淺談物聯(lián)網(wǎng)定位技術在現(xiàn)代物流行業(yè)中的應用

□ 王 磊，姚志成，胡 慧

(中海油能源物流有限公司,天津 300450)

1 定位技術在物流行業(yè)的應用場景

“室外定位”和“室內(nèi)定位”雖然各有特點，但從宏觀上看它們都是定位技術在不同應用場景下的延伸，是互為補充的關系，這種情況在物流行業(yè)尤甚，具體來說：室內(nèi)定位通常出現(xiàn)在倉儲環(huán)節(jié)，而室外定位則通常出現(xiàn)在運輸環(huán)節(jié)，定位技術貫穿于物流行業(yè)的全產(chǎn)業(yè)鏈。

1.1 室外定位技術的發(fā)展現(xiàn)狀

室外定位主要以GPS定位、基站定位以及新興的NB-IOT定位技術為代表。

其中GPS定位，從系統(tǒng)架構上講分為：空間部分、地面控制部分和用戶設備部分[1]，需要投入費用的主要是用戶設備，成本可控、精度較高；而基站定位，則分為三個主要流派：①以COO為代表的單基站定位；②以AoA為代表的雙基站定位；③以ToA/TDoA為代表的三基站定位，其定位精度較低；NB-IOT定位則孕育于物聯(lián)網(wǎng)技術，與基站定位相比，它同樣使用了ToA/TDoA技術，但是定位精度卻優(yōu)于基站定位，并且NB-IOT可以依托蜂窩網(wǎng)絡構建，可以直接部署于現(xiàn)有的2G、3G、4G網(wǎng)絡。

1.2 室內(nèi)定位技術的發(fā)展現(xiàn)狀

室內(nèi)定位技術的種類繁多，與室外定位技術相比可謂百花齊放。

但總的來說，這些技術中適合物流行業(yè)的其實并不多，從技術特點上分析，RFID和UWB較容易在倉儲環(huán)節(jié)發(fā)揮作用，首先，RFID標簽的成本低、體積小，可批量粘貼于物資上，并且RFID技術有良好的信息擴展性，便于與物聯(lián)網(wǎng)對接；其次，UWB雖然成本高，但是它的精度幾乎是目前所有室內(nèi)方案中最高的，考慮其高成本、高精度的特點，可以少量應用于庫房內(nèi)運輸設備的定位。而WLAN和藍牙，考慮到它們的定位精度低、抗干擾能力差，不適宜在庫房中使用。

2 定位技術在物流行業(yè)的應用探索

2.1 在倉儲環(huán)節(jié)的應用

2.1.1 物料信息存儲

作為倉儲管理信息化的基礎，物料信息編碼化勢在必行，在使用中RFID標簽可作為信息存儲的載體，且對比條形碼和二維碼，RFID可存儲的信息更多。

目標效果：與企業(yè)的物資管理系統(tǒng)相聯(lián)動，先制定一個物資分類規(guī)則，分析出各個類別物資的關鍵屬性，再將物資名稱和關鍵屬性匯總成物料描述，并賦予物料編碼。最后，將這些信息存儲于RFID標簽中，并為相應的物資貼上RFID標簽。

2.1.2 出入庫情況統(tǒng)計

由于統(tǒng)計出入庫情況需要把控大量的物資，所以，從成本和可行性的角度考慮宜使用RFID定位。

目標效果：為貨物張貼RFID標簽，將RFID閱讀器分別部署在貨架入口、叉車和庫房入口，以出庫為例：貨物離開貨架觸發(fā)貨架入口的閱讀器，管理系統(tǒng)中對應的運輸狀態(tài)變更為“離柜”；而后在叉車運輸環(huán)節(jié)，再次觸發(fā)叉車上的閱讀器，系統(tǒng)中物資狀態(tài)變更為“場內(nèi)運輸”；貨物一旦離開庫房隨即觸發(fā)庫房入口的閱讀器，貨物在系統(tǒng)中的狀態(tài)變更為“出庫”，流程結束。

2.1.3 物資狀態(tài)更新

目前，大部分庫房物資的信息記錄/錄入主要依賴于人工，這種方式既浪費人力，準確率又不高。有了RFID技術，庫管員就可以隨時對RFID標簽寫入物資狀態(tài)信息。

目標效果：可在物資管理系統(tǒng)中設置表示物資狀態(tài)的屬性，利用不同的數(shù)字或字母分別表示物資是否損壞、是否為回收再利用物資以及物資批次等信息，庫管員可通過日常查庫，把發(fā)現(xiàn)的問題以代碼的形式寫入RFID標簽。

2.1.4 智能貨架

貨架是倉儲管理的“細胞單位”，作為一個物流企業(yè)，若想把握住物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的發(fā)展脈搏，就一定要在智能貨架領域有所作為。為此，可利用RFID作為信息載體、NB-IOT作為信息媒介，與企業(yè)的物資管理系統(tǒng)整合，組建一個管理貨架的智能網(wǎng)絡。

目標效果：將電子顯示器、NB-IOT終端、RFID閱讀器以及各種傳感器整合，開發(fā)出一種安裝在貨架上的智能終端，使其能夠?qū)⑽镔Y的基本信息、周圍的環(huán)境信息(如：溫度、濕度、煙霧等)通過NB-IOT網(wǎng)絡傳送到物資管理系統(tǒng)，以便系統(tǒng)對物資進行快速查找、批次管理、庫齡分析、先入先出管理以及災害報警等操作。

2.1.5 自動分揀

在物流行業(yè)，“自動化”是一個火熱的概念，諸如京東物流昆山無人分揀中心這樣新事物的出現(xiàn)，給相關企業(yè)指明了發(fā)展方向。如果能將“自動化”應用于分揀環(huán)節(jié)，就能大大地提高工作效率、節(jié)省人力，而RFID剛好能在這個領域發(fā)揮作用。

