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正文內(nèi)容

rfid與gps技術在宅急送公司的結合應用-文庫吧

2025-06-28 20:44 本頁面


【正文】 通信設備,由調(diào)度中心向車輛駕駛員發(fā)出調(diào)度命令,駕駛員只能根據(jù)自己的判斷說出車輛所在的大概位置,而在生疏地帶或在夜間則無法確認自己的方位時甚至會迷路。因此,從調(diào)度管理和安全管理方面,其應用受到限制。GPS定位技術的出現(xiàn)給車輛、輪船等交通工具的導航定位提供了具體的實時的定位能力。利用全球定位系統(tǒng)GPS確定貨車的位置,再通過移動技術發(fā)短信傳輸?shù)娇刂浦行?,控制中心通過短信接收裝置,將數(shù)據(jù)采集接受,通過計算機進行處理分析,最后以圖形化方式,及時顯示貨車位置,通過這種方式,物流控制中心不但可以監(jiān)控自己一城一地的物流狀況,更可以將自己物流系統(tǒng)調(diào)度延伸到全國,而不用建立起自己的通訊網(wǎng)絡,實現(xiàn)了低成本,大范圍,體現(xiàn)了物流的效率。傳統(tǒng)的GPS車載終端系統(tǒng)主要用于車輛的定位、監(jiān)控中心遠程調(diào)度等。然而,隨著信息時代快速發(fā)展,只有GPS技術是遠不能實現(xiàn)數(shù)字物流系統(tǒng)要求的。車載貨物的智能識別是數(shù)字物流系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié),將GPS和RFID技術相結合非常必要。RFID技術,即無線射頻識別技術(也稱電子標簽)是一種非接觸式的自動識別技術,它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù),識別工作無須人工干預,作為條形碼的無線版本,RFID技術具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量更大、存儲信息更改自如等優(yōu)點,其應用將給零售、物流等產(chǎn)業(yè)帶來革命性變化[3]。隨著RFID技術發(fā)展和完善,利用電子標簽,結合一些數(shù)據(jù)采集技術,可形成現(xiàn)場作業(yè)系統(tǒng)。從而將企業(yè)管理系統(tǒng)延伸到作業(yè)人員的手掌中或叉車上,由信息引導作業(yè),使物流各個環(huán)節(jié)的工作更方便、更靈活、更智能。將無線射頻識別RFID技術與衛(wèi)星定位GPS技術融合,能形成一個流動的物體與流動車輛信息共同實時監(jiān)管的立體識別定位安全網(wǎng)絡,這是僅用GPS技術難以達到的。GPS跟蹤定位技術與RFID智能識別技術有著各自的優(yōu)勢,GPS跟蹤定位技術不受時間和空間的限制能全天候、實時、連續(xù)地提供高精度的位置、速度及時間信息,在物體跟蹤定位、車輛導航等領域有著廣闊的應用空間;RFID無需接觸和人工干預,在物品的管理上有獨到的優(yōu)勢。將GPS定位和RFID技術結合將極大加強物流中車輛和貨物的安全管理,從而大大提高物流業(yè)的整體工作效率,有著非常大的市場應用空間。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀目前,RFID和GPS技術在國內(nèi)外的研究和分別應用已經(jīng)非常廣泛,但是將兩者結合起來的研究和應用還相當少。國外一些發(fā)達國家已開始了這方面的研究。美國的鳳凰城 Sky Harbor國際機場現(xiàn)在就在使用Trans Core公司為其開發(fā)的基于RFID和GPS技術的車輛踉蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以為各種運營車輛排定服務順序,為機場今后的管理升級和加強對車輛跟蹤和安檢做好準備。該機場安裝了這一系統(tǒng)后,經(jīng)濟收益增加了25%,交通堵塞減少20%。據(jù)機場有關負責人估計,如果沒有這種無線跟蹤系統(tǒng),毓場的工作人員至少要增力一倍甚至兩倍,才能滿足聯(lián)邦航空管理局的安檢要求[4]。日本的Kokuy公司已經(jīng)開始運用先進的RFID(電子標簽)和GPS來追蹤目標。