基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的智能物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

【摘 要】智能物流系統(tǒng)是物流企業(yè)建設(shè)信息化平臺(tái)的基石，是物流作業(yè)流程實(shí)現(xiàn)智能化、一貫化、集成化的基礎(chǔ)，探討智能物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)促進(jìn)企業(yè)信息化建設(shè)，提升企業(yè)服務(wù)水平具有現(xiàn)實(shí)意義。文章首先介紹了智能物流系統(tǒng)的內(nèi)涵、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：RFID、GPS、ZigBee等的原理和特征；其次，研究了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并就物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能運(yùn)輸系統(tǒng)、智能信息管理系統(tǒng)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作原理進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智能物流系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

【中圖分類號(hào)】TP391 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2016）02-0038-03

0 引言

隨著信息采集與智能計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)在智能物流系統(tǒng)中的應(yīng)用日趨成熟。

物聯(lián)網(wǎng)（Internet Of Things，lOT）是指通過(guò)信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議實(shí)現(xiàn)人與人、人與物、物與物全面互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，其主要特征是通過(guò)射頻識(shí)別、傳感器等方式獲取物理世界的各種信息，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息的傳送與交互，采用智能計(jì)算技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行分析處理，從而提高對(duì)物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制，其由感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層3個(gè)部分組成。

1 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的智能物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 智能物流系統(tǒng)的含義

智能物流系統(tǒng)是通過(guò)智能交通系統(tǒng)、各種相關(guān)信息技術(shù)解決物流作業(yè)的實(shí)時(shí)信息采集，并在一個(gè)集成的環(huán)境下對(duì)采集的信息進(jìn)行分析和處理，通過(guò)在運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、配送等各個(gè)物流環(huán)節(jié)中的信息傳輸，為物流服務(wù)提供商和客戶提供詳盡的信息和咨詢服務(wù)的系統(tǒng)。

1.2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 RFID技術(shù)

RFID（Radio Frequency Identification）是一種射頻識(shí)別技術(shù)，利用射頻信號(hào)通過(guò)空間稱合（交變磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)）來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸信息傳遞與溝通，同時(shí)管理和控制所傳遞來(lái)的信息以達(dá)到自動(dòng)識(shí)別的目的。它能夠快速、實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確地采集和處理貨物信息，并對(duì)實(shí)體對(duì)象有唯一且有效的識(shí)別。目前，它應(yīng)用于生產(chǎn)、零售、物流、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。其特征如下：具備無(wú)線識(shí)別和對(duì)數(shù)據(jù)的讀寫功能；可作為小型化和多樣化的標(biāo)簽；可多次重復(fù)讀寫使用；具有較強(qiáng)的穿透識(shí)別能力；環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)；具有超大的記憶容量。

1.2.2 GPS技術(shù)

GPS又稱為全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS），是具有海、陸、空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。它的特征是能夠快速、高效、準(zhǔn)確地提供點(diǎn)、線、面要素的精確三維坐標(biāo)及其他相關(guān)信息，具有高精度、高效益、全天候、自動(dòng)化等顯著特點(diǎn)。

1.2.3 ZigBee技術(shù)

WSN是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)（Wireless Sensor Network）的簡(jiǎn)稱，是由傳感器、感知對(duì)象和觀察者3個(gè)要素構(gòu)成，各個(gè)要素中間可以通過(guò)統(tǒng)一的協(xié)議來(lái)進(jìn)行信息的傳輸與交流。為要素之間搭建橋梁作用的協(xié)議稱之為ZigBee，它是指一種實(shí)現(xiàn)了短距離、低功耗的無(wú)線通信技術(shù)。其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.3 智能物流系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下智能物流系統(tǒng)采用基于J2EE（Java 2 Platform，Enterprise Edition）標(biāo)準(zhǔn)的MVC（Model View Controller）模式實(shí)現(xiàn)。從軟件開發(fā)和體系的結(jié)構(gòu)方面分析，智能物流系統(tǒng)的系統(tǒng)分為4個(gè)層次，分別是表現(xiàn)層、控制層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)訪問(wèn)層。這4個(gè)層次所實(shí)現(xiàn)的功能各不相同。表現(xiàn)層主要負(fù)責(zé)界面的顯示，通常應(yīng)用Jsp技術(shù)和Javascript技術(shù)，通過(guò)界面和用戶進(jìn)行交互及通過(guò)界面與控制層交互。控制層負(fù)責(zé)進(jìn)行業(yè)務(wù)邏輯的調(diào)度及表現(xiàn)層的交互，這個(gè)層面是由Java Web技術(shù)中的Servlet充當(dāng)一個(gè)控制器的角色。業(yè)務(wù)邏輯層主要是進(jìn)行系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯的處理，通過(guò)與數(shù)據(jù)訪問(wèn)層和控制層進(jìn)行交互，完成邏輯的處理和方法的調(diào)用。業(yè)務(wù)層在智能物流系統(tǒng)中主要介紹本單位的實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)行功能開發(fā)。而數(shù)據(jù)訪問(wèn)層是對(duì)底層數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理，也就是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行最基礎(chǔ)的增、刪、改、查操作。這4個(gè)層次各司其職，并相互協(xié)作支持整個(gè)系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能物流系統(tǒng)中的融合

