20世紀末由美國麻省理工學院Auto—ID中心提出的EPC (Electronic Product Code產品電子代碼)及物聯網引起了世界各國的普遍關注，隨后EPC及物聯網的應用領域日益擴大，涉及生活的各個方面，在我國也同樣成為大家關注的熱點，得到了政府部門及相關行業的高度重視。許多行業、科研機構、企業開始研究、推廣應用物聯網，物聯網遍及環境保護、政府工作、公共安全、工業監測、智能交通、智能消防等多個領域，在我國具有十分廣闊的推廣應用前景，并將成為未來信息社會建設的一項基礎技術。
目前，我國糧食物流存在糧食物流技術裝備水平較落后，糧食物流通道網絡不完善，糧食現代物流信息系統不健全等突出問題。發展糧食現代物流是一項復雜的系統工程，它需要以物流信息技術為先導，融合糧食生產、加工、儲存、運輸、交易等糧食流通的各個環節，通過實現糧食物流技術裝備的現代化、糧食物流通道結點網絡化，借助飛速發展的現代信息技術，形成信息高度集中的糧食物流信息平臺，才能真正構筑我國的糧食現代物流體系。物聯網技術在糧食物流領域的推廣應用必將帶動糧食行業的快速發展。
1 物聯網技術
1．1 物聯網
物聯網即EPC (Electronic Product Code產品電子代碼)系統是在計算機互聯網和射頻技術RFID的基礎上，利用全球統一標識系統編碼技術給每一個實體對象一個唯一的代碼，構造了一個實現全球物品信息實時共享的實物互聯網“Internet of things”。EPC系統是一個非常先進的、綜合性的和復雜的系統，其最終目標是為每一實體對象建立全球的、開放的標識標準，主要由6個方面組成：
EPC 編碼標準、RFID 標簽(Tag)、閱讀器(Reader)、神經網絡(Savant)系統、對象名解析服務(ONS)、實體標記語言(PML)。
其中射頻識別技術(Radio Frequency Identification，RFID)是一種高級的自動識別技術，利用它通過無線射頻方式進行非接觸式的全雙工數據通信，以對實物目標加以識別；閱讀器(Reader)可控制射頻模塊向電子標簽發射讀取信號，并接收標簽的應答信號，同時可對電子標簽的對象標識信息進行解碼，從而將對象標識信息連帶電子標簽上的其它相關信息傳輸到Savant系統以供處理；Savant是一種軟件技術，在EPC網絡中扮演中樞神經的角色并負責信息的管理和流動，減少從閱讀器傳往企業應用的數據量，確保現有的網絡不超負荷運作；對象名解析服務(ONS)是聯系前臺Savant軟件和后臺PML服務器的網絡樞紐，把Savant引入儲存該產品信息的企業數據庫；實體標記語言(PML)是EPC網絡中的通用語言，用來定義物理對象的數據。
1．2 物聯網組成
從物聯網在物流中應用角度來看，物聯網可以分為3部分：物流信息實時采集、物流信息傳輸和物流信息發布。
①信息實時采集主要由EPC射頻識別系統和Savant系統組成。其中，EPC射頻識別系統負責收集EPC編碼數據，并將數據傳給Savant系統。Savant系統利用分布式的結構，層次化地進行組織、管理數據流。Savant終端軟件需要安裝在生產企業、加工企業、零售店等各個物流結點以及運輸設備、裝卸搬運設備上。每一層次上的Savant系統將收集、儲存和處理由EPC射頻識別系統識別的信息，并與其它層次的Savant系統進行交流。每當閱讀器掃描到一個EPC標簽所承載的單位貨物信息時，收集到的數據將傳遞到整個Savant系統。物流信息采集在各個環節收集的動態信息，為物流跟蹤提供數據來源，從而實現了物流作業的無紙化。
②物流信息傳輸是將采集獲得的數據通過無線或有線的通信方式傳到Savant系統。目前常用的無線通信方式有GSM、CDMA、GPRS以及藍牙技術(Blue Tooth)等，有線通信方式有數字數據網絡技術(DDN)、電話網絡(PSTN)、局域網(LAN)及寬帶網等。
③物流信息發布提供的服務主要包括為單位產品提供身份認證，無論是批發企業、加工企業、零售店還是消費者，都可以從物流信息發布平臺查明他們購入貨物的渠道，防止劣質和過期的產品進入流通環節；加工企業可以通過查詢物流信息發布的信息跟蹤物流全過程和產品交易信息，防止竄貨；零售店和消費者可以查詢他們委托處理的接近保質期的產品是否已被妥善處理，防止過期產品重新流人市場繼續銷售。
