Мониторинг и регулирование температуры хранения продуктов на всех этапах холодильной цепочки является важнейшим аспектом безопасности пищевых продуктов. Любой сбой в цепи может привести к образованию пищевых отходов, риску заболеваний пищевого происхождения и несоблюдению стандартных правил.
Благодаря надежной технологии LoRaWAN беспроводные датчики теперь лучше справляются с требованиями к производительности в сложных условиях, предъявляемых к организациям общественного питания, включая коммерческие рестораны, склады, транспортные средства и все другие этапы пищевой холодильной цепочки. В этом техническом документе обсуждается, как правильно подобранная система LoRaWAN может обеспечить наиболее эффективный мониторинг холодильной цепи.
Обеспечение соответствия требованиям безопасности пищевых продуктов с помощью беспроводных датчиков по медицинским и экономическим соображениям, а также для обеспечения соответствия требованиям FDA, рестораны и индустрия общественного питания в целом имеют очень строгие рекомендации по безопасности пищевых продуктов. По данным Центра по контролю и профилактике заболеваний (CDC), примерно 48 миллионов американцев (примерно каждый шестой человек) ежегодно заболевают болезнями пищевого происхождения.
Исследования, проведенные Продовольственной и сельскохозяйственной организацией Объединенных Наций (ФАО), показали, что, по оценкам, треть всего продовольствия для человека (около 1,3 миллиарда тонн) во всем мире теряется или выбрасывается впустую где-то в цепочке поставок, которая простирается от ферм до перерабатывающих предприятий, складов, розничной торговли, ресторанов и нашей собственной дома (от фермы до развилки).
Существуют строгие руководящие принципы, изложенные в системе управления HACCP (Анализ рисков и критические контрольные точки). НАССР — это всемирно признанный профилактический подход, основанный на оценке рисков, который, согласно FDA (Управлению по контролю за продуктами и лекарствами США), направлен на обеспечение безопасности пищевых продуктов путем анализа и контроля “биологических, химических и физических опасностей, возникающих при производстве сырья, закупках и обращении с ним, а также при производстве, распределении и потреблении готовой продукции продукт.”
Эти рекомендации применимы ко всем этапам цепочки поставок продуктов питания – от сырья до отгрузки готового продукта. Одним из пяти основных факторов риска, указанных в Кодексе пищевых продуктов FDA, является неправильная температура хранения. Кроме того (и это вызывает тревогу), FDA обнаружило, что 91% ресторанов с полным спектром услуг не имеют FSMS (Системы управления безопасностью пищевых продуктов).
Мониторинг и регулирование температуры хранения пищевых продуктов по всей цепочке поставок или, в случае данной технической документации, холодильной цепи является важнейшим (и регулируемым) аспектом безопасности пищевых продуктов. Как сырые ингредиенты, так и готовые продукты должны храниться при определенных температурах, чтобы гарантировать их безопасность для употребления, и разрывы в этой цепочке являются одной из главных причин образования пищевых отходов.
При несоблюдении надлежащей температуры продукты необходимо выбрасывать, иначе возникнет риск распространения болезней пищевого происхождения. Учитывая количество болезней пищевого происхождения и огромное количество пищевых отходов, необходимость в строгих стандартизированных рекомендациях по безопасности пищевых продуктов очевидна.
Методы мониторинга и связанные с этим проблемы
Существует два метода измерения и контроля температуры – ручной и автоматический с помощью беспроводной сенсорной технологии. Оба метода сопряжены с трудностями. Традиционно мониторинг температуры проводился вручную; кто-то использует термометр для измерения температуры, а затем регистрирует эти значения. Этот ручной процесс не только отнимает много времени, но и потенциально непоследователен и ненадежен.
Необходимо полагаться на то, что человек действительно выполнит задание своевременно, выполнит его правильно, должным образом сохранит данные (будь то журнал регистрации на бумаге или компьютерная электронная таблица) и будет знать, что делать / как реагировать, если температура слишком высокая или слишком холодная. Человеческий фактор является одним из основных факторов, приводящих к несоблюдению требований HACCP.
