现代农业智能物流系统设计

　　0引言农业物流是现代物流的重要组成部分， 农业物流（Agriculture logistics） 是指以农业生产为核心而发生的一系列物品从供应地向接受地的实体流动和与之有关的技术、 组织、 管理活动。 也就是使运输、 储藏、加工、 装卸、 包装、 流通和信息处理等基本功能实现有机结合[1]

　　。 目前， 我国传统农业物流整体还处于低水平运行， 制约了农业产业化发展和农民收入的增长。 为了进一步适应农业产业化发展的要求， 一些农业物流企业开始运用现代化的物流手段， 提高农业生产的整体效益[2]

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　　21世纪是信息经济的时代， 是中国农业实现现代化的世纪， 而信息化逐步成为推动我国现代化农业发展的主要动力。 农业物流信息体系中既包括农业市场信息， 也包括农业物流的资源信息， 而现在农业信息系统和农业物流信息体系所能提供的信息品种和质量都不能满足需要， 缺乏有效的信息导向， 农资和农产品物流的流向带有盲目性， 流程不合理， 这是导致在途损失严重， 影响流体保值增值的重要原因。

　　现代农业物流信息化可以通过信息和知识及时、准确、有效地获取、处理、传播和应用，把农业物流信息及时、准确地传达到农民手中，实现农业生产、管理、农产品营销信息化，加速传统农业改造、升级，大幅度提高了农业物流效率、管理和经营决策水平。

　　随着科学技术的逐步发展，各种网络传输、无线通信和智能终端等逐步完善， 许多企业开始推出现代农业智能物流系统，以满足农业物流市场的竞争需要。

　　1 农业智能物流概述

　　1.1 农业智能物流的概念

　　农业智能物流是基于物联网技术的应用基础上，利用信息采集、 信息处理、 信息流通、 信息管理和有线通信、 无线通信等先进技术， 完成农产品的运输、仓储、 配送、 包装、 装卸等多项基本活动， 将农产品从供应者向需求者移动的整个过程。 农业智能物流为供方提供最大化利润， 为需方提供最佳服务， 同时消耗最少的自然资源和社会资源， 最大限度地保护好生态环境的整体智能农业物流管理体系。

　　1.2 农业智能物流的关键技术

　　从宏观层面来讲， 农业智能物流的关键技术主要包括： 农业物流实时跟踪技术； 网络化分布式仓储管理及库存控制技术； 有线和无线相结合的综合通信应用技术； 农业物流运输系统的调度与优化技术； 农业物流基础数据管理平台和软件集成技术。

　　从微观层面来讲， 农业智能物流所涉及的关键技术主要包括： 低功耗、 大容量、 读写等效的电子标签， 多电子标签的防冲突技术； 低成本、 小型化、 嵌入式、 可密集部署的高效读写器； 中间件的数据处理和农业信息安全性技术； 规模化应用的农业网络服务构建技术； 面向开环应用的农业系统集成 技 术 ；RFID技术与无线传感等技术的融合等。

　　1.3 农业智能物流的发展趋势

　　农业智能物流是智能交通系统的基础上电子商务化运作的物流服务体系。 它通过智能交通系统解决物流作业的实时信息采集， 并对采集的信息进行分析和处理， 通过在各个物流环节中的信息传输， 为物流管理者和用户提供详尽的信息和咨询服务。 农业智能物流的发展趋势主要体现在以下几个方面。

　　1） 加快反应速度和降低服务成本 。 快速反应已经成为农业物流发展的趋势之一。 通过优化农业物流系统的配送中心网络布局， 精心设计适合的流通渠道， 从而减少物流环节、 简化物流过程， 提高农业物流系统的快速反应性能。 通过农业智能物流中的集成化的物流规划设计仿真技术、 网络化分布式仓储管理及库存控制技术和物流运输系统的调度与优化技术等， 一方面可以加快反应速度， 另一方面也相应地降低了服务成本。

　　2） 提供快捷和便利的服务 。 在农业智能物流综合了多种科学技术， 通过对农业物流全过程跟踪技术、 系统自动订货、 基于Web 的智能流程支持等，都将大大地增加了农业物流服务的快捷性和便利性。

