應用物聯網技術加快物流業發展

[摘 要]物聯網已上升至國家戰略的高度，作者在介紹物聯網概念與相關技術的基礎上，分析物聯網時代物流業將產生的變化，并指出物聯網未來發展中所存在的問題及解決對策。物流業應抓住機遇，借助物聯網技術推動物流業發展，提高效率，降低成本，真正實現物流業的信息化和智能化。

[關鍵詞]物聯網物流射頻識別技術（RFID）

在計算機、互聯網、移動通信網之后，信息產業迎來了又一次全新的變革——物聯網技術。物聯網技術最大的特點就是其所包含的諸如配送中心、運輸車輛等設施、物品均可以實現與互聯網的連接，體現出智能化的特點。各國都在大力推動物聯網技術的發展和應用，我國已將物聯網上升為國家戰略。目前江蘇省無錫市是我國國家傳感信息中心，而“感知物流”也是屬于一項重要的經濟示范工程。現階段國內各個專家學者比較普遍的觀點均認為，現在發展物聯網技術對我國國民經濟的發展會起到有利的促進作用，也是未來發展經濟的有力推手，可以預見的是，物物互聯產業可以在未來某個時期內達到萬億元級別，其中物流業將會廣泛發揮重要的作用，物流產業的物流系統以物聯網技術為基礎才能談得上真正實現信息化的物流產業，從而在大幅降低物流成本的基礎上提高物流效率。

一、物聯網的概念與技術

（1）物聯網的概念

“物聯網”概念的真正提出是在1999年，由EPOglobal的Auto-ID中心提出，當時被定義為：通過射頻識別等信息傳感設備，把所有物品與互聯網連接起來，從而實現智能化識別和管理。物聯網一提出便受到了世界各地學者的高度重視，2005年，國際電信聯盟（ITU）正式稱“物聯網”為“The Internet of things”，并發表了年終報告《ITU Intemet Report 2005：The Intemet of Things》。報告指出，“物聯網”通信時代即將到來，射頻識別技術（RFID）、傳感器技術、納米技術、智能嵌入技術將會得到更為廣闊的發展空間。

目前大多數人認可的物聯網的定義是：物聯網是在計算機互聯網的基礎上，利用RFID、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等裝置和技術，把所有物品與互聯網連接起來而形成的一個巨大網絡。物聯網主要體現出三個顯著特征：第一，互聯網，即物品如果要進行聯網，前提就是任意物品均可以連接互聯網，通過互聯網進行信息交換與通信，即實現互聯、互通的互聯網絡；第二，識別與通信，即物聯網中的每件物品均需具備識別功能與物物通信功能；第三，智能化，與其它互聯網絡一樣，物聯網也需具備自動化與智能化的特點，并具備自我反饋機制，從而實現物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理。

（2）物聯網關鍵技術

1.RFlD技術

所謂RFlD技術也稱其為射頻識別技術，其具備非接觸、自動識別的顯著特征，針對識別目標可以利用RFlD技術所發射的射頻信號自動識別，并在識別過程中獲取相關數據。可以說RFlD技術是發展物聯網的關鍵技術之一，RFlD系統包括三個部分，即電子標簽、讀寫器以及信息處理系統。其中標簽的主要作用是識別目標信息進行存儲與識別，通常識別目標物品均帶有電子標簽，其會被特定的信息讀寫器激活，標簽中包含著特定的信息，可以通過無線電波傳送到讀寫器與信息處理系統中，實現信息的自動采集。信息處理系統在接收到目標信息后再根據需求做出特這的信息控制與處理。現在使用最廣泛的是條形碼自動識別系統，而RFlD系統與之相比，RFlD系統對目標物體的識別速度更快、更準確，并且還有許多條碼系統不具備的功能，例如可以一次識別多個目標物體，可以進行無屏障遠距離的識別，并且標簽數據的容量相對較大，具備實時通信功能等。可以說RFlD技術實現了讓物品“開口說話”的功能。在物聯網技術中，RFlD標簽存儲的信息規范且具有互用性，無線數據通信網絡再將這些信息自動采集到中央信息系統對物品做最終的識別，并利用計算機網絡進行信息交換與共享，保證物品管理的全程透明化。

2.傳感器技術

傳感器是物聯網中的另外一項重要技術，其主要組成部分包括敏感元件、轉換元件以及測量電路，如有必要還需加上輔助電源，它的功能是實現各種物理量、化學量與生物量的電信號轉換。由此可見，傳感器屬于一種檢測裝置，它在感受到被測量的信息后對其進行檢測，然后根據特定的規律將這些信息轉換為電信號或者其它形式的數據輸出，為后續信息的傳輸、處理、存儲、顯示與記錄等打下基礎，可以說要實現自動檢測與自動控制，傳感器技術是必不可少的首要環節。在物聯網中，傳感器節點包括四個部分，即數據采集模塊、數據處理模塊、數據傳輸模塊與電源，傳感器節點的主要功能包括感知能力、計算能力以及通信能力。傳感器在進行感知信息的傳遞與協同時，需要依托于網絡與通信技術。傳感器網絡技術分為近距離通信與廣域網絡通信兩種類型，其中廣域網絡通信技術主要包括IP互聯網、移動通信技術以及衛星通信技術等，這些技術均可以實現信息的遠程傳輸；而對于近距離通信技術而言，現在主要的研究熱點集中在如何利用新型低耗的網絡連接技術，把IP的應用向傳感器節點設備做進一步的擴展，以解決傳感器節點資源受限的不足，從而進一步實現物聯網與互聯網的完美融合。