Даже если ручной мониторинг выполняется последовательно и корректно, он учитывает только текущую температуру на момент ее регистрации. Он не предоставляет данных в режиме реального времени. Также, вероятно, не учитываются такие закономерности, как, например, когда / если температура резко повысилась (или упала), насколько сильно она повысилась/упала и как долго это продолжалось. Наличие доступа к данным в режиме реального времени и понимание возможных закономерностей также имеет решающее значение для поддержания надлежащей холодовой цепи. В последнее время мониторинг температуры широко автоматизируется с помощью беспроводных сенсорных технологий, позволяющих отслеживать, измерять и записывать температуру в режиме реального времени.
Этот автоматический метод может существенно повысить безопасность пищевых продуктов, обеспечивая непрерывный и согласованный поток данных о температуре 24 часа в сутки, 7 дней в году. После сбора эти данные могут быть сохранены в облаке и доступны с любого устройства, подключенного к Интернету, что позволяет получать данные о температуре в любое время и из любого места.
Это позволяет предпринимать более оперативные действия при возникновении проблем, связанных с температурой, что позволяет компаниям быть более активными в решении проблемы и сокращать потенциальное количество пищевых отходов. Основная проблема автоматического мониторинга заключается в том, что запуск автоматизированной системы может быть сложным и дорогостоящим по целому ряду причин.
В сфере хранения продуктов питания/ ресторанной индустрии особенно сложно использовать беспроводную связь из–за того, что общая среда является сложной для радиочастотной связи — поверхности из нержавеющей стали, изолированные и бетонные стены и множество других препятствий для прохождения радиосигнала. В сочетании с возможными резкими перепадами температур и повышенной влажностью, которые характерны для холодильных и морозильных камер с изоляцией. И, как будто эти условия и без того недостаточно сложны, потенциальное расстояние между датчиками и оборудованием, на которое они передают данные, может добавить еще один элемент проблем с подключением.
Помимо жестких и сложных условий эксплуатации, для использования всех преимуществ беспроводных датчиков необходимо комплексное решение, которое требует опыта в области технологий и потенциальных разработок для вашей конкретной среды мониторинга холодильной цепи — от датчиков до передачи данных через шлюзы в облако и, наконец, облачной аналитики и сервера части, позволяющие использовать сами данные датчиков.
Решения для управления холодовой цепью
Несмотря на некоторые трудности, из общих преимуществ становится ясно, что использование беспроводной сенсорной системы является лучшим вариантом для мониторинга температуры холодильной цепи. Благодаря надежной системе учета и возможности предоставлять данные в режиме реального времени различными способами, система, использующая беспроводные датчики, значительно облегчает ресторанам и другим организациям общественного питания задачу минимизации потерь и соблюдения требований применимых регулирующих органов.
Как уже говорилось, беспроводные датчики предоставляют данные в режиме реального времени, которые хранятся в облаке, что делает их доступными для менеджеров компании в любое время и в любом требуемом формате отображения. При внедрении системы управления температурой холодильной цепи необходимо учитывать несколько факторов. Комплексное решение включает в себя оборудование промышленного уровня, такое как беспроводные датчики и базовые станции, называемые шлюзами, программное обеспечение и приложения для мониторинга, эффективное подключение, которое хорошо работает в суровых условиях, а также партнера-поставщика сетевых услуг с хорошей стратегией выхода на рынок.
В этой статье мы рассмотрим каждый из этих факторов. Вместо того, чтобы начинать обсуждение с беспроводных датчиков и шлюзов, мы сначала рассмотрим идеальную беспроводную технологию, используемую в вашей сети мониторинга холодильной цепи, – LoRaWAN. LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) — это чрезвычайно надежная технология, которая превосходит альтернативные технологии для устройств с батарейным питанием в сложных условиях холодовой цепи.
Эта технология позволяет маломощным устройствам, работающим на батарейках, осуществлять беспроводную связь на больших расстояниях (2-3 км в городских условиях и 6-10 км в сельской местности). LoRaWAN обеспечивает устойчивость к помехам и дальнобойность связи благодаря использованию радиомодуляции с расширенным спектром chirp, которая десятилетиями используется в военных и космических целях.
