資料來源：水產試驗所/林志遠研究員
工研院智慧微系統科技中心/魏駿勝經理
近年在通貨膨脹、全球疫情、人力缺工影響之下，水產品加工廠可能面臨如下問題：(1)生鮮及活魚市場需求量減少，轉為加工製品之需求，凸顯工廠排程負荷及效率之重要性；(2)受多年來缺工影響，需以更精簡的人力來完成複雜的工作項目；(3)水產品容易腐敗的特性，在台灣炎熱與潮濕的環境下更增加包鮮的難度。綜合上述幾點，如何以更有效率的方式將水產品由產地、運輸、加工、冷鏈倉儲等步驟系統性地鏈結至為重要。期望開發應用相關科技系統，在兼顧魚貨鮮度、品質和衛生安全的前提下，來使水產加工廠減少損耗、提高效率。
水產加工廠每日之進貨須確保養殖場魚貨來源數量及運輸最短路線以維持魚隻新鮮度，而進入加工廠後更需依照訂單需求分批進行不同的加工處理，加工後則須依照產品類型進行分類包裝，包裝後則須依照訂單目的地、時效性、保存性等因子，進行冷藏或冷凍之儲存，而於倉儲區更需分門別類管理各存放貨架區域。本研究藉由GPS車聯網定位與RFID定位，以及秤重與水質感測機制，加工廠管理人員即能有效掌握每個環節，可建立完整的生產加工履歷。
本系統包括養殖場收獲搬運車聯網GPS定位監測系統、加工廠進貨與入庫儲位RFID定位系統。系統架構如圖1所示。其硬體功能模組說明如下：
1. 養殖場收獲搬運車聯網GPS定位監測系統
本系統主要功能為於養殖場收魚貨上魚車再到加工廠的車聯網搬運資訊，包含水質參數(水溫、溶氧)、GPS、魚貨重量等之資料傳輸。水溫數位感測器為DS-18B20，其具備適應較寬之電壓範圍、支援多點組網組網多點測溫、量測溫度範圍介於－55℃至＋125℃，而其精度在-10～+85℃時為±0.5℃。溶氧感測器採用ZD INSTRUMENT的ZDO-1型號，於活魚車之乘載箱內記錄當下溶氧量，以確保在運送途中魚隻之活性。此外，為即時追蹤貨運車輛位置及收集相關路線紀錄，導入GPS全球定位系統與互聯網相關技術來即時監控車輛位置，則可解決現有加工廠相關車輛管理的問題。車聯網模組內建SIM7600CE晶片模組，具備LTE / HSPA+ / SCDMA / EVDO / GSM / GPRS/EDGE等無線通信格式。電子磅秤則用於活魚運搬車輛至水產產地收貨時直接針對收獲進行秤重，為確保量測重量的精度與具備資料儲存回傳的功能及因應量測現場水產作業潮濕的環境，車聯網整合使用JADEVER之JIK-8電子秤來取代傳統機械磅秤。
2. 加工廠進貨與入庫儲位RFID定位系統
本系統無線射頻辨識RFID基站採用Unitech所生產之RS804固定式讀取器(基站)，搭載Impinji R2000 UHF高效能讀取晶片，讀取速率可高達每秒750個標籤。支援865MHz至928MHz 的全球頻率範圍，能夠讀取和寫入符合 EPC Global Class 1 Gen2、ISO/IEC18000-6C 標準的所有標籤。其模組本體亦極為精巧、具有 IP52 防水和防塵工規，結合乙太網供電(PoE)設計，可彈性地架設，適合大型開放環境。RFID Tag標籤部分，採用低成本On-Metal抗金屬超高頻(UHF)的RFID 標籤，因現場作業環境不適用外接電源，同時考量未來使用上之便利性與節省能源消耗，故採用被動式RFID在魚籃上直接貼附。其內部具有微晶片可與基站之間進行資料通訊，並提供大讀取範圍2.4 公尺至 9.14 公尺的感應距離。
圖1、水產養殖收獲加工倉儲之定位物聯網架構圖進行各系統功能測及驗證時，從加工廠以實際魚車出發進行各養殖場生產端之收魚作業，沿途記錄衛星時間、接收時間、衛星狀態、座標、速度、方向、電壓、溫度、里程數、車輛狀態等資訊，並繪製出路徑圖(圖2)。進入加工廠後將魚貨配置於台車貨籃， RFID Tag貼於各貨籃側邊，於廠內依照卸貨區、加工區、包裝區、倉儲區與出貨區之順序，進行魚貨貨籃於各RFID基站之運送，以確認訊號之接收情形(圖3)。
圖2、GPS車聯網定位追蹤系統畫面
圖3、魚貨於廠區內各RFID基站間運送測試圖測試結果顯示魚獲搬運車聯網GPS定位系統記載當日活魚運搬魚車之各項含GPS、秤重、水質等資訊均可正確接收與顯示資料，而收獲貨籃於加工廠中通過各RFID基站節點時，皆能正確顯示各貨籃之RFID 識別ID碼及正確位置(圖4)，各標籤時間亦依照測試順序正確記載且無出現訊號干擾誤判之現象，故加工廠進貨與入庫儲位RFID定位系統亦可正確運作。
圖4、廠區內各RFID基站讀取標籤之正確數量測試結果在面對目前智慧養殖與智慧生產的大趨勢下，台灣大多數水產養殖加工業者之廠區作業，仍多用傳統的簿記方式，以致於花費許多人力與時間於紀錄或目視監看上，且無法有效運用物流與加工數據來協助改善產銷流程。因此本研究嘗試發展以科技務農應用至生產加工端之定位監測物聯網系統，推動溯源管理強化資源連結，進一步提供智慧水產加工的物聯網數位服務，來協助水產產銷相關業者透過數位化智慧物聯網技術方式，減少建構生產履歷所需的時間，並且經由分析所收集的數據，可以提升運銷與加工品質、擴大產能，以藉此提升加工廠之作業效率。未來希望不僅更能提供水產加工現場資訊於消費者，更希望能擴散連結農食消費應用至儲運銷售端業者通路，以達穩定內需及開拓外銷市場的目標。
▲研發團隊：水產試驗所/林志遠研究員、工研院智慧微系統科技中心/魏駿勝經理
聯絡人：水產試驗所/林志遠研究員
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