基于物联网的物流配送系统

基于物联网的物流配送系统研究 张珺 （大连理工大学系统工程研究所，辽宁 大连 116023） 摘要：当前全球化的物联网应用环境为物流信息化的发展带来了机遇和挑战。针对传统物流配送系统存在的数据实时性差、信息采集效率低、无法对车辆进行实时调度等缺点，采用物联网构建一种物流配送系统，利用传感器网络、GPS定位系统，RFID电子标签等技术，实现物品从仓储、分拣到运输过程中的全面信息化，并能对配送过程进行动态监控和辅助决策，提高物品的运输效率和安全性。 关键词：物流网；物流配送系统；传感器；GPS定位系统；RFID Study on the Logistics Distribution System based on The Internet of Things ZHANG Jun （Institute of Systems Engineering, Dalian University of Technology, 116023, China） Abstract: Currently, the application of the global Internet of Things brings about opportunities and challenges in the development of logistics informatizatiom. Taking advantage of the technology of Internet of things, such as the sensor network, GPS, RFID tag, this paper constructs a logistics distribution system to realize the whole informatization of the logistic process of storage, sorting and transportation, simultaneously increase the transportation efficiency and security，so as to tackle the defects of the traditional logistics distribution system’s non-real-time and inefficient data collecting, non-real-time monitoring during the transportation processes. Key words: Internet of things; logistics distribution system; sensor network; GPS; RFID

引言 随着物联网技术的快速发展，国家对物联网的应用系统开发高度重视，物联网的发展也引起了国内外学术界、工业界和媒体的高度关注。物流业是物联网很早就实实在在落地的行业之一，但就目前来看，国内外的物流配送系统仍大多停留在初级网络建设及应用软件系统建设的初级阶段，业务上的许多环节都造成巨大的成本、人力、时间浪费。基于物联网的物流配送系统，将物流网技术运用到物流配送的各个环节，实现对物品信息的自动输入和全程监控，以及运输过程的辅助决策，大大提高物品在仓储、分拣、运输过程中的效率。 本文采用物流网的传感网络和RFID技术，构建了一个物流配送管理系统，改变了传统物流配送过程中数据实时性差、信息采集效率低、无法对车辆进行实时调度等缺点，真正实现了数据的动态采集，对配送过程进行一个动态的监控和调度，使得物品能安全、高效的送到客户手中。

1. 物联网概述

1.1物联网定义 物联网（The Internet of Things）一般定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与物联网连接起来，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。具体结构如图1所示[1]。物联网是对互联网的扩展和延伸，互联网只能实现计算机之间的互连，而物联网通过智能传感器、范在网络、云计算等技术，赋予物品以智能化，从而解决物品到物品（Thing to Thing，T2T）、人到物品（Human to Thing，H2T）、人到人（Human to Human，H2H）之间的互连。 图1 物流网结构示意图 1.2 物联网发展 物联网概念最早出现于比尔·盖茨1995年《未来之路》一书中，但当时因无线网络、硬件及传感等设备所限，没有引起人们足够重视。1999年在美国召开的移动计算和网络国际会议再次提出物联网(Internet of Things)的概念，并提出“传感网是下一个世纪人类面临的又一个发展机遇”。2003年《美国评论》提出，无线传感网络技术将成为未来改变人们生活的十大技术之首。2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界峰会（WSIS）上，国际电信联盟（ITU）发布《ITU互联网报告2005：物联网》，引用了“物联网”的概念[2]。物联网的定义和范围已经发生了变化，覆盖范围有了较大的拓展，不再只是指基于RFID技术的物联网。报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过因特网主动进行交换。 至此，物联网已经引起了国际社会的高度重视，试想如果能有一种技术，不仅能实现网络与物质对话，还是实现网络与生物、网络与物质对话，召唤它们为人类服务，那将是多么美妙的场景。于是奥巴马就任美国总统后，对IBM首席执行官彭明盛首次提出基于物联网的“智慧地球“的概念给予了积极回应，并上升到美国的国家战略，列为在经济繁荣和国防安全两方面至关重要的技术。欧盟2009年6月制定并公布了涵盖标准化、研究项目、试点工程、管理机制和国际对话在内的物联网领域十四点计划行动。我国早在十多年前就开始了物联网相关领域的研究，技术和标准与国际基本同步。2009年8月温家宝总理在视察中科院无锡物联网产业研究所时，要求在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻克核心技术，并提出“感知中国”的概念。此后，物联网被正式列为国家五大新兴战略性产业之一，写入“政府工作报告”，物联网在中国受到了全社会极大的关注，其受关注程度是在美国、欧盟、以及其他各国不可比拟的。