就現代化糧食物流而言，物聯網可以運用于糧食的倉庫儲存管理、糧食運輸時集裝箱可視化管理以及糧食加工后產品的跟蹤等整個糧食流通領域，利用RFID技術組建物聯網，可以將各種糧食貨物的信息通過Internet實現信息整合，同時可優化物流供應和流通流程，提高糧食的生產效率和產品質量，進而提高整個糧食產業的核心競爭力，實現優質原材料入庫以及高效高質量的產品出庫。
2 基于物聯網的糧食物流信息跟蹤過程
2．1 糧食物流中EPC信息設計內容
對于糧食物聯網而言，RFID標簽(Tag)由芯片和天線(Antenna)組成，每個標簽具有唯一的產品電子代碼EPC。該產品電子碼是Auto—ID為每個實體對象分配的唯一的可查詢的標識碼，其內含的一串數字可代表產品類別和生產商、生產日期和地點、有效日期、應運往何地等信息。糧食信息可以分為固定信息和可變信息。固定信息大部分是與糧食交易項目相關聯的信息，包括確定該糧食交易項目的基本特征信息(如糧食的名稱、包裝規格等)和相關的管理信息(如糧食的產地名稱、價格、糧食產品管理分類等)；可變信息是糧食交易項目隨具體單元不同而變化的信息(如糧食的保質期、批號、毛重、皮重、水分、容重、雜質、不完善粒、礦物質含量等)。
同時，隨著糧食在糧庫或者加工廠內的轉移或變化，這些數據可以實時更新。通常，EPC碼可存入硅芯片做成的電子標簽內，并附在被標識產品上，以被高層的信息處理軟件識別、傳遞和查詢，進而在互聯網的基礎上形成專為供應鏈企業服務的各種信息服務。目前國際上有3種格式的EPC碼，EPC碼的位數分別為64位、96位和256位。為了保證所有物品都有一個EPC編碼，并使標簽成本盡可能降低，建議采用96位。
當糧食在某個階段完成某一道工序并貼上儲存有EPC標識的RFID標簽后，在糧食的整個生命周期中，該EPC代碼將成為它的唯一標識，以此EPC編碼為索引能實時的在RFID系統網絡中查詢和更新糧食相關信息，也能以此為依據，在糧食的運輸、儲存、加工等各個流通環節對它進行定位和定時追蹤。每一道工序前都設有一個閱讀器，并配備相應的Savant系統和計算機Internet系統。在糧食半成品的加工、轉運、儲存，以及成品的再加工、轉運、包裝和儲存過程中，當糧食流通到某一環節的閱讀器前時，閱讀器在有效的讀取范圍內就會監測到標簽的存在，因為閱讀器可以不斷的讀取一連串的產品電子代碼。
2．2 物聯網在糧食物流跟蹤過程中的運用
糧食物流具體跟蹤過程可分為6個部分(見圖1)，包括糧食入庫、存儲、出庫、運輸、加工以及銷售信息跟蹤。糧食物聯網的整個過程是以Savant系統作支撐，通過在托盤、貨架、車輛、倉庫內部、出入庫口、搬運器械、物流關卡等安裝RFID閱讀器，能夠實現自動化的入庫、出庫、盤點，以及物流交接環節中的RFID信息采集，通過RFID技術與物流設備、設施的結合，實現糧食物流的透明化、信息化和自動化管理。糧食物聯網的整體架構見圖2
糧庫從農戶或者中間商手中收購糧食，在糧食正式入庫前，檢驗員會對每批產品進行質量檢驗，同時會在該批糧食中加載包含對應EPC代碼的射頻識別標簽，收集糧食的登記信息和檢驗結果。在入庫和儲存過程中發生裝卸搬運操作、入倉和轉倉等情況時，Savant系統會將糧食實際變化情況與對應PML文件信息相匹配。
當糧食以散存的方式入庫后，插入糧食無線溫度、濕度電子標簽，并且在糧倉內安裝溫度、濕度和氣體濃度等傳感器，通過安裝在糧倉內部或者附近的RFID閱讀器，實時監控糧食存儲過程中倉庫內的溫度、濕度和氣體濃度，并將接收到的EPC信息傳輸到本地服務器中的Savant軟件，隨后將RFID閱讀器識別到的糧倉內信息記錄到本地EPC信息服務器，同時通過無線通信方式傳送到糧食監控系統中心，系統中心通過GIS開發的軟件將信息轉變成直觀性信息，同時系統就地與通風等設備組成控制系統，實現糧倉內環境的自動調節。