這項技采可以實現(xiàn)很多應用,一些偏執(zhí)的父母可以利用這個服務,選擇追蹤老人,小孩甚至迷失方向的淘氣寵物。使用該項技術可以實現(xiàn)很多功能,如果追蹤目標超出預定義范圍5公里,系統(tǒng)自動會發(fā)送一封報警郵件給監(jiān)護人[5]。除了守護功能以外,當?shù)刂С种行囊矔嵤俺霭踩呗浴币源_保該目標不會偏離太遠。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 RFID和GPS的集成應用研究,在我國也備受關注。但與國外相比,我國研究起步較晚。目前國內(nèi)將RFID和GPS技術集成應用的項目研究,有2006年上海、北京等地的“電子守護神”。其研究方案是在所有進入上海、北京市場的煙花炮竹都將貼上含有數(shù)字簽名的電子標簽。由于將RFID與GPS技術相結合,使得城市的安檢等相關部門可以隨時了解每件物品的位置[6]。 研究的主要內(nèi)容RFID與GPS相結合應用的基本思路是,存貨單元中的每個貨品都貼有一塊電子標簽,系統(tǒng)利用無線終端裝置接收貨品射頻信號和GPS位置信號,辨識幾米范圍內(nèi)所有貨品數(shù)據(jù)信息和位置信息,無線終端將該標簽所在的商品的數(shù)據(jù)信息和位置信息通過CDMA/GPRS/GSM無線網(wǎng)絡實時傳送到接收計算機上,數(shù)據(jù)自動進人中心數(shù)據(jù)庫。物流管理者可識別特定時間內(nèi)所有貨品的數(shù)據(jù)信息和位置信息,進而實現(xiàn)遠程接收、分揀、裝卸、運送、監(jiān)控等流程的信息自動化過程。通過Internet與企業(yè)數(shù)據(jù)庫對接,用戶還可以在網(wǎng)上實現(xiàn)對所關心的車輛、貨品實現(xiàn)查找跟蹤功能。2 RFID與GPS技術的概述 RFID與GPS技術概況 GPS技術概況全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS是美國從二十世紀70年代開始研制,歷時20年,耗資200億美元,于1994年全面建成,具有在海陸空進行全方位實時三維導航與定位能力的新一代衛(wèi)星導航與定位系統(tǒng)。GPS的基本定位原理是:衛(wèi)星不問斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息,用戶接收到三顆以上的衛(wèi)星數(shù)據(jù)后,根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù),采用空間距離后方交會的方法,確定接收機的三維位置,三維方向以及運動速度和時間信息。 GPS 的基本定位原理是:以高速運動的衛(wèi)星瞬間位置(X、Y、Z) 作為已知的起算數(shù)據(jù),衛(wèi)星不間斷發(fā)送自身星歷參數(shù)和時間信息至接收端,當用戶設備接收到信息后,采用空間距離后方交匯的方法,計算出接收機的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息。通常由于存在著衛(wèi)星與地球間的始終誤差,由此引入用戶時鐘誤差作為第四個變量。計算公式如下:( Ri ct) = (X Xi) 2 + ( Y Yi) 2 + ( Z Zi) 2式中i = 1~4 ,c 為光速,t 為時鐘誤差。因此,通常至少要接收4 顆衛(wèi)星坐標才能定出地面位置的坐標。當僅接收到3 顆衛(wèi)星的情況下,所能夠提供的僅為二維坐標[7]。GPS技術在車輛監(jiān)控方面的研究與應用在中國目前屬于起步階段。人們利用GPS的特點,將GPS技術應用于汽車導航和交通管理工程中。由于GPS的首要功能就是提供三維導航,所以飛機、船舶、車輛以及步行者都可以利用GPS導航接收機進行導航。GPS導航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡以及計算機車輛管理信息系統(tǒng)相結合,可以實現(xiàn)車輛跟蹤、出行路線的規(guī)劃和導航、信息查詢、話務指揮和緊急援助等許多功能。該類系統(tǒng)可以廣泛應用于公安、消防、搶修、急救以及運輸?shù)溶囕v服務。 RFID技術概況RFID是一種的非接觸自動識別技術,可以實現(xiàn)對靜態(tài)或移動的物體或人員的自動識別。RFID在商品上簧入特制的微芯片,稱為RFID標簽(RFID Tags)??