　　3） 智能预测和递延服务。 采用农业智能物流后，农业物流服务可以向上延伸到市场调查与预测、 采购及订单处理等， 向下可以延伸到配送、 物流咨询、 物流方案的选择与规划、 库存控制决策建议、 货款回收与结算、 教育与培训、 物流系统设计与规划方案的制作等。

　　4） 基于先进的物联网技术。 农业智能物流将先进的物联网技术融入到系统方案中， 从而增加了系统的先进性。让感知物流信息无缝获取、让物流调度方案智能生成，并且实现物流调度全过程可视化。而M2M技术也将被广泛地在其中应用。 M2M是指以移动网络运营商的无线网络为平台，采用多种传输方式，通过行业终端，服务于行业用户机器到机器（Machine To Machine，M2M）的无线数据传输业务。M2M的模式将会是下一阶段物联网的开始，M2M是现阶段物联网的普遍模式。

　　2 农业智能物流系统设计

　　2.1 系统概述

　　农业智能物流系统的建设目标就是为物流业者提供一个整合性的物流， 提供一站式的服务， 同时保证物流、 现金流、 商流、 信息流能及时对接， 以实现建立完整的物流产业链。 基于先进的互联网技术， 综合信息通信技术、 卫星定位技术、 嵌入式软件开发、 中间件技术等先进的技术手段， 设计现代农业物流管理系统平台网络拓朴结构如图1。 包括传感层、 网络层、支撑层、 应用层， 信息充分汇聚到统一的平台， 打破传统信息系统 “烟囱” 式结构， 信息充分共享。

　　传感层完成仓库、 物品、 人员和运输工具相关信息的采集和现场控制， 传感层包括RFID阅读器、 条形码/二维码阅读器、 卫星定位仪和温度/湿度/光照度等传统传感器。

　　网络层包括无线通信网、 有线通信网和卫星通信网， 完成传感层采集信息的远程传递。

　　支撑层完成系统信息的统一汇聚、 信息交换和共享， 完成系统终端设备的集中管理和控制， 包括数据汇聚和共享子系统和终端设备管理子系统。

　　应用层包括数据汇聚和共享平台、 网络及设备管理平台， 在此基础之上建立仓储管理系统、 运输管理系统、 人员管理系统、 基础信息管理系统、 调度指挥系统和决策支持系统。

　　2.2 系统实现

　　2.2.1 系统组网方案设计基于物联网技术的农业智能物流系统的物理设备主要包含二大部分： 数据设备， 如交换机和防火墙等； 各类服务器。 该系统物理设备结构连接如图2。

　　图2中所有的设备都采用双网双平面的组网方法，保证在其中一个网络或者设备出现问题时， 业务能够正常地运行， 最大程度的保证平台的稳定性。

　　2.2.2 系统服务器1） Web服务器。 安装面向终端/应 用厂家 、 运营者的门户， 该门户根据处理能力的要求可以由2台或者多台PC Server组成。

　　2） 数据库服务器。 由双机加磁阵组成 ， 存放平台运行所需的所有的基础数据和业务数据。

　　3） 业务处理机。 包括管理平台业务处理和终端管理业务处理两部分。 管理平台业务处理： 执行业务管理逻辑， 处理应用的请求， 执行应用下发的指令。

　　该业务处理服务器的自定义业务执行模块， 执行由业务开发环境创建的自定义业务。 终端管理业务处理：执行终端管理业务逻辑。 处理门户创建的终端监控管理任务 （包括参数配置、 状态采集、 远程控制、 升级下载等）。 处理接入服务器转发的终端上行消息， 受理终端注册、 登录， 记录终端的配置参数、 终端状态等。 业务处理机和数据库服务器可以合设。

　　4） 接入服务器。 支持终端接入 ， 也支持标准化应用接入以及企业应用的接入。

　　5） 统计/计费服务器。 将大量的运行数据定时同步到自己的数据库， 然后根据统计逻辑进行统计， 产生统计结果， 能够产生饼图、 柱状图等图形化呈现出来。 同时， 根据需求也可以进行计费功能。

　　6） 应用服务器。 采用双机系统 ， 用于部署各种应用。

　　2.2.3 系统扩展性系统的扩展性可以从软件架构的扩展性和物理结构的扩展性两个方面来说明。

　　1） 软件架构扩展性说明 。 系统结构采用模块化设计， 模块之间的接口单一而且统一； 同时， 系统也是采用分层结构， 接入层与业务层相对独立， 减少耦合， 这样能够保证在未来如果某一层的功能需要调整， 只需要对相应层的功能进行修改或者扩充， 只要不改变接口的定义就不需要改变其他层的实现。

