物联网技术在油脂行业中的应用探讨
来源:环球粮机网发布时间:2015-04-28 21:52:50
1999年,美国麻省理工学院(MIT)的自动识别中心(Auto—IDCenter)最早提出了物联网的概念。简单来讲,物联网就是通过各种信息传感设备,如射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等对实物进行扫描,并通过互联网联系起来,进行信息的交换,实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络技术⋯。物联网的实质在于,利用射频自动识别技术,通过计算机及互联网实现物品(商品)的自动识别以及信息的互联与共享。
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我国物联网技术目前已经从实验室阶段走向实际应用阶段,特别是在粮食行业得到了一定的应用,如在食品物流系统、食品储运系统、食品安全追溯等几个方面的应用。在2011第二届中国国际物联网(传感网)博览会上,中国航天科工集团公司控股的航天信息公司全面展示了粮食安全解决方案,形成了覆盖粮食收购、存储、运输的完整粮食安全解决方案。其中“基于物联网的数字粮库解决方案”可实现粮食行政管理部门对国家、省级、地方储备粮的高效监管,实现粮库规范化、智能化管理,保障国家粮食安全。但是,目前物联网在我国食用油生产加工、仓储、销售等方面的研究还很少见,发展物联网不仅是我国当前一项重要的战略任务,也是未来社会发展的必然趋势。可以断定,谁在物联网时代抢占了发展的制高点,谁就能在世界经济中占据举足轻重的地位。因此,加强物联网在食用油生产加工、仓储、销售等方面的应用研究,对提高生产效率、安全监测、质量控制等方面有重要的意义,也会使油脂产品的安全性达到一个新的高度。
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1物联网的构成及关键技术简介
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物联网系统由感知层、网络层、应用层构成。下面对各个结构进行简单的介绍。
(1)感知层。主要包括各种信息传感技术,如各种传感器、射频识别等,进行物品的识别和信息的收集。这些采集给下面的活动奠定了坚实的基础,是网络层和应用层进行活动的基本条件。因此,感知层的活动至关重要。
(2)网络层。主要包括互联网、2G无线网络、3G无线网络以及网络层物联网的管理中心和物联网的信息中心等。感知层的信息传送到网络层,由网络层进行整合和处理,并将信息存储下来,等待应用,它对感知层和应用层起着承上启下的作用,是关键的中间环节。
(3)应用层。将网络层存储的各种信息应用到相关企业、行业,以及社会各个领域,以至个人的日常采购,如生产管理、食品监管、公共管理、环境监测、智能物流和家庭应用等。根据不同要求,满足顾客需要,实现物联网的应用。
物联网所采用的关键技术涵盖感知层等各层面,以及总体架构、标识资源、安全隐私、网络管理技术,也包括嵌入式系统、微电机、软件和算法、电源和储能、新材料等关键支撑技术。其中典型的关键技术有:射频识别技术、EPC电子产品编码、传感器、无线传感器网络、嵌入式智能技术、纳米技术与纳米传感器等。
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2物联网技术在油脂行业中的应用
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由于物联网具有全面感知、可靠传送和智能处理等特点,物联网技术可以实现“从田间到餐桌”的全程监控,全面应用于油料生产、采购、储运、油脂加工生产、质量在线控制、油厂环境监测、安全生产管理、仓储物流及油脂制品的销售等全过程。
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2.1物联网技术在油脂加工生产管理中的应用
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油料生产中运用物联网技术,从油料种子的选育、播种、施肥、采集、晾晒、运输等环节实现油料产品的“电子身份证”,特别是中国每年进口大约5000万t转基因大豆,运用物联网技术能够给中国的油脂加工产业和油脂加工环节提供一个安全、环保、可信的产品信息,从而从源头上保障油脂产品的安全。
油脂加工生产的基本过程是:油料的清理、压榨、浸出、精炼、成品包装、储运。
物联网的油脂加工生产系统主要由数据采集子系统、数据传输子系统、数据处理子系统和数据访问子系统组成。数据采集子系统主要由各种传感器和变送器组成;数据传输子系统主要由控制器组成;数据处理子系统、数据访问子系统主要由计算机及计算机网络设备组成。
