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[導(dǎo)讀]挑戰(zhàn)和需求所謂冷鏈物流是指溫度敏感性產(chǎn)品在生產(chǎn)、貯藏、運輸、銷售各個環(huán)節(jié)中,始終處于預(yù)先制定的低溫環(huán)境下,以保證物品質(zhì)量,減少物流損耗的一項系統(tǒng)工程,一般分為冷藏(凍)加工、冷藏(凍)存儲、冷藏(凍)運輸及

挑戰(zhàn)和需求

所謂冷鏈物流是指溫度敏感性產(chǎn)品在生產(chǎn)、貯藏、運輸、銷售各個環(huán)節(jié)中,始終處于預(yù)先制定的低溫環(huán)境下,以保證物品質(zhì)量,減少物流損耗的一項系統(tǒng)工程,一般分為冷藏(凍)加工、冷藏(凍)存儲、冷藏(凍)運輸及配送、冷藏(凍)銷售四個部分,其中冷藏運輸及配送環(huán)節(jié)是目前冷鏈物流的薄弱環(huán)節(jié)。由于環(huán)境變化較大,且限于技術(shù)和成本因素,在運輸和配送過程中的物品溫度發(fā)生改變而造成質(zhì)量事故的風(fēng)險相對其他環(huán)節(jié)要大。而且,通常情況下運輸配送過程的封閉型往往會對后續(xù)的事故原因鑒定工作造成困難,即物品溫度超過限制范圍是何時何地開始出現(xiàn)的?是由于環(huán)境的突發(fā)性因素還是冷藏(凍)系統(tǒng)的持續(xù)性故障?這些問題的解決需要一個能夠持續(xù)記錄物品溫度并將此溫度數(shù)據(jù)便捷存儲和發(fā)送到后臺管理系統(tǒng)的技術(shù)。

伴隨著有源 RFID技術(shù)和應(yīng)用的迅猛發(fā)展,行業(yè)內(nèi)逐步認(rèn)識到基于有源 RFID技術(shù)的溫度傳感系統(tǒng)在冷鏈物流中的重要應(yīng)用:有源RFID標(biāo)簽集成,通過溫度傳感器實時獲取溫度數(shù)據(jù),然后傳送給與之連接的RFID標(biāo)簽儲存,RFID標(biāo)簽獲得的數(shù)據(jù)則在進入閱讀器閱讀范圍時被讀出,以供利用。通過這種方法,可以實現(xiàn)對運輸/配送過程中溫度發(fā)生改變時的預(yù)警,或是對過程中的溫度變化進行記錄,從而幫助辨識可能由溫度變化引發(fā)的質(zhì)量變化及具體發(fā)生時間,并有助于質(zhì)量事故的責(zé)任認(rèn)定。例如,在醫(yī)療用血液的運輸中,溫度應(yīng)該嚴(yán)格的控制在4℃(±0.5℃),若利用傳統(tǒng)溫度監(jiān)測手段,只能監(jiān)測端到端的節(jié)點溫度,但即使節(jié)點測量溫度正常,并不能保證運輸過程中的溫度始終正常,而利用 RFID技術(shù),可以了解血液在運輸過程中是否發(fā)生了溫度變化以及可能由此引起的質(zhì)量變化。我國冷鏈系統(tǒng)與發(fā)達國家之間較大的差距意味著此市場具有不小潛力。隨著物流業(yè)全開放,物流產(chǎn)業(yè)投資將進一步增加,冷鏈物流市場規(guī)模也將相應(yīng)加大,將給RFID應(yīng)用帶來機會。就目前而言,RFID冷鏈物流應(yīng)用已經(jīng)沒有技術(shù)障礙,而成本仍是主要瓶頸。目前RFID應(yīng)用集中在敏感或貴重商品領(lǐng)域,如移植用器官、醫(yī)療用血液、骨髓、疫苗、藥品以及名貴酒品、貴重花卉、高價值海產(chǎn)品等。除了在敏感領(lǐng)域和貴重領(lǐng)域的應(yīng)用,運輸距離越長和周轉(zhuǎn)次數(shù)越多的冷鏈系統(tǒng),RFID的應(yīng)用需求也在相應(yīng)增加。而在普通冷鏈應(yīng)用中,雖然 RFID成本較高,但與自行開發(fā)一套“黑匣子”溫度監(jiān)控系統(tǒng)相比(如麥當(dāng)勞目前正在使用的貨物跟蹤和溫度跟蹤系統(tǒng)),RFID還是具有大規(guī)模應(yīng)用的成本優(yōu)勢。隨著技術(shù)不斷進步使得成本降低,冷鏈物流RFID應(yīng)用將普及化具有廣闊的應(yīng)用前景。

