一、引言

生鲜食品具有鲜活性、易腐性、难保存的特点，冷链物流对于降低食品风险暴露频率和减少粮食损失至关重要。生鲜冷链物流是指使用制冷技术为水果、蔬菜、乳制品、鱼肉类等产品保持合适的温度和湿度环境的食品供应链[1]。但在这项系统工程的各个节点中仍存在生鲜产品信息无法溯源、损耗率较高等问题。在食品生产环节，由于基础设施还不完善、生产环节的智能化水平不高，生鲜产品可能存在源头处的信息不透明的现象；在生鲜仓储环节，冷库冷藏设施自动化水平偏低，无法对产品进行实时监测导致耗损率较高；同时，人力成本居高不下、仓库作业效率较低，人工拣货缺乏产品信息的监测、不能做到信息流与物品流一致[2]；在冷链运输环节，农产品骨干运输物流体系不健全无法处理突发危机事件，供应链各环节衔接不畅频繁中断影响运输效益[3]；在产品销售环节，生产加工后的产品流通到零售商等节点时无法保障严格的冷藏条件、从而导致生鲜损耗。对此，可引入物联网技术，进一步完善生鲜冷链物流追溯体系，解决冷链物流各环节出现的问题，打通各环节的信息壁垒，降低产业成本，实现食品信息全流程可追溯、保障食品安全的同时推进冷链物流智慧监管。

二、生鲜冷链物流追溯系统发展现状

生鲜冷链物流在各环节的运输信息应被真实记录，这些信息便于监管部门实施监测，使消费者更加信任所购买的生鲜产品，保障消费者的合法权益并维护其健康安全；同时，也有利于研究各环节的产品流、信息流、资金流，掌握冷链物流行业的运作规律并进行及时调控。关于追溯体系，欧洲是首先倡导并推行食品可追溯制度的地区；美国可溯源制度的三大核心是专业化的监管部门和组织、强制性的召回制度、规范的法规与处罚体系建设；日本不断完善法规和社会监管体制、结合产品生产流通特点和第三方机构追溯体系来实现全品种追溯。我国自2000年起建立可追溯管理体系，于2002年颁布《食品基本法》开展条码工程，2015年修改《食品安全法》，食品追溯品类、参与主体扩大，我国食品追溯事业进入高速发展阶段。2021年，《“十四五”冷链物流发展规划》提出冷链物流对于推动居民消费、改善民生具有重要作用。

近年来，冷链物流市场规模扩大、质量提升，要加快补短板，利用科技创新和数字转型激发冷链物流发展新动力。当下既要推动冷链物流全流程创新：加速推进数字化发展、提高自动化发展及技术装备创新水平、建设消费品双向冷链物流新通道等；也要加强冷链物流全流程监管：健全监管体系、创新行业监管方式、加强产品检验检疫。

冷链物流追溯系统能有效推进生鲜产品的智能监管，实现物流全过程数据实时监控与动态调整。目前智慧物流大背景下，我国智慧物流平台化转型可能遇到一些挑战：物流企业难以规模化发展、部分物流企业自身信息技术能力不足、产业组织相对分散仍面临信息孤岛问题的情况[4]。同时，我国食品冷链物流追溯体系仍存在跨区域平台对接困难、相关主体责任不明确、信息难以全程可追溯、法律监管体系不健全的痛点[5]；政府、企业、公众、媒体等多主体都对食品安全社会共治体系存在数据共享要求[6]。

三、生鲜冷链物流追溯系统的四层架构

（一）数据层

对生鲜冷链食品的信息数据进行采集、获取和存储，以实时数据库为依托，通过物联网设备、传感器技术、RFID以及移动通信技术收集并传输冷链流通过程中的原始数据。通过数据完整记录生鲜冷链的全过程信息，保证了生鲜冷链食品的正向追踪和逆向溯源，并且从源头上提高了信息收集效率、减少了人为干预因素[7]。

（二）核心层

通过数据接口与数据层进行连接以接收外部数据，实现数据互联互通。通过存储生鲜冷链物流相关的法律法规、行业标准等内容，以及冷链食品质量安全标准、操作标准和监督管理规定等内容，以智能合约的形态嵌入产品追溯信息中，利用比对模型实现数据的智能比对，有利于从源头上增强政府部门的监管力度[8]。通过引入区块链共识机制，由其决定可作为节点加入区块链的企业，保障了信息传递的真实性和可靠性。

（三）网络层

利用RFID、区块链、EPC技术、云储存等物联网技术对生鲜冷链食品进行数字化管理，智能化收集、传输、共享食品生产加工、运输仓储状态等追溯关键信息，保证了数据的相关性和有效性。利用开放式的网络接口，将所采集存储的追溯信息推送至体系内各层，实现各主体间的信息共享，打破信息孤岛。

（四）应用层

在应用层实现可视化的追溯管理平台界面，向消费者、冷链食品相关企业和政府部门等参与主体提供查询产品信息、监测质量状态、追溯物流过程等服务，实现跨地域追溯系统相互连通[5]。同时，向国家监管平台提供公开透明的产品信息，使各相关主体深度参与到产品信息追溯和食品问题追责，有利于保障消费者的合法权益，实现可追溯服务一体化、食品来源清晰化、食品流向可查化、主体责任明确化[7]。

