电子邮件、短信的方式反映给农业局；渠道商应在农产品成熟前期发布准确、有效的需求信息，以缩短等待时间，也可查询供应源，直接和农户、政府相关部门联系。

5 结论

利用条码、RFID射频技术、传感器、云计算平台等物联网技术，设计构建农产品快销统一信息平台，提供现代化信息管理手段，使农产品质量安全追溯成为可能，同时更好地改善农产品物流服务质量差、流通成本高的现状。构建农产品快销统一信息平台固然重要，但信息的更新管理更重要，，主要靠政府、农户和渠道商共同完成，构建农产品快销统一信息平台势在必行。

参考文献

[1]胡艺峰，基于RFID技术的农产品流通信息系统研究[J]，数字技术与应用，2011（5）：63—64.

[2]陈康，郑纬民，云计算，系统实例与研究现状[J]，软件学报，2009，20（5）：1337—1348.

[3]张雯佳，郑少锋，周至猕猴桃产业化发展问题浅析硼，陕西农业科学2008，2：138—139.

[4]刘珊慧，刘朝晖，农村物流信息平台建设，农业网络信急，2007，3：65—67.

[5]孙玉砚，杨红，刘卓华等，基于无线传感器网络的智能物流跟踪系统[J]，计算机研究与发展， 2011，48（s1）：343—349.

[6]郑会龙，以云计算技术建设高端农产品物流系统的研究[J]，现代食品科技， 2012（12） ：1839—1843.

[7]肖亮，基于物联网技术的物流园区供应链集成管理平台构建[J]，电信科学.2011，27（4）：54-60.

[8]黄志雨，嵇启春，陈登峰，物联网中的智能物流仓储系统研究[J]，自动化仪表，2011，32（3）：12—15.

[9]Shahin F. ZigBee wireless networks and transceivers[M]，USA：Elsevier，2008.

[10]陈博，刘开华，STM32的RFID手持终端硬件设计[J]，单片机与嵌入式系统应用，2012，12（4）：45—48

[11]Perkins C，Royer E.Ad hoc Oil-demand and distance vector（AODV）muting[EB/OL]. [2003- 07-01]. http：//www.ietf.org/rfc/rfc3561.txt.