當糧食以集裝箱的形式出庫時，射頻閱讀器將它收集到的該批糧食的EPC信息傳遞給本地服務器中的Savant軟件。隨后Savant進人工作狀態，將射頻閱讀器識別到的糧食信息記錄到本地EPC信息服務器(Local EPC—IS)，EPC信息服務器將收集到的信息與入庫檢驗、存儲監控時收集在數據庫里具有相同序列號的糧食信息相匹配，隨后按照PML規格重新寫入交易、出庫記錄，形成新的PML文件并存入PML服務器。在將糧食交易、出庫信息記錄到本地PML服務器的同時，將該批糧食EPC編碼和PML服務器IP一塊注冊到ONS服務器使其在ONS基礎構架中產生對應關系。通過Internet保障各地的Savant系統可以隨時發出詢問并讀取該批糧食的相關信息。
當糧食以集裝箱形式運輸時，在道路貨運車輛的擋風玻璃或者車體部位貼上智能化的集裝箱RFID標簽，標簽中包含車牌號、起訖地點、線路、所屬的企業、糧食基本信息等，實時記錄箱、貨、流信息以及開關箱時間和地理位置信息，實現糧食集裝箱物流信息的全程實時在線監控。當行駛前方出現交通事故導致道路堵塞時，糧食流通信息實時監控系統重新選擇最優路徑，通過無線通信方式傳送給貨運車輛，以便及時調整貨運路線，按時完成運輸任務。
當糧食運送到糧食加工企業時，射頻閱讀器會根據到貨檢驗、裝卸搬運、入庫等物流作業快速讀取EPC標簽中的代碼，并將數據傳遞給本地Savant系統。本地Savant系統將識讀到的糧食EPC編碼傳送給本地ONS服務器。ONS服務器將該糧食EPC編碼轉換成EPC域名，并把EPC域名傳遞給ONS基礎構架，請求與EPC域名相匹配的PML服務器IP。ONS基礎構架中的Savant系統負責將這一請求與糧庫的PML服務器相匹配，并連接通訊。本地服務器通過Internet與遠程PML服務器通訊，請求服務器中糧食相關信息。糧庫的PML服務器返回糧食的檢驗記錄、交易記錄及相關物流紀錄。本地服務器將遠程PML服務器返回的糧食信息包括糧食品名、皮重、毛重、有效期等與入庫質量復檢閱讀器收集到的購進重量、購進數量、購貨日期等項內容，生成驗收記錄，存人后臺的PML服務器。同時本地Savant系統將記錄糧食生產企業PML服務器的IP地址。
在糧食批發到達銷售點時，與入庫、儲存、出庫產生的糧食物聯網工作流程是相類似的。當零售店里的消費者或售貨員取走貨架上的糧食并最終付款時，貨架上的射頻閱讀器會通過糧食包裝上的EPC，辨認出該糧食的信息。然后通過零售店的Savant系統更新本地的庫存信息并在糧食物聯網中的EPC信息服務器(EPC—IS)和ONS服務器更新信息，如將信息數據庫中對應的產品信息加入“已銷售”一項。售貨員通過EPC網絡反映到糧庫的本地EPC信息服務器(Local EPC—IS)中，然后糧庫會注銷已經消費掉的糧食信息。在糧食銷售的整個過程中，糧食物聯網的每個物流交接環節一直在通過自己的閱讀器識別、確認糧食貨物的相關信息，并通過Savant系統與PML服務器和ONS服務器建立連接，不斷生成每個環節的糧食跟蹤PML文件。在糧食銷售過程的每個環節中，只要通過射頻閱讀器就可檢驗貨物，而不需要開包驗收，這樣就能提高物流作業效率，還能夠保證各環節實時地了解到糧食產品庫存的詳細情況。
3 結論
物流模式的變革呼喚了RFID技術，RFID技術的升級換代使EPC技術又演繹了全新的物聯網。糧食物流在物聯網的統一規劃和組織下，應用現代信息技術，深入開發、廣泛利用信息資源，加速實現糧食物流現代化進程。糧食企業內部實現信息化管理，糧食企業問嘗試通過綜合信息平臺的建立，加強橫向溝通和信息共享，改變以往的相對封閉狀態，共享資源。可以減少企業間的重復建設所造成的資源浪費、效率低下等現象，優化社會和企業資源配置，減少企業投資，降低運輸成本。現在我們具備了建立糧食物聯網的主要條件，我國的無線通信網絡已經覆蓋了城鄉，在不久的將來，每一單糧食產品將通過一個無線網址的特有識別碼與互聯網相連。目前物聯網在糧食物流方面還處于探索和實驗階段，我們一定要抓住機遇，在建立風險防范機制的同時，進一步推廣物聯網在糧食物流中的應用，將會對我國現代糧食物流快速發展發揮巨大的作用。