目標效果：將技術成熟的流水線輸送裝置與RFID閱讀器相結合，在入庫或發(fā)貨時，將帶有RFID標簽的物資放到輸送裝置的傳送帶上，當物資經(jīng)過流水線上特定節(jié)點，RFID標簽中所包含的信息(種類、發(fā)貨地點等)將會被閱讀器讀取，根據(jù)相關信息物資將會被輸送裝置的機械結構分揀到指定的貨堆。

2.1.6 廠內(nèi)機械設備定位

對于一些場內(nèi)機械設備(如：叉車、理貨機器人等)，我們需要準確地掌控它們的位置與運動軌跡，因此，可以考慮使用精度更高的UWB定位技術。

目標效果：在叉車和理貨機器人上貼上UWB定位標簽，并在庫房中適量地部署UWB基站，系統(tǒng)層面上，在控制系統(tǒng)中錄入庫房中的貨架坐標。當需要移動某個特定貨架或某項特定物資時，就可命令機器人按照定位系統(tǒng)中規(guī)劃好的路線來完成任務；對于叉車可以與RFID技術結合，在移動特定物資時，先根據(jù)UWB定位規(guī)劃好的路線移動到特定的貨架，再利用RFID射頻信號確定物資在貨架的具體位置，最終實現(xiàn)廠內(nèi)機械設備的無人化、智能化管理。

2.2 運輸環(huán)節(jié)的定位設計

2.2.1 GPS與NB-IOT補充定位

運輸環(huán)節(jié)的定位屬于室外定位領域，一般情況下，為了滿足精度需求大家都使用GPS定位，但是由于衛(wèi)星發(fā)射的信號傳到地表后強度衰減較大且缺乏中繼，所以，GPS定位比較容易受遮蔽物和天氣的影響，具體表現(xiàn)為車輛經(jīng)過隧道、洞窟等場景的丟失定位，陰天或云層較密時的搜尋困難，而NB-IOT擁有可以利用蜂窩網(wǎng)絡部署的特點，換句話說有基站就可以使用NB-IOT定位，并且基于OTDOA技術的NB-IOT定位比傳統(tǒng)通訊基站定位精度更高，所以，NB-IOT定位可作為在上述場景下的補充定位手段。

并且，NB-IOT除了作為定位手段以外，還可以作為通訊手段加以利用。在運輸定位的實施環(huán)節(jié)中，我們可以開發(fā)一種將GPS和NB-IOT技術融合的定位終端，在實現(xiàn)定位的同時，允許司機反饋路況、天氣、突發(fā)狀況等信息，以便配送跟蹤系統(tǒng)做出應急處理。

2.2.2 配送跟蹤系統(tǒng)的搭建

解決了技術層面的問題，我們還需要搭建一個跟蹤系統(tǒng)來輸出我們的定位結果。

配送跟蹤系統(tǒng)的工作流程可劃分為四個階段。第一階段，處理客戶委托信息，將委托信息處理為訂單和路單；第二階段，貨運方將訂單號和運單號綁定，并完善運單信息；第三階段，配送過程中的實時定位，司機通過定位終端上傳車輛的經(jīng)緯度信息至GPS系統(tǒng)，配送跟蹤系統(tǒng)再從GPS系統(tǒng)中獲取定位數(shù)據(jù)；第四階段，經(jīng)過處理輸出實時的運輸軌跡和配送狀態(tài)。

2.2.3 配送跟蹤系統(tǒng)的功能設計

2.2.3.1 用戶APP的開發(fā)

目標效果：在實現(xiàn)下單功能的同時，也要實現(xiàn)掃碼查詢訂單/運單號、運輸軌跡以及配送狀態(tài)的功能。

2.2.3.2 內(nèi)部系統(tǒng)“信息壁壘”的打破

目標效果：打破委托收集系統(tǒng)、物資集采系統(tǒng)、運輸管理系統(tǒng)與配送跟蹤系統(tǒng)之間信息相互獨立的局面，由委托收集系統(tǒng)將委托信息分發(fā)到物資集采系統(tǒng)和運輸管理系統(tǒng)，再由兩系統(tǒng)分別形成訂單信息和路單信息匯總至配送跟蹤系統(tǒng)，最后由配送跟蹤系統(tǒng)輸出相關信息至客戶、運輸方以及司機。

2.2.3.3 貨運方的客戶端設計

目標效果：配送跟蹤系統(tǒng)將用戶委托信息轉(zhuǎn)化為二維碼，貨運方掃描二維碼，進入配送跟蹤系統(tǒng)的錄入界面，將訂單和運單號綁定并錄入運單信息(包括始發(fā)地、目的地、車輛信息、司機電話等)。

2.2.3.4 配送跟蹤的實施

目標效果：司機通過客戶端確認配送跟蹤系統(tǒng)的派單后，定位終端自動將實時定位信息上傳到服務器，并且提醒司機在貨物運送的關鍵節(jié)點通過終端及時更新運送狀態(tài)(比如：已接單、運輸中、到達XX中轉(zhuǎn)站、已送達等)。

3 結語

定位技術的引入有助于提高物流企業(yè)的管理效率，依托于較為成熟的解決方案，定位技術的部署將具有低投入、高回報的特點，這有利于物流企業(yè)提升服務水平、節(jié)約人力成本、優(yōu)化資源配置，進而實現(xiàn)降本增效、提升市場競爭力的目標。并且從發(fā)展的眼光來看，定位技術也是物流企業(yè)信息化轉(zhuǎn)型的“地基”。