2.1 物聯(lián)網(wǎng)與智能物流運(yùn)輸

智能物流運(yùn)輸系統(tǒng)包括車輛配送路徑優(yōu)化系統(tǒng)、智能調(diào)度系統(tǒng)、實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)等，利用物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛調(diào)度、車輛配送路線優(yōu)化、車輛信息實(shí)時(shí)監(jiān)控運(yùn)輸過(guò)程等。該系統(tǒng)對(duì)整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中的車輛和貨物進(jìn)行動(dòng)態(tài)篩選，有效地縮短了物流時(shí)間，降低了車輛空載率，能更好地控制物流成本。利用物聯(lián)網(wǎng)的GPS、GIS等技術(shù)對(duì)車輛進(jìn)行跟蹤，采用RFID技術(shù)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可對(duì)物品性能進(jìn)行跟蹤監(jiān)控。其系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

智能物流運(yùn)輸實(shí)現(xiàn)的原理如下：對(duì)需要監(jiān)控的貨物和運(yùn)輸工具貼上RFID電子標(biāo)簽，在物流信息管理中心建立與之相應(yīng)的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)貨物所處環(huán)境發(fā)生變化的時(shí)候，相應(yīng)的傳感器結(jié)合RFID系統(tǒng)將捕捉到的信息傳送至局域網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，如果溫度、濕度、壓力等數(shù)據(jù)處于正常狀態(tài)，物流信息管理中心不做反應(yīng)；如果數(shù)據(jù)發(fā)生變化處于預(yù)警階段，則由局域網(wǎng)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)發(fā)給物流管理中心或物流工作人員。這樣不但可以實(shí)時(shí)了解運(yùn)輸物品的性能是否變化，還可以通過(guò)GPS定位系統(tǒng)確定車輛的位置。通過(guò)攝像系統(tǒng)對(duì)車廂內(nèi)的狀況進(jìn)行視頻監(jiān)控，數(shù)據(jù)控制中心能夠了解運(yùn)輸?shù)娜^(guò)程。

2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能物流信息管理系統(tǒng)

物流信息管理系統(tǒng)主要是對(duì)物流作業(yè)各環(huán)節(jié)中發(fā)生的信息流進(jìn)行管理。在物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，隨著RFID、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等關(guān)鍵技術(shù)的廣泛應(yīng)用，信息采集變得更加容易，物流數(shù)據(jù)信息將更加龐大，普通的信息管理系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法滿足物流業(yè)務(wù)的需求，系統(tǒng)將會(huì)升級(jí)成為一個(gè)超級(jí)強(qiáng)大的智能信息管理系統(tǒng)。在這個(gè)信息管理系統(tǒng)中，必須具備一定的智能決策分析能力，才能體現(xiàn)出智能物流信息系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，云計(jì)算將與超級(jí)信息管理系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)用于處理海量的信息，依托物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的智能決策分析功能。例如，對(duì)于某次物流活動(dòng)中，調(diào)用車輛的方案、路線優(yōu)化的方案、出庫(kù)方案的選擇、人員調(diào)用的方案、貨物交付方案、客戶服務(wù)滿意度的預(yù)測(cè)等，都可以通過(guò)智能物流信息系統(tǒng)的決策功能提供幫助，有些環(huán)節(jié)甚至可由系統(tǒng)自動(dòng)完成。智能決策分析系統(tǒng)既有集成性，也可以實(shí)現(xiàn)分布性，不是所有的信息都要通過(guò)該信息管理中心來(lái)處理，可以按照需求創(chuàng)設(shè)局域?qū)＜蚁到y(tǒng)。例如，倉(cāng)儲(chǔ)中物品的環(huán)境數(shù)據(jù)信息，這部分的信息不需要傳送到物流信息管理中心，可以在局域網(wǎng)內(nèi)就由物聯(lián)網(wǎng)局域網(wǎng)系統(tǒng)自動(dòng)處理完成。專家系統(tǒng)處理問(wèn)題的過(guò)程如圖4所示。

3 結(jié)語(yǔ)

物流業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重要領(lǐng)域，通過(guò)分析和研究發(fā)現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)智能物流系統(tǒng)的構(gòu)建具有重要意義。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深入發(fā)展，基于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境的智能物流系統(tǒng)開發(fā)的功能模塊會(huì)越來(lái)越多，智能物流系統(tǒng)所發(fā)揮的作用會(huì)更加強(qiáng)大。企業(yè)應(yīng)當(dāng)結(jié)合本單位的業(yè)務(wù)范圍，借助先進(jìn)的現(xiàn)代技術(shù)對(duì)信息系統(tǒng)進(jìn)行更新設(shè)計(jì)與開發(fā)，力爭(zhēng)開創(chuàng)嶄新局面，跨向新的高度。

參 考 文 獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：鐘聲賢]