1.3物联网相关技术 国际电联报告提出物联网主要有四个关键性的应用技术：标签事物的RFID，感知事物的传感网络技术（Sensor technologies），思考事物的智能技术（Smart technologies），微缩事物的纳米技术Nanotechnology[3]。 RFID是一种非接触的射频识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象，并获取相关数据，识别过程无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。RFID技术与互联网、通讯等技术相结合，可实现全球范围内物品跟踪与信息共享。其一般由RFID标签、读写器及计算机系统等部分组成。读写器通过天线发出一定频率的射频信号，当RFID标签进入读写器

物联网又称传感网 传感器 节点 射频识别装置 红外感应器 全球定位系统 激光扫描器

互联网通信网 计算机终端用户 工作场时，其天线产生感应电流，使得RFID标签获得能量被激活并向读写器发送出自身编码等信息或者标签主动发送某一频率的信号。读写器接收到来自标签的载波信号，对接受的信号进行解调和解码后送至计算机主机进行处理；计算机主机系统根据逻辑运算判断该标签的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号。RFID工作原理如图2所示[4]。

图2 RFID工作原理图 无线传感器网络是集分布式信息采集、信息传输和信息处理技术于一体的网络信息系统，以其低成本、微型化、低功耗和灵活的组网方式、铺设方式以及适合移动目标等特点受到广泛重视，是关系国民经济发展和国家安全的重要技术。智能技术是为了有效地达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段。通过在物体中植入智能系统，可以使得物体具备一定的智能性，能够主动或被动的实现与用户的沟通，也是物联网的关键技术之一。纳米技术，是研究结构尺寸在0.1~100 nm 范围内材料的性质和应用，其优势意味着物联网当中体积越来越小的物体能够进行交互和连接。

2. 物联网对物流业影响 2.1我国物流信息化建设现状 我国在物流业信息化建设，总体上还处在初级阶段。一些优秀的大型物流企业已经走到信息化的前列，但是具有需求明确、系统先进的物流企业比较少。许多物流企业信息化建设的重点还主要集中在初级网络建设及应用软件系统建设的初级阶段，至于业务流程和操作的优化，如集中采购、集中库存及大型配送中心的计算机管理尚处于起步和摸索阶段，从观念到设施还停留在传统物流运输和仓储的层面。

2.2 物联网在物流业中的应用领域 物流业是物联网很早就实实在在落地的行业之一，很多先进的现代物流系统已经具备了信息化、数字化、网络化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化、自动化等先进技术特征。很多物流系统和网络也采用了最新的红外、激光、无线、编码、认址、识别、定位、无接触供电、光纤、数据库、传感器、RFID、卫星定位等高新技术，这种集光、机、电、信息等技术为一体的新技术在物流系统的集成应用就是物联网技术在物流业应用的体现。概括起来，目前相对成熟的应用主要在如下四大领域[]： 一是产品的智能可追溯的网络系统：如食品的可追溯系统、药品的可追溯系统等。这些智能的产品可追溯系统为保障食品安全、药品安全提供了坚实的物流保障。 二是物流过程的可视化智能管理网络系统：这是基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等

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