【正文】 1 / 20 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與 智能物流配送 系統(tǒng) 一、 物聯(lián)網(wǎng) 技術(shù) 概述 物聯(lián)網(wǎng)的含義和基本 結(jié)構(gòu) 物聯(lián)網(wǎng) (Inter ofthings，簡稱 lOT)，目前國內(nèi)外普遍公認(rèn)的是 MITAuto— ID 中心主任 KevinAshton 教授于 1999 年在研究 RFID 時(shí)最早提出來的。在 2022 年國際電信聯(lián)盟(ITU)及歐盟 2022 年發(fā)布的 (EPoSS， the European Technology platform on martSystems Information)IOT2020 報(bào)告中，物聯(lián)網(wǎng) 的定義和范圍已經(jīng)發(fā)生了變化，覆蓋范圍有了較大拓展，不再只是基于 RFID 技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)。 從本質(zhì)上來說，物聯(lián)網(wǎng)是一種建立在互聯(lián)網(wǎng)上的泛在網(wǎng)絡(luò)，其核心是目前被大家廣泛使用的互聯(lián)網(wǎng)，并在其基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸和拓展以實(shí)現(xiàn)充分的互聯(lián)互通；其次，物聯(lián)網(wǎng)使得物與物之間有了通信功能，可以進(jìn)行信息的交換和傳輸，實(shí)現(xiàn)自動識別和物物通信。 物聯(lián)網(wǎng)是將各種信息傳感設(shè)備，如射頻識別 (RFID)裝置、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng) 、激光掃描器等種種裝置與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合起來而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。 它 是多學(xué)科高度交叉的新興前沿研究熱點(diǎn)領(lǐng)域，綜合了傳感器技 術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無線通信技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協(xié)作地實(shí)時(shí)監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，通過嵌入式系統(tǒng)對信息進(jìn)行處理，并通過隨機(jī)自組織無線通信網(wǎng)絡(luò)以多跳中繼方式將所感知的信息傳送到用。 從體系結(jié)構(gòu)上來說，物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)主要包括感知層技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)、應(yīng)用層技術(shù)及公共技術(shù)，如圖 1 所示。 2 / 20 圖 1 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu) （ 1） 感知層 感知層將大范圍內(nèi)的現(xiàn)實(shí)世界中的各種物理量通過各種手段，實(shí)時(shí)并自動 化的轉(zhuǎn)化為虛擬世界可處理的數(shù)字化信息。感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，主要實(shí)現(xiàn)智能感知功能，包括信息采集，物體識別等功能。感知層應(yīng)用的主要技術(shù)包括傳感器、 RFID、自組織網(wǎng)絡(luò)、二維碼和實(shí)時(shí)定位技術(shù)等。 （ 2） 網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞以及通信的處理，將感知層收集到的數(shù)據(jù)及信息快速安全的傳遞到信息需求方，方便他們對信息進(jìn)行處理，主要的傳輸手段包括無線通信和有線通信(例如 GPRS／ SDMA 網(wǎng)絡(luò)、 2G／ 3G／ 4G 網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)等 )。 （ 3）應(yīng)用層 應(yīng)用層實(shí) 現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)與各行各業(yè)的最終融合，將感知層和網(wǎng)絡(luò)層的采集處 理后的數(shù)據(jù)信息應(yīng)用于需要的行業(yè)，為最終的系統(tǒng)集成、協(xié)調(diào)、決策以及智能化提供服務(wù)。 應(yīng)用層 包 括中間件層和應(yīng)用服務(wù)層 。 中間件層主要作用是將網(wǎng)絡(luò)層與應(yīng)用層對接，充當(dāng)了中間的接口作用，包括對業(yè)務(wù)的分析整合、共享、數(shù)據(jù)處理、管理等。具體實(shí)現(xiàn)為一系列的業(yè)務(wù)支撐平臺、管理平臺、信息處理化平臺。未來的發(fā)展越來越傾向于向云計(jì)算服務(wù)平臺發(fā)展。 