3.嵌入式智能技術

嵌入式智能技術屬于一種專用的計算機技術，其以應用為導向，軟硬件具備可裁剪的特點，如果應用系統在功能方面、可靠性方面、成本以及體積、功耗等要求比較嚴格，就比較適用嵌入式智能技術。可以說正是廣泛的、實際的、應用的需要催生了嵌入式智能技術。現階段社會生活、生產領域等各方面均離不開嵌入式智能技術，包括網絡與通信、金融與商業、軍事、儀器儀表以及制造控制技術等等。

二、物聯網在物流行業中的應用

（1）運輸方面RFID、GPS/GRS等技術的應用

中國的貨物運輸每年產值非常龐大。而國內大多數物流運輸企業的運輸管理基本是自發進行的，普遍的現象是：當運輸公司接到業務之后聯系車輛時，卻不知道車輛的具體位置。而且在物流運輸的過程中，其涉及到的區城情況是復雜多變的，如某個區域的運輸車輛可以是始發點，也可以是終點；還可以是中轉站、中途休息地和裝卸貨物的目的地等，這些情況在每一個區域內都會發生。所以在調配資源過程中勢必產生資源浪費，這就需要有一個系統告訴運輸公司車輛在什么位置，對運輸過程進行監控和管理。最簡單的解決方法就是運用物聯網技術，即設置RFID讀取設備和安裝GPS及視頻終端（攝像頭），通過RFID讀取器收集到的車輛位置信息，馬上反饋到GPS聯網聯控系統，依據這些準確信息，GPS監控管理平臺就可對車輛進行實時跟蹤定位。不僅知道車輛的位置、車輛的行車路線等詳細的信息解決貨運問題，還可以實時監控貨物位置，貨主也可以使用這一監控平臺，對自己貨物實現動態監控，防止貨物的遺失、調包、誤送。包括在高速公路沿途設有RFID讀取器、安裝GPS及視頻終端（攝像頭）后，若出現超載、不按規定路線行駛或發生交通事故等，監控平臺都將自動報警，有關部門可及時采取應對措施。 由此可見，應用物聯網技術可以進行有效而合理的物流運輸區域管理，使整個運輸過程處于透明化，提高服務質量和運輸效率。

（2）配送中心RFID、掃描、 紅外、 激光、藍牙等技術的應用

基于EPC物聯網的配送中心，采用EPC標簽作為對貨物的標識，對所有貨物貼上經過EPC編碼的射頻標簽，并通過沿途標簽射頻讀寫器組成的讀寫網絡，讀寫標簽信息，之后通過物聯網的信息網絡系統對分貨、配貨、儲貨等信息進行處理，達到對貨物的實時監控。用RFID標簽取代原有的條形碼，在節約了人工查看貨物條形碼成本的同時，加快了貨物在配送中心的流通速度，進一步實現零倉儲。原來的人工分貨、配貨、儲貨的配送中心因此也轉變為貨物不需要卸車，便能夠自動識別貨物、自動下達配送指令的虛擬配送中心，完成整個配送過程。此外，掃描、 紅外、 激光、藍牙等其他感知技術在配送中心也有少量應用，主要用在自動化物流中心自動輸送分揀系統. 用于對物品編碼自動掃描、計數、分揀等方面，激光和紅外也應用于少數物流系統中智能搬運機器人的導引。（注：上述掃擋指自動輸送分揀機上的條碼掃描、 不包括手持終端的條碼掃描）。通過物聯網技術的應用，不僅配送中心的管理成本可以得到大幅降低，而且其運行效率也可以得到大幅提升。無論是貨物或者托盤均帶有RFlD標簽，標簽內所包含的信息與貨物互相對應，且具有唯一性，當其進入配送中心后標簽內的信息標識就代表了該貨物或者托盤，配送中心由感應器組成的感應網絡就會將信息讀取出來，然后通過無線電波傳送到信息處理模塊，最終實現配送中心一體化、智能化的管理模式。