　　2） 物理结构扩展性说明 。 该系统各类服务器支持多模块架构， 未来随着业务量的增加， 可以根据业务容量要求， 增加业务处理服务器、 接入服务器等模块的配置， 实现线性扩容。 对于数据库服务器， 如果出现一台数据库服务器处理能力不够， 可以使用数据库自身的多数据库集成机制来满足未来的业务发展。

　　2.2.4 自定义业务开发功能用户可通过系统平台提供的自定义业务开发环境， 定义业务的数据结构。 包括业务数据的字段名称、 字段说明、 字段数据类型、 字段长度。 系统将自动为用户创建业务数据表， 并提供批量数据导入功能， 供用户批量导入业务数据。 用户可以方便地增加、 删除和编辑自定义业务和相关流程。
　　
　　2.3 业务应用子系统

　　基于物联网技术的农业智能物流系统主要包含终端设备和系统平台二部分。 一是终端设备。 通过把此设备安装到配送货物车辆上， 管理人员、 客户可以通过系统平台实时查看车辆位置信息， 并对车辆进行监控和调度， 从而对货物的物流过程全程监控。 二是系统平台。

　　农业智能物流系统平台主要实现物流计划、 车辆实时监控、 运输配送和仓储管理等主要功能。 管理人员可以通过操作终端来进行各种调度、 监控和管理等。

　　基于物联网技术的农业智能物流系统包含5个子系统： 物流计划子系统、 车辆实时监控子系统、 运输配送管理子系统、 仓储管理子系统和基础信息管理子系统。
　　
　　1） 物流计划子系统。 适用于多层次的配送中心、仓库、运输资源等组成的复杂物流网络营运，实现复杂的物流网络高效率协同运作和资源的充分利用。 本物流计划子系统是整个本供应链物流管理系统的核心，本子系统统一受理外部的物流订单，统筹物流资源调度，制定物流运作方案并将订单分解下达到具体的作业网点执行，同时完成对物流资源的动态管理。 根据报表系统生成的统计分析报表为管理层决策使用。包括：客户业务量统计报表、 运输作业分析报表、 仓库分析报表、经营状况分析报表和供应商管理报表等。

　　2） 车辆实时监控子系统 。 通过该系统 ， 可以在线实时监控已经开通定位功能的车辆终端所在车辆，并显示车辆的各种状态及相关属性， 包括行驶速度、车牌、 车辆所属单位、 车辆所属位置、 任务状态、 驾驶员等。 系统可以让用户设置自动跟踪号码以及跟踪周期， 设置完成后， 系统将按照设定的时间周期自动对车辆终端或模块进行定位跟踪并可将车辆运动轨迹实时显示在监控屏幕上。 所有的定位操作均有记录，这些记录独立保存在前端设备中，待前端设备处于在线状态时，历史记录上传到平台，用户可以通过相关条件，对历史记录进行查询回放。系统对监控的车辆的工作情况进行数据分析统计，并形成统计报表。

　　3） 运输配送管理子系统 。 运输配送管理子系统集成了GPS/GIS跟踪系统， 实现运输全程的跟踪管理和运输调度的优化， 实现运输的网络管理、 数据化和可视化管理。 该系统提供对货物的分析， 配载的计算， 以及最佳运输路线的选择。 系统支持全球定位（GPS） 和地理图形系统 （GIS）， 实现运输的最佳路线选择和动态调配。 达到车辆运输的最佳配载， 提高运输车辆资源的利用效率和业务的运作效率， 降低运输成本， 实现货物运输的在途管理。

　　4） 仓储管理子系统。 仓库管理子系统提供仓库运作的全过程计划、 可视化管理， 提供了库位的智能化管理和分析， 支持多种拣货方式。 本仓库管理使用RFID标签技术等现代物流技术实现无缝集成 ， 帮 助企业实现仓库的高效、 低成本管理。 系统提供了图形化界面、 智能分析决策工具辅助管理。 仓库管理子系统能够通过货物的RFID标签的读写进行自动入库、出库、 盘库等业务进行动态安排， 对仓储作业流程全过程进行电子化操作， 能够与客服中心建立数据接口使客户通过互联网实现远程货物管理。 系 统盘点管理提供盘点计划管理、盘点表管理、盘点差异报表、盘点周期维护等功能。提供全局盘点管理，支持多种盘点模式如循环盘点、 定期盘点、 不定期盘点、明盘、暗盘及包含批次盘点等，并可产生盘盈盘亏单。