四、物联网相关技术介绍

（一）RFID技术

射频识别（RFID）技术能无接触自动识别与标签相关的物体，将数据存储在标签的内存中，利用阅读器捕获标签数据并将其传输到后端数据库以进行远程访问以监控对象信息。电子产品码（EPC）是唯一保存在RFID标签中的资料，数据库中无数的动态信息能与EPC相联系，使得RFID标签可以保证较低的成本且具备灵活性。产品信息、供应链上的合作伙伴信息、发货或接收等产品状态被记录，使消费者和监管部门掌握准确和详细的产品信息。

（二）传感器网络

传感器能感知被测量的信息，并遵循相应的原理转换成可用输出信号。传感器网络主要由传感器节点、接收器节点和管理节点组成，传感器节点具有传感、信号处理和无线通信等功能[9]。传感器网络协作感知、收集和处理覆盖区域内感知物体的信息，并将其发送给观察者协作完成指定任务，具有部署方便、容错性高、适合环境监测等特点[10]。

（三）区块链技术

区块链是一个共享数据库，使用密码学确保传输和访问安全，以实现物流信息一致性存储、全程留痕、可溯源、不可篡改且无法伪造，能有效克服传统物流过程中的封闭性、不透明化的问题[5]。区块链的核心优势在于它能够在永久保存且不可篡改的加密账簿中验证记录和分发交易，这取代了传统的监控系统[11]。基于这些特征，区块链技术创造了可靠的协作平台，实现物理世界和数字世界之间的映射，确保信息的真实与完整，进而推动智慧物流追溯发展[12]。

（四）GIS技术

地理信息系统（GIS）通过集成空间数据进行可视化管理，收集、保存、运算、分析及输出与地表空间结构的有关信息，以进行灵活的设施定位和动态路线优化。GIS拥有强大的数据管理、空间分析和决策能力，使其成为物流位置分析的有效工具。GIS与GPS、卫星系统相互连接，通过强大的空间信息和属性信息的整合能力，可完成网络分析和路径分析，对运输过程中的道路情况进行探索汇报。

五、物联网技术在生鲜冷链物流追溯体系各环节的应用

（一）食品生产环节

应用物联网技术可在食品生产环节创建智能生产管理系统，便于消费终端查询生鲜食品的源头。在生产阶段为生鲜产品贴上电子标签，并将其中内容向信息平台传输，平台对其进行存储和处理。若物流过程中某环节对生鲜产品发现问题，可通过网络终端找到问题的源头[13]。完成生产环节的有关信息的收集与存储后，及时将其上传至政府监管平台备案，以便信息的及时公布，解决冷链物流信息不透明的问题，从根源上保障生鲜产品质量安全[14]。

（二）生鲜仓储环节

RFID技术可指导员工快速拣配货物，阅读器对标签远距离识别，计算机录入相关数据，缩短了员工无效移动距离和出、入库作业时间，使仓库拣选更便捷[13]。针对区域内货物仓位进行管理，监控订单任务执行过程，确保信息流和实物流统一，实现仓储拣货环节可追溯[2]。

传感器技术助力智能仓储的实现，安装温度与湿度传感器，用以监测、记录仓库的环境，对生鲜产品仓储空间的各项指标进行数据采集、监控及预警。严格控制仓库内的温度、湿度以及含氧量等变化情况，根据不同生鲜食品的性质进行智能化调整，避免仓储环境异常而造成损失，保障生鲜产品的新鲜品质。

（三）冷链运输环节

语音视频管理技术在冷链运输过程中能有效实现商品品质监测、实时定位、智能分拣、快速统计以及运输全过程管理工作。运输各环节获取生鲜产品的RFID标签信息，以及环境监测资料，并在各阶段对产品运输信息进行登记与完善。利用传感器技术可实现工作人员的远程在线监控，确保生鲜产品在运输过程中满足保鲜需求，避免其他安全隐患[15]。GPS和GIS技术结合，对运输车辆进行实时定位，使生鲜产品信息可沿途溯源。当车辆出现故障或偏离规定运输路线时，可及时启动预警机制并采取必要的制止或救援行动。

（四）产品销售环节

应用物联网技术，将冷链物流全过程从源头到终端的信息透明、公开地展现给零售商和消费者。一方面，零售商可查看阅读器识别的信息，若显示某产品即将过期或存在品质问题，零售商应及时处理，避免过期或变质食品流向消费者[13]。另一方面，消费者可在信息平台上查看所购产品完整的物流记录，若发现产品质量问题，也可溯源并定位责任主体，避免因物流环节过多而无法准确追责的问题。

（五）品质监管环节

运用区块链技术，可使生鲜冷链产品在流通的各个环节形成不可篡改的数据，有利于生鲜产品的品质监管和物流过程的追根溯源。利用时间戳、分布式储存以及非对称加密等技术，从技术层面保证数据的真实有效。若运输中的生鲜产品出现异动，系统内的信息也会相应变化，区块链的各节点在分布式网络技术支持下会对生鲜产品的变更信息进行同步记录并保存。监管部门和消费者可追溯所购买的冷链生鲜产品在储存分销、生产加工、检验检疫、批发零售等各个环节的全流程信息，确保冷链生鲜产品的安全保质流通。

六、结语

食品消费市场重塑、居民消费习惯改变对生鲜冷链物流行业提出更高的要求。应用现代物联网技术对生鲜产品运输全过程进行监管，是保障生鲜食品品质安全的重要举措。基于RFID、区块链、传感器、移动通信等现代物联网技术，搭建起涵盖数据层、核心层、网络层、应用层的四层冷链物流追溯体系。并且，将这些技术融入食品生产、生鲜仓储、冷链运输、产品销售、品质监管等环节，使物流作业在各环节得到有效监管，产品及运输信息被详细记录且无法篡改，最终达到全链条可追溯的目的。