0 引言

随着科技的不断进步和全球物流需求的增加，物流作为供应链管理领域的关键组成部分正受到广泛瞩目[1]。在当前全球化的环境下，冷链物流在确保生鲜和温度敏感商品安全运输方面扮演着至关重要的角色。随着物联网技术的逐渐成熟和普及，其在冷链物流中的应用愈发成为提高运输效率、降低损耗以及保障货物质量的关键要素[2][3][4][5][6]。

本文的目标在于深入研究物联网技术在冷链物流中的应用，重点关注系统设计、系统架构、系统工作流程以及系统测试等关键方面。首先，通过对系统设计方案的设计，本文研究了冷链物流中物联网技术的系统架构。其次，本文聚焦于系统架构，探讨在冷链物流环境中建立高效可靠的物联网系统结构的方法。同时，对系统工作流程进行重点研究。最后，通过系统测试阶段，本文验证了所提出系统的性能和稳定性，为物联网技术在冷链物流中的应用提供实践支持。

通过对这一综合性研究的深入剖析，本文旨在为冷链物流领域的从业者、研究者以及相关决策者提供有益的理论指导和实践经验，推动物联网技术在冷链物流中的更深层次应用和发展。

1 基于物联网的冷链物流监控系统设计

1.1 系统架构设计

如图1所示，基于物联网技术的物流监控系统涵盖网络摄像机、温度传感器、湿度传感器、窄带物联网(narrow band internet of things, NB-IoT)网络、NB-IoT双网络网关、NB-IoT外部网络、云平台以及手机应用等组成部分[7][8][9]。

图1 系统设计方案NB-IoT

网络摄像机负责实时捕获物流环境的图像信息，温度传感器和湿度传感器负责实时监测货物的温湿度情况。NB-IoT技术是一种通信技术，通过NB-IoT双网络网关实现对NB-IoT外部网络的连接。所有采集到的数据均经由数据传输通道传送至云平台进行集中管理和分析。云平台在系统中扮演着数据存储、处理和管理的核心角色。此外，为了便于物流从业人员随时随地掌握物流动态，本系统还配套开发了一款功能齐全、操作便捷的手机应用程序。用户通过手机应用，可轻松查阅物流监控系统实时推送的各项关键信息。手机应用以其友好的用户界面设计和丰富的数据可视化功能，极大提升了信息获取和决策制定的效率，有力地保障了物流运输流程的安全、透明与可控。

在系统中，物联网架构包括四层结构体系：感知层、网络层、平台层、应用层。感知层作为物联网架构的基础组件，承载了一系列智能感知装置，如网络摄像机，其主要用于实时捕获和记录环境视频信号，实现物理空间的可视化表征；与此同时，还包括温湿度传感器，通过连续精确地监测和量化实际环境中的温湿度变量，有效地实现实体世界的动态感知及数字化转化。网络层在架构中起到了至关重要的通信作用，采用NB-IoT标准，搭配NB-IoT双模网络网关技术，既保证了广域覆盖下海量设备的低功耗无线数据传输，又确保了跨网络间数据流动的无缝衔接和高可靠性，从而有力支撑了感知层收集数据向更高级别处理单元的有效传送。平台层则构成了整个架构的核心处理中枢，对经过网络层传输而来的多源异构数据进行处理和存储。最上层的应用层，则聚焦于用户体验和服务交付，以智能手机应用程序的形式展现。这一层级将经由平台层提炼和加工后的实时监控信息及数据分析成果，以直观且易于理解的界面展示给最终用户，使得用户能够通过移动智能终端实现对冷链物流监控系统的实时访问与操控，从而有力支撑了基于数据驱动的决策制定和业务流程优化。

具体来说，感知层，包括网络摄像机、温度传感器和湿度传感器，通过捕捉与物流环境相关的实时数据启动信息流。在数学上可以表示为式(1)。