梢杂脕碜粉櫤凸芾韼缀跛械奈锢韺ο螅俏锪鞴芾?、追蹤等領域信息化的重要手段之一。 RFID的基本工作原理是利用射頻信號和空間耦合(電感或電磁耦合)傳輸特性,實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。RFID系統(tǒng)由射頻電子標簽(Tag)、讀寫器或閱讀器(Reader)和應用系統(tǒng)(包括連接線路)構成。在實際應用中,電子標簽附著在待識別物體的表面。閱讀器又稱為讀出裝置,可無接觸地讀取并識別應答器中所保存的電子數(shù)據(jù),并通過計算機及計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。在技術上的主要特點是無接觸識別、識別速度快、適應物體移動速度高、可穿過布、皮、木等材料閱讀、抗惡劣環(huán)境工作能力強,可全天候工作[8]。 RFID與GPS技術結合應用的原理存貨單元中的每個貨品都貼有一塊電子標簽,系統(tǒng)利用無線終端裝置接收貨品射頻信號和GPS位置信號,辨識幾米范圍內(nèi)所有貨品數(shù)據(jù)信息和位置信息,無線終端將該標簽所在的商品的數(shù)據(jù)信息和位置信息通過CDMA/GPRS/GSM無線網(wǎng)絡實時傳送到接收計算機上,數(shù)據(jù)自動進人中心數(shù)據(jù)庫[。物流管理者可識別特定時間內(nèi)所有貨品的數(shù)據(jù)信息和位置信息,進而實現(xiàn)遠程接收、分揀、裝卸、運送、監(jiān)控等流程的信息自動化過程。通過Internet與企業(yè)數(shù)據(jù)庫對接,用戶還可以在網(wǎng)上實現(xiàn)對所關心的車輛、貨品實現(xiàn)查找跟蹤功能[9]。處理時,首先由安裝在車輛上的車載終端(讀寫器)接收與處理貨物信息和GPS衛(wèi)星定位信息,通過CDMA/GPRS/GSM無線網(wǎng)絡和INTERNET傳遞到信息中心,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和保存,管理員還可通過管理中心軟件或在INTERNET軟件管理貨物資料和監(jiān)控調(diào)度行駛車輛。通過采用智能化、自動化、系統(tǒng)化的手段對RFID與GPS的集成應用,使得貨物信息得到及時、準確的采集,并可實時反饋給信息需求者,貨物和運輸車輛的安全得到了極高保障,管理效率和便利性得到極大提高。 RFID與GPS技術結合應用的形式(1)物流倉儲管理中的應用在現(xiàn)代物流業(yè)的倉儲管理中,根據(jù)使用要求,存放在倉儲中的每個貨品都貼上一塊電子標簽,把帶RFID與GPS功能的多個終端設備固定放于貨倉的不同位,就可以根據(jù)管理者的需要,隨時了解貨倉中貨品的實時位和存貨情況,這樣,無論比較于傳統(tǒng)的有初步信息化條件的出人庫管理和倉儲盤點業(yè)務,還是目前普通采用的標準化的條碼技術(BarCode),都具有前所未有的便利條件。(2)物流分揀中心應用對于現(xiàn)代物品流通業(yè)務中的關鍵環(huán)節(jié),RFID與GPS技術在分揀中心的應用優(yōu)勢猶為明顯,利用RFID讀寫器的強大讀取能力,可一次性全部讀取暫存的所有貨物的數(shù)據(jù)信息,結合GPS定位終端功能,又可以實現(xiàn)對貨品的全程跟蹤,采用該技術后,不僅使物流分揀中心的揀貨效率大大提高,而且還會大大降低分揀出貨的差錯率。該應用對于人貨口和出貨口可使用固定式終端,而鑒于分揀中心場地內(nèi)對設備的靈活性要求,可使用手持式移動終端。(3)物流車輛監(jiān)控中的應用遠程裝貨有兩種應用模式,一種是固定于遠程車輛上使用,另一種是收(送)貨人手持設備使用。這對于物流配送業(yè)務的貨品及車輛跟蹤,以及快遞業(yè)務中對收派件車輛和快件的跟蹤,有著非常重要的意義[10]。RFID與GPS結合應用的形式還有很多,在此不一一贅述,本文主要介紹在物流車輛監(jiān)控方面的應用。 RFID與GPS技術結合應用的特點(1)RFID和GPS技術的綜合運用,兼?zhèn)淞薘FID和GPS功能,結合目前覆蓋面廣的CDMA/GPRS/GSM無線網(wǎng)絡,使同時對貨品和車輛的實時跟蹤成為可能。(2)根據(jù)通用標準RFID標簽讀寫規(guī)范而開發(fā)的設備和應用系統(tǒng),無需特制標簽,具有較強的兼容性、擴展性,良好的技術先進性和自動識別能力。