目前應(yīng)用層包括很多行業(yè)，例如智能家居、智慧城市、智能電網(wǎng)、工業(yè)監(jiān)控、公 共安全、智能物流等。 3 / 20 物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù) 按照物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)來劃分，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要包 括三大塊：感知技術(shù)；通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；智能技術(shù)。在物流配送中應(yīng)用比較廣泛的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如下： （ 1） 感知技術(shù) 物流配送中經(jīng)常用到的物流網(wǎng)感知技術(shù)主要包括 RFID(射頻識別技術(shù) )、 GPS(全球衛(wèi)星定位技術(shù) )、傳感器技術(shù)等。其中，最核心的以及應(yīng)用最多的是 RFID 技術(shù)。目前主要應(yīng)用于倉儲、物品信息采集、貨物分揀、車輛貨物追蹤及物品追溯等。 RFID 是一種“使能”技術(shù)，它可以使常規(guī)的物成為“智能物件”，變成和物聯(lián)網(wǎng)的連接對象。主要工作原理是通過視頻信號來識別目標(biāo)對象并自動獲取信息和數(shù)據(jù)。它的優(yōu)點(diǎn)在于讀寫方便、抗干擾能力強(qiáng) 等，并且能夠適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境，能夠替代人來完成很多復(fù)雜危險(xiǎn)的工作。 RFID 工作原理如圖 2 所示 。 圖 2 RFID 工作原理圖 在物流配送中， RFID 應(yīng)用比較成熟的領(lǐng)域在貨物分揀、自動倉儲、車輛貨物追蹤以及物品溯源。其應(yīng)用提高了物流配送安全性和效率的同時(shí)，減少了配送過程中的失誤率，促進(jìn)了物流行業(yè)的信息化的發(fā)展。 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) (Global Positioning System， GPS)是美國歷經(jīng) 20 年，耗資超過300 億美元，由發(fā)射 的 24 顆衛(wèi)星組成的全球定位、導(dǎo)航及授時(shí)系統(tǒng)。可以實(shí)時(shí)的為目標(biāo)提供三維位置，三維速度和高精度的時(shí)間信息。在物流領(lǐng)域， GPS 技術(shù)主要被用來進(jìn)行物流 4 / 20 配送車輛的實(shí)時(shí)跟蹤、定位、導(dǎo)航以及監(jiān)控管理。結(jié)合 RFID 技術(shù)， 還可以實(shí)現(xiàn)對物品狀態(tài)的實(shí)時(shí)查詢和監(jiān)管。 GPS 應(yīng)用最廣泛的環(huán)節(jié)是在物流配送的運(yùn) 輸環(huán)節(jié) 。 物 聯(lián) 網(wǎng)最重要的功能就是可以實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)世界沒有生命的物體的感知，而傳感器就是實(shí)現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵技術(shù)。它可以通過傳感器內(nèi)部的敏感元件感知到外界的變化和刺激，并將這些刺激轉(zhuǎn)化為一定可輸出處理的信號，其工作流程如圖 3 所示。 圖 3 傳感器 的工作流程 （ 2） 通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)主要包括互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、有線與無線局域網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)等。在區(qū)域性的物流管理信息系統(tǒng)主要采用有線和無線結(jié)合的方式，隨著無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，無線技術(shù)的應(yīng)用空間會越來越大。大范圍的物流配送系統(tǒng)則通常集成了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、 GPS／ GIS／ GPRS 技術(shù)等來保證對運(yùn)輸車輛的動態(tài)監(jiān)控與管理。具體應(yīng)用見圖 4 所示 。 圖 4 通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在物流配送中的應(yīng)用 5 / 20 無線傳感網(wǎng) (WSN)是將系列在空間散 布的傳感器單元通過自組織的無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，從 而 將各自采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸匯總，以實(shí)現(xiàn)對空間分散范圍內(nèi)的物理或環(huán)境狀況的協(xié)作監(jiān)控，并根據(jù)這些信息進(jìn)行相應(yīng)