Уникальность LoRaWAN также в том, что его можно использовать как в государственных, так и в частных сетях. Возможность развертывания в частной сети LoRaWAN выгодна по нескольким причинам, в том числе:
• Местоположение – в регионе/среде, в которой вы планируете развернуть свою сеть, может не быть общедоступной сети LoRaWAN.
• Удаленные или недоступные места расположения датчиков – если вам необходимо разместить датчики в чрезвычайно отдаленных районах или в труднодоступных местах (например, в глубоких подвалах), сеть общего пользования может быть недоступна.
• Большая площадь развертывания – если вы планируете разместить очень большое количество датчиков LoRa, наличие собственной сети LoRaWAN может снизить общие затраты.
• Безопасность – отсутствие доступа к общедоступному оператору LoRaWAN и использование собственной частной сети позволяет вам полностью контролировать свои данные.
Датчики и шлюзы
Как мы уже говорили ранее, беспроводные датчики автоматически собирают данные, необходимые для обеспечения надлежащего поддержания температуры и/или влажности. Для обеспечения точного и постоянного мониторинга эти беспроводные датчики могут быть сконфигурированы таким образом, чтобы передавать данные так часто, как это требуется для удовлетворения ваших конкретных потребностей в холодильной цепи.
Поскольку они передают данные только по мере необходимости, они чрезвычайно экономичны и могут работать в течение многих лет от одного комплекта стандартных батареек типа АА, что обеспечивает минимальное техническое обслуживание с вашей стороны. Используя комбинацию беспроводных датчиков, шлюза и сети LoRaWAN, вы можете создать целую сеть, охватывающую несколько точек холодильной цепочки.
Эту сеть можно легко настроить и контролировать с помощью смартфона, планшета или любого другого устройства, соответствующего вашим потребностям. Шлюз LoRaWAN получает данные от ваших беспроводных датчиков и отправляет их на них. Как только шлюз получает данные от датчиков через LoRaWAN, он использует сети с высокой пропускной способностью (например, Wi-Fi или сотовую связь) для передачи данных с датчиков по IP в облако.
Один шлюз может обслуживать тысячи датчиков, и, объединив эти беспроводные датчики с соответствующим шлюзом (и сетью LoRaWAN), вы можете создать недорогую, простую в использовании автоматическую систему plug-n-play. Установите батарейки, подключите кабели, и ваша система готова к работе. Благодаря такой простоте использования менеджерам ресторанов, работникам общественного питания, специалистам по соблюдению нормативных требований и любому другому связанному персоналу не нужно быть экспертами в области датчиков или беспроводной связи.
Чтобы получать показания вашего датчика температуры и влажности в вашем приложении, вам потребуется центральная сетевая служба для управления вашими устройствами и безопасной передачи данных после их получения шлюзом. При выборе подходящего сетевого сервера важную роль играют следующие факторы: Преимущества технологии LoRaWAN: Превосходство над другими технологиями в суровых условиях холодовой цепи; Сигналы хорошо проникают сквозь толстые стены; Функциональность на большом расстоянии до 10 км (на открытом воздухе). Устройства с низким энергопотреблением могут годами работать от одной батареи, при этом низкая пропускная способность обходится недорого (например, 75 долларов за датчик температуры) Надежное 128-битное сквозное шифрование
• Простота интеграции – насколько проработаны и четко определены API сервера для подключения к выбранному вами облаку приложений, например Microsoft Azure или AWS?
• Предотвращение блокировки – насколько легко сменить поставщика после развертывания сервисов?
• Гибкость и масштабируемость развертываний – управляете ли вы собственной инфраструктурой или предпочитаете размещенный сервис? Можете ли вы обслуживать несколько регионов и каковы требования к доступности?
• Модель ценообразования – вы предпочитаете платить за подключенный шлюз или за зарегистрированное устройство? Как масштабируется модель в соответствии с вашей собственной моделью ценообразования, за пределы 10 или 100 тысяч устройств?
• Безопасность – каковы ваши политики безопасности или политики безопасности вашего клиента? Кому разрешено управлять ключами безопасности ваших устройств?
• Соглашения об уровне обслуживания и поддержка – позволяют ли уровни обслуживания выполнять условия соглашения об уровне обслуживания, заключенного с вашими клиентами?