系统工作原理为:前端传感器采集油料从种子的选育、播种、施肥、采收、晾晒,到运输过程中的重量、温度、水分等各种数据并传送到数据处理中心,保存到数据库中。在油脂加工过程中,各种传感器采集油料清理过程中杂质、水分数据,压榨过程中的压力、温度、水分等数据,浸出过程中的温度、料坯与溶剂比、设备形式等数据,精炼过程中的碱液比、白土、柠檬酸等添加剂、温度、产品得率等数据,成品包装过程中的抗氧化剂、包装材料、机械润滑油等数据,并将采集得到的这些数据通过变送器送人控制器,控制器中的应用程序根据设定的算法计算出实际的原料温度、水分、压力、得率等数据,并保存到控制器中。通过控制器以太网接口以及TCP/IP协议,每隔设置的时间从控制器中取出所寄存的数量,并通过以太网发送给数据处理中心,成功后及时删除控制器中的数据。数据处理中心接收到数据后,一方面以曲线、图形或报表等形式及时反应油脂加工过程中的具体情况,并在使用人员设定的管理规则上建立科学合理的数据模型加以储存、显示、分析、控制、报警、提示等处理,另一方面将数据保存到相应的数据库中,数据处理中心提供各种接口给各个访问子系统共享数据。同理,油脂储运过程中充氮、储存时间、环境等各种数据也可以被采集并传送到数据处理中心,存储到相应的数据库中。总之,应用物联网技术可以实现以下功能:①自动精确地获得油料产品的产地信息和品质信息;②对油脂加工过程进行自动监督和在线控制;③自动提取和分析油脂加工中各种添加剂比例和来源的相关数据;④自动获取各种产品产量信息;⑤自动监控设备运行、环境质量、安全信息等状态;⑥汇总和统计各类信息,输出各类统计报表;⑦根据采集到的数据及时调整相应的数据,提高油脂生产的品质和效率。
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2.2物联网技术在油脂仓储管理中的应用
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为使油脂仓储有效支持供应链上的其他环节,减少库存支出,进一步降低物流费用,提高仓储效率,可以设计一个基于物联网的仓储管理系统。该系统将物联网技术和油脂仓储管理系统有机结合,通过射频识别技术实现产品的自动识别,利用物联网获取产品信息和仓储信息,集成完善的软件系统,设计出一套集成的智能管理系统框架,实现仓储管理的智能化、网络化和信息化。
基于物联网的智能仓储管理系统是以电子标签作为产品识别和信息采集的技术纽带,对于油脂产品来讲,每件产品的电子标签上详细记录了该产品的加工时间、成分含量、建议保质期等信息,通过物联网获取产品的详细信息,产品入库和出库时自动生成人库清单和出库清单,达到自动入库和自动出库的目的;库内各货架中间设置一定数量的射频识别手持终端或无线车载数据终端,以追踪油料在库内的位置等信息,实现仓储管理系统对货物从入库开始的自动识别、定位、输送、存取、出库等全部作业的信息化管理。同时,通过相应的功能模块,实现库存控制、货位管理和统计查询等功能。具体来讲,可以实现以下功能_9一:①自动精确地获得产品信息和仓储信息;②自动形成并打印入库清单和出库清单;③动态分配货位,实现随机存储,从而最大限度地利用仓储空间;④产品库存数量、库存位置、库存时间和货位的信息查询;⑤产品库存随机抽查盘点;⑥仓库系统综合盘点;⑦汇总和统计各类信息,输出各类统计报表。
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2.3物联网技术在油脂产品销售管理中的应用
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基于物联网的油脂产品销售对现有的销售过程有重大的改革。
首先,基于物联网的油脂产品销售中,由于每件产品都有一个“电子身份证”,全部加贴射频识别电子标签,并建立油脂安全数据库,从原料种植、生产加工开始加贴,实现“从田间到餐桌”的全过程跟踪和追溯,包括运输、包装、分装、销售等流转过程中的全部信息,如原料生产基地、加工企业、配送企业等都能通过电子标签在数据库中查到。这样就有效地防止了假冒伪劣产品、掺假产品和“地沟油”出现在零售商(特别是大型超市)的货架上。
其次,对于油脂产品来讲,保质期是一个重要的销售信息,从摆到货架上到进入顾客餐桌这段时间也会有一个不短的时间,为了及时销售产品,利用物联网技术可以及时监控销售环境(温度、湿度、光照强度、化学物质污染)对油脂品质的影响,还可以对每件产品的品质进行实时监测,实现连续追踪、监测,达到油脂产品的实时监控。同时,及时调整环境因素,保证产品品质,减少损失,降低因销售不当造成的食品安全事件。
再次,基于射频识别的油脂销售管理系统可以使油脂加工生产企业及时了解产品的销售情况,实现对各种资源的实时跟踪,及时完成生产用料的供给和生产工艺的调整,从而提高资源的追踪、定位和管理水平,提升油脂加工业自动化水平和整体效果。
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3结束语
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物联网技术可用于油脂产品加工生产、仓储、销售的全过程。用于生产过程的管理系统能通过信息的传递对生产过程进行优化管理。生产过程管理系统对生产过程进行实时监控和在线控制,在生产过程中同时进行物料平衡,安全生产,适时调整和优化生产工艺;基于物联网的仓储管理系统能够实现产品自动入出库以及仓储过程的全自动化管理;利用物联网技术可以保证油脂安全生产及全过程的追溯,让顾客吃上“放心油”。
物联网这一在全球范围内对每个物品跟踪监控的全新理念,将成为继条形码技术之后,再次变革商品生产、仓储管理、配送销售及物品跟踪管理模式的一项新技术,会从根本上改变油脂加工、仓储、销售的管理手段,结合油脂安全及其物流信息化工作,组建基于物联网的现代油脂加工、仓储、销售管理系统,将对油脂生产、仓储、销售等各环节,实现安全监测、在线监控、溯源、信息共享等,特别是对于食品安全具有重大的现实意义、经济效益和社会效益。