(3)采用該技術的無線終端使用靈活,功能強大,其可移動性、強大的信息處理能力和先進的交互方式,為遠程物流控制創(chuàng)造了便利條件。(4)對于提升物流行業(yè)的信息技術含量、提高物流設施的自動化程度和業(yè)務運作效率有著重大的指導意義。(3)在物流行業(yè)采用該技術,使物流的時效性、物流中心的作業(yè)效率、分揀中心的揀貨效率有了根本上的提高。(6)強大的讀寫能力,能實現(xiàn)同時對多個電子標簽的讀寫,對于物流倉儲減少差錯率有著重大的幫助[11]。 3 配送車輛監(jiān)控系統(tǒng)分析 系統(tǒng)功能和內(nèi)容界定車輛監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)其服務對象的不同,具體實現(xiàn)的功能也不同。目前應用車輛監(jiān)控系統(tǒng)的領域主要有:物流配送,銀行運鈔,公安巡邏,急救中心等。這些車輛監(jiān)控系統(tǒng)面向的服務對象都有其自身的特點,因此,各個行業(yè)對車輛監(jiān)控系統(tǒng)所具備的功能側重點就各不相同。因此一方面,需要根據(jù)服務對象的特點,明確本文研究的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的服務內(nèi)容;另一方面,由于車輛監(jiān)控系統(tǒng)是一個非常復雜的系統(tǒng),它集成了當前在地理信息、空間信息領域和嵌入式等大量新技術,涉及到的因素非常廣泛,本文的研究不可能面面俱到。因此必須要對本文所研究的車輛監(jiān)控系統(tǒng)做出嚴格的相關界定。 (1)本文研究的車輛監(jiān)控系統(tǒng)是面向物流配送的用戶,這類用戶是進行商業(yè)貨物運輸?shù)闹饕后w,其物流配送過程需要大量的實時信息,主要包括車輛與貨物的實時空間位置,車輛的實時狀態(tài),實時交通信息等。用戶通過車輛監(jiān)控系統(tǒng)為企業(yè)在物流配送過程中進行決策支持提供所需的實時信息。 (2)本文研究的車輛監(jiān)控系統(tǒng)是包括車載終端和監(jiān)控中心兩大部分,車載終端主要完成車輛、貨物實時空間的信息獲取、信息格式化傳輸、通訊功能;監(jiān)控中心主要完成配送車輛、人員和任務的管理;車輛上傳信息的管理,車輛的實時監(jiān)控、調(diào)度以及通訊和為配送提供決策支持相關信息等功能。對于監(jiān)控中心如何實現(xiàn)車輛實時調(diào)度和如何提供決策支持的研究由資金項目中的其他人員進行研究,不在本論文的研究范圍之內(nèi)。 (3)本文研究的主要工作是從車輛監(jiān)控系統(tǒng)構建的角度出發(fā),對系統(tǒng)的整體結構進行了分析和設計,并針對現(xiàn)有車輛系統(tǒng)存在的通訊費用高導致配送成本過高,可視化監(jiān)控程度低,系統(tǒng)功能不能滿足物流配送要求的缺點,對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸模式,數(shù)據(jù)信息的采集以及可視化監(jiān)控技術等關鍵技術進行研究。 系統(tǒng)的用戶需求分析 訂貨客戶需求分析物流配送就是按照客戶的訂貨要求和時間計劃,在配送中心節(jié)點(倉庫、商店、貨運站、物流中心等進行分揀、配貨和裝載貨物等操作,然后將配好的貨物按照規(guī)定的時間和路線送交給客戶的過程[12]。 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和物流配送業(yè)務量的迅猛增長,目前物流配送業(yè)務地域不斷加大,信息量也呈幾何級數(shù)增長,而煩瑣的信息卻不能一目了然。因此,物流配送企業(yè)以往人工制定配送計劃的方式和配送車輛數(shù)量已經(jīng)不能滿足業(yè)務的要求,然而配送企業(yè)也不可能一味地增加車輛的數(shù)量來滿足業(yè)務量的要求。物流配送企業(yè)在保證企業(yè)最大利潤的前提下,如何在配送車輛數(shù)目合理的狀況下按計劃完成所有的配送任務成為各個企業(yè)所要面對的難題。要在一定資源的條件下
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