應(yīng)用方案

為應(yīng)對前述課題,上海秀派電子科技有限公司近期推出了基于有源 RFID 技術(shù)的冷鏈溫度監(jiān)控系統(tǒng)。 通過先進的有源RFID技術(shù),在需要合適的溫度監(jiān)控管理來保證質(zhì)量的生鮮食品和藥品的物流管理和生產(chǎn)流程管理中,將采集到的物品溫度數(shù)據(jù)持續(xù)記錄在有源電子標(biāo)簽內(nèi),對產(chǎn)品的生鮮度、品質(zhì)進行細致地、實時地管理。

系統(tǒng)的工作方式非常簡單,將溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)定時寫入 RFID標(biāo)簽內(nèi),當(dāng) RFID標(biāo)簽進入遠距離閱讀器信號覆蓋范圍時,將RFID芯片內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)上傳給遠距離閱讀器,交由后端系統(tǒng)處理。此系統(tǒng)可結(jié)合 GPRS/CDMA 等技術(shù)向后臺實時傳輸溫度監(jiān)控數(shù)據(jù),以達到實時監(jiān)控目標(biāo)物品溫度變化的效果;也可以在所運物品在達到目標(biāo)地點后一次性讀取所有溫度數(shù)據(jù),生成溫度變化圖表,完成對供應(yīng)鏈的溫度變化的監(jiān)管。下圖為一個完整的運輸過程的溫度變化示意圖:

運輸過程中由于各種可能的外在因素和冷藏(凍)設(shè)備的故障,物品溫度通常會有所變化,有源標(biāo)簽內(nèi)足夠大的存儲空間可以放置足夠數(shù)量的溫度記錄(在理想情況下可以由數(shù)學(xué)工具模擬成一條連續(xù)的曲線)。如果溫度變化超出一個預(yù)先設(shè)定的范圍,比如20℃~30℃,顯然,曲線中間有一段記錄是明顯低于 20℃,此時可以根據(jù)此一時間查詢相應(yīng)的地點和外在環(huán)境,以便于探究相應(yīng)的溫度變化原因。

通常情況下,有源標(biāo)簽內(nèi)會設(shè)置一個時間鐘,在每次啟用時會跟閱讀器校對時間,內(nèi)置安全算法保證只有獲得授權(quán)的用戶才能讀取標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)并確保所有已經(jīng)存儲的溫度和時間記錄不能被非法修改。

在大規(guī)模的冷鏈物流應(yīng)用中,信息采集和發(fā)送的實時性越來越被行業(yè)所重視,某些極為貴重和重要的物品如疫苗、特種血漿、急救藥品等都要做一個實時性的全面監(jiān)控,以待任何破壞跡象一出現(xiàn)就能被有效獲取,并對相關(guān)應(yīng)急機制起到預(yù)警作用。一個不完全的冷鏈物流溫度監(jiān)控模式如下圖所示:

首先,溫度標(biāo)簽會被加載到目標(biāo)物品(箱)上,待裝運出發(fā)后,即持續(xù)記錄物品溫度。一般有兩種應(yīng)用模式,一種是在每個物流環(huán)節(jié)一次性上傳溫度數(shù)據(jù),物流管理有上傳數(shù)據(jù),分環(huán)節(jié)監(jiān)控物品質(zhì)量;另一種是在運輸車輛/船舶上設(shè)置實時傳輸機構(gòu),等,物流管理平臺能夠不間斷對目標(biāo)物品進行監(jiān)測。這兩種模式的唯一區(qū)別在于,后模式能夠起到搶救部分貴重物品的作用,而不僅僅是像前一種模式只能鑒定物品是否當(dāng)然,有源標(biāo)簽是標(biāo)識某一個包裝箱(柜)的,同一個集裝箱內(nèi)的不同包裝單位是可多個有源標(biāo)簽進行監(jiān)測的。

作為國內(nèi)有源 RFID 產(chǎn)品的首席供應(yīng)商,上海秀派公司提供了經(jīng)過大量現(xiàn)場測試的優(yōu)質(zhì)溫度傳感標(biāo)簽。目前,秀派電子提供的溫度標(biāo)簽有如下特點:數(shù)據(jù)存儲量大,最大可以擴展至 256KB 的用戶空間;可重復(fù)使用,使用成本低,不需人工干預(yù),不需脫離物品;通訊距離遠,與基站式閱讀器可在 80 米大范圍通訊,與手持閱讀器也能保持30米的通訊距離;內(nèi)置高能鋰電池供電,并采用微功耗設(shè)計,使用壽命長(5年);標(biāo)簽體積小,方便安裝使用。