　　5） 基础信息管理子系统 。 提供各种基本资料管理， 充分做到基础数据灵活配置和共享， 提高作业效率。 组织管理： 机构档案、 部门档案、 人员档案、 管理员帐号等； 货品管理： 计量单位、 货品类别、 货品档案、 客户货品关系、 结点货品关系、 结点货品控制、 货品库房对应关系和生产厂家货品关系管理等。

　　仓库资料： 仓库及仓位信息管理、 库存期初、 仓库启用管理等。 基础设置： 主要包括单据编码规则、 自动分单标准、 物流系统参数、 物资资料、 客户系统参数、 系统接口控制台、 系统接口作业、 厂家/产地、运输路线管理、 助记码表查询、 其他基础数据等功能。 系统管理： 数据资源和功能权限管理、 角色设置、 操作员设置； 密码修改、 日志管理等。

　　2.4 系统工作流程

　　农业智能物流系统工作流程见图6。1） 管理人员通过操作终端调用平台的物流计划功能模块， 统一受理外部的物流订单， 统筹物流资源调度， 制定物流运作方案并将订单分解下达到具体的作业网点执行， 同时完成对物流资源的动态管理。

　　2） 配送车辆接到消息之后，出动执行物流计划任务。管理人员通过系统平台的车辆实时监控功能模块可以实时监控车辆状况，包括行驶速度、车牌、车辆所属单位、车辆所属位置、任务状态、驾驶员等。 系统可以让用户设置自动跟踪号码以及跟踪周期，设置完成后，系统将按照设定的时间周期自动对车辆终端或模块进行定位跟踪并可将车辆运动轨迹实时显示在监控屏幕上。

　　3） 管理人员通过系统平台的运输配送管理功能模块，对运输调度进行优化，提供对货物的分析，配载的计算，以及最佳运输路线的选择，从而实现运输的最佳路线选择和动态调配。 达到车辆运输的最佳配载。

　　4）管理人员通过调用系统平台的仓库管理功能，对货物的RFID标签的读写进行自动入库、出库、盘库等业务进行动态安排，对仓储作业流程全过程进行电子化操作同时， 仓库管理的系统盘功能提供盘点计划管理、盘点表管理、盘点差异报表、盘点周期维护等功能。
　　
　　3 结语

　　本文阐述的现代农业智能物流系统设计， 将先进的互联网技术实际应用， 并且融合了信息通信技术、卫星定位技术、 嵌入式软件开发、 中间件技术等先进的技术手段。 本文描述了现代农业智能物流系统的具体实现方案和物理组网， 该系统的五大业务应用包含： 物流计划、 车辆实时监控、 运输配送管理、 仓储管理和基础信息管理等。 该系统方案从关键技术研发入手， 进行信息、 设备、 流程和应用的综合管理， 具有较强的实用价值。

　　在现代农业智能物流系统的基础上， 后续需要注重加强农产品供应链与农业物流的一体化建设， 针对重大共性关键技术的研发， 从而降低关键技术的整体使用成本， 形成具备自主知识产权的农业智能物流产品， 更好地服务于农业生产。

　　参 考 文 献
　　
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　　[2] 陈家伍. 河南发展现代农业物流的优势分析 [J]. 河南农业, 2010, (8):28~31.Chen Jiawu. Analysis of the advantages of the modern agricultural lo-gistics development in Henan [J]. Henan Journal of agriculture, 2010,(8): 28~31.
　　[3] 马福晶. 浅谈农业物流信息化服务系统 [J]. 经济研究导刊, 2008, 20(1): 64~68.Ma Fujing. On the agricultural logistics information service system [J].Journal of Economic Research Guide, 2008, 20(1): 64~68.
　　[4] 申贵成, 刘丙午. 以物流信息化为中心,加强专业群建设[J]. 中国科教创新导刊, 2012, (11): 39~42.