Правильный выбор поставщика сетевых серверов имеет решающее значение для вашего решения по мониторингу холодовой цепи. Например, Things Network — это бесплатный, хорошо документированный сервис, который обеспечивает основу для вашего решения для холодовой цепи на базе LoRaWAN. Они также предлагают корпоративный уровень обслуживания для крупных и сложных развертываний с высокими требованиями к доступности. У них обширный опыт в области мониторинга холодовых цепочек.
Беспроводные технологии
Как указывалось ранее, очевидно, что мониторинг и контроль температуры хранения продуктов на всех этапах холодильной цепочки является важнейшим аспектом безопасности пищевых продуктов. Тот факт, что неправильная выдержка продуктов (время и температура) является одним из главных несоответствий как для ресторанов быстрого питания, так и для ресторанов с полным спектром услуг, еще раз подчеркивает этот момент.
Надежная технология LoRaWAN позволяет беспроводным датчикам лучше справляться с требованиями к производительности в сложных условиях эксплуатации в организациях общественного питания на каждом этапе пищевой холодильной цепочки. Чтобы в полной мере использовать преимущества ваших беспроводных датчиков, вам необходима комплексная система для управления данными, которые предоставляют ваши датчики… система, которая включает в себя хранение, анализ и визуализацию данных по мере необходимости.
Таким образом, для обеспечения наиболее эффективной системы мониторинга холодильной цепи вам необходимо следующее:
• Лучшие беспроводные датчики и шлюз, способные работать в суровых и сложных условиях хранения продуктов
• Опыт в области технологий или опытная команда специалистов помогут разработать, настроить и поддерживать всю вашу систему в целом.
• Самая надежная технология для обеспечения подключения и согласованности в вашей сложной системе холодовой цепи
• Поставщик сетевых услуг с четкой стратегией выхода на рынок, которая сделает вашу задачу проще, дешевле и эффективнее.
О дизайнерских решениях
Датчики и шлюзы Laird Connectivity — идеальный выбор для применения в холодильных цепях. Наш опыт в области технологий включает в себя высокопроизводительное и надежное подключение LoRaWAN и многолетний опыт работы с Wi-Fi и Bluetooth, которые обеспечивают непревзойденные возможности в области холодильных цепей.
Подключайте датчики и шлюзы Интернета вещей прямо из коробки или настраивайте их в соответствии с конкретными требованиями к дизайну. Наше семейство датчиков с поддержкой BLE может быть создано с учетом конкретных потребностей приложе Connectivity — идеальный выбор для применения в холодильных цепях. Наш опыт в области технологий включает в себя высокопроизводительное и надежное подключение LoRaWAN и многолетний опыт работы с Wi-Fi и Bluetooth, которые обеспечивают непревзойденные возможности в области холодильных цепей.
Подключайте датчики и шлюзы Интернета вещей прямо из коробки или настраивайте их в соответствии с конкретными требованиями к дизайну. Наше семейство датчиков с поддержкой BLE может быть создано с учетом конкретных потребностей приложений. Sentrius RS1xx — это встроенный датчик температуры и влажности с большим радиусом действия, работающий на батарейках и оснащенный поддержкой технологий LoRaWAN и BLE. Его компактный и прочный форм-фактор обеспечивает превосходную производительность и гибкость.
Он также работает с шлюзами LoRaWAN серии RG1xx для простой интеграции «из коробки» и совместим со сторонними облачными провайдерами, такими как AWS IoT, и партнерами по экосистеме LoRa network, такими как TTN. Шлюзы Laird Connectivity IoT-шлюзы, как доказано, работают в самых суровых условиях, таких как промышленные кухни и стальные холодильники и морозиШлюзы Laird Connectivity IoT-шлюзы, как доказано, работают в самых суровых условиях, таких как промышленные кухни и стальные холодильники и морозильники, без ущерба для стоимости или безопасности.
Мы заботимся о том, чтобы устройства постоянно предоставляли передовые интеллектуальные возможности для реагирования на реальные ситуации в режиме реального времени. Беспроводные шлюзы LoRaWAN/multi-wireless серии RG1xx и шлюзы IoT серии IG60 предоставляют компаниям полную власть над своей сетью, добавляя к датчикам и устройствам возможность подключения.