方案特點

大流量:極高的防沖突性,采用多種防沖突方案,可支持 200 個以上標(biāo)簽的同時讀??;

支持高速度移動讀取,標(biāo)識卡的移動時速可達 200 公里/小時以上。

高可靠性,工作溫度-40℃~85℃,防水,防沖擊。

高抗干擾:對現(xiàn)場各種干擾源無特殊要求,安裝方便簡單。

全球開放的ISM微波頻段,無須申請和付費。

超低功耗:對人體更安全、更健康。

可以快捷把握生鮮度管理中最重要的運輸途中的溫度狀況。

促進流通過程中的生鮮度管理的改善(改善出貨方法、選定物流路線)。

如有需要,可擴展為由企業(yè)或聯(lián)盟建立覆蓋全冷鏈流程的冷鏈監(jiān)測中心數(shù)據(jù)平臺。

可以向消費者宣傳生鮮食品的安全性,樹立品牌形象。向消費者提供“放心”服務(wù),樹立品牌形象;提供溫度數(shù)據(jù)記錄,提升核心競爭力,滿足較高層次的“綠色食品消費”需求。

符合食品安全監(jiān)管要求。食品安全質(zhì)量控制 HACCP 要求:根據(jù)HACCP體系的要求,原料采購接受時除了檢驗食品的保質(zhì)期、外包裝、食品外觀等外,還必須對食品的內(nèi)部溫度及運輸過程中溫度的連續(xù)性進行嚴(yán)格檢查。

溫度指標(biāo)可動態(tài)設(shè)定,方便使用。

產(chǎn)品介紹

1、溫度傳感標(biāo)簽 SP-TST-100

識別距離          最遠80米(與SP-RFS-300,空氣中)

工作頻段          2.4-2.48G

接收靈敏度        -80 dbm ~ -90 dbm

存儲空間          可擴充最大256KB

期望電池壽命     > 5 年,電池電量過低時自動報警

掉電保存期       10年以上

ID號碼            64 bit

應(yīng)用手冊_冷鏈物流

工作溫度          -40℃ ~ +80℃

保存溫度          -60℃ ~ +85℃

抗電磁干擾       10V/m 0.1~1000MHz AM調(diào)幅電磁波

震動                10 ~ 2000Hz  15g 三個軸

自由跌落          1500mm 混凝土地面,每個面各兩次

溫度敏感度        0.5℃

2、閱讀器(刷卡器)SP-RFS-300 系列

識別速度          100 個標(biāo)簽/秒 (僅限ID號)

防碰撞處理       200個標(biāo)簽同時讀取

識別距離          最遠80米(與SP-TGS系列標(biāo)簽,空氣中)

工作頻段          2.4-2.48G

輸出功率          ≤3 dBm(可軟件調(diào)整)

微波通訊檢錯    CRC16循環(huán)冗余校驗

天線極化          定向/全向

標(biāo)準(zhǔn)/認(rèn)證         CE;FCC;ISO9001

電源                6~12V DC(MAX 30mA)

通訊接口          RS232/485/威根 波特率:4800~115200

工作溫度          -40℃ ~ +80℃

保存溫度          -60℃ ~ +80℃

抗電磁干擾       10V/m 0.1~1000MHz AM調(diào)幅電磁波

可靠性             MTBF ≥ 70000小時

3、手持閱讀器SP-RCF-100系列

識別速度          100 個標(biāo)簽/秒 (僅限ID號)

防碰撞處理       200個標(biāo)簽同時讀取

識別距離          最遠30米(與SP-TGS系列標(biāo)簽,空氣中)

工作頻段          2.4~2.48G

輸出功率          ≤3 dBm(可軟件調(diào)整)

微波通訊檢錯    CRC16循環(huán)冗余校驗

天線極化          圓極化

標(biāo)準(zhǔn)/認(rèn)證         CE;FCC;ISO9001

電源                PDA供電

通訊接口          CF 波特率:19200

工作溫度          -40℃ ~ +80℃

保存溫度          -60℃ ~ +80℃

抗電磁干擾       10V/m 0.1~1000MHz AM調(diào)幅電磁波

可靠性             MTBF ≥ 70000小時

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