（3）倉儲管理中RFID、激光技術、紅外技術的應用

1.入庫在倉庫的入庫口，當入庫貨物經過裝備有RFID讀取設備的過道時，RFID閱讀器會自動讀取所有儲存在標簽芯片中的數據.按放到同樣具有RFID讀取設備的貨架，這樣，貨物自身性質的信息與貨位信息都能自動錄入信息系統。貨物清點完畢后，在主機系統數據庫中輸入貨品信息，對比訂單信息確認無誤后，對應的庫存信息也會及時更新。整個收貨過程無需人工清點，大大解放了勞動力。接上來貨物被送至傳送帶上直接入庫，也可以根據需要配送至揀貨區。在倉庫中貨架按類分開，每個貨架上均有可讀寫的標簽，其中所記錄的內容均為貨架上對應的貨品信息，RFlD閱讀器掃描RFlD標簽后，即將標簽內對應的貨品信息輸出配送中心的商品管理系統中，最終完成貨品的入庫管理，包括儲存位置、數量、型號、入庫時間等相關詳細信息。2.商品的出庫：所有商品的出庫均需經過設置RFlD閱讀器的傳送帶。配送中心的配貨系統根據特定的需求進行配貨，分門別類的選擇商品種類與數量，與條形碼識別系統不同，整個過程無需人工對商品的擺放朝向進行定向調整。3.貨品盤點：當貨物處于在庫狀態需要對其進行盤存時，配送中心的RFlD閱讀器會對貨品的庫存時進行實時監控，只需查詢系統即可隨時得知貨品的數量與具體的貨架位置，倉庫管理人員只需將貨架上擺放不整齊的貨品稍加整理即可，整個過程無需進行商品的清點。并且系統具備安全庫存設置功能，一旦其庫存量小于安全庫存，則系統會向供應商自動發送補貨需求。這種作法解決了傳統盤點系統成本高、效率低的問題。

三、物聯網在物流業應用中需要解決的幾個問題

（1）加快物流信息和資源整合，提升信息化水平

可以說信息化技術對現代物流建設起到有利的推動作用，而我國也將物流產業作為未來十大規劃振興產業之一。但是從某種程度而言，物流產業在信息化建設方面還處于瓶頸期，信息化水平滯后，人們對物流產業的普遍印象仍停留在“體力活”的階段。很多業內企業都缺少一個有效的、實用的IT信息解決方寧，無法通過功能強大的軟件系統快速定制有效的物流方案，因此訂單履約的準確性也無法得到有效保證，從而服務質量就大打折扣。并且現階段物流企業內部的管理系統都是相對獨立的，無法實現最大化的信息共享，存在較高的地方壁壘。其實在國外一些經濟發達國家，RFlD技術的應用已經十分廣泛、成熟，在物流產業的各個環節，比如物資跟蹤、倉儲管理、集裝箱識別等等，均會用到RFlD技術，而在我國其應用還相對有限。

其實相對而言，物聯網的概念還停留在大集成的階段，其要求供應鏈的各個環節均要實現信息化建設，并將其集合起來實現信息資源的共享，這個過程中所構建的大平臺可以為決策者提供有效的信息參考。在信息化集成中，首先要把大量的基礎數據轉變為知識，服務于物流企業的業務運營，由此可見，對于物聯網的建設而言，現階段需要面臨兩個問題，即資源共享與知識轉換。以上述提及的物流運輸為例，通過RFlD電子標簽自動識別目標對象并獲取相關數據，然后利用通訊網絡與物聯網傳感信號結合起來，對運輸車輛的相關參數進行全程監控。無線遠程監控系統有著高度集成化、綜合化、實時化的特點，其包括數據采集、網絡傳輸、計算處理、數據存儲、遠程控制等各類軟件，可以對系統中的每個參數進行實時的監控與傳輸。此外，管理平臺還會對所接收到的數據進行智能分析，如果發現實際參數與設定值不符，則會自動發送預警信息，管理人員在接收到預警信息后可以對突發事件做出及時處理。所以從這個意義上講，對物流產業而言，物聯網技術對其信息化建設進程可以起到有力的推動作用。

（2）推行物流通用軟件，實現公共平臺互聯互通

如何解決互聯互通問題，是物聯網當前發展的難點之一。物聯網可以分為3個層面，即信息的采集、傳輸和應用。信息采集其實并不復雜，而信息傳輸實際上就是要解決互聯互通問題。物流信息平臺若要做到互聯互通.就必須突破條塊分割。目前能夠做到的，就是先在某部門、某區域內組織實施物流公共信息共享平臺試點項目，進而擴大到全國、全行業范圍內。這方面.浙江省交通物流公共信息平臺已作了較好的嘗試。該項目是浙江省交通運輸廳先期開展的交通運輸物流公共信息平臺試點項目。目前已建成一個管理中心，部署了4個數據交換服務器；推出若干個普通物流管理軟件；提供車貨交易等物流信息公共服務。在建的項目有倉儲、貨代、運輸等7個主流軟件接口改造和以射頻識別（RFID）為技術支撐的車輛射頻卡即園區港區一卡通工程。系統已成功地在小件快運，普運業務處理、危險品電子路單上報及園區港區一卡通等方面進行應用，2000家企業使用系統進行業務處理，利用公共平臺日數據交換量達10萬多條。通過物流園區港區信息管理系統和車輛射頻卡，實現全省物流基地間的信息共享和車輛互通效果。

該項目在發展模式、功能架構、運營機制等方面進行有益的探索，已取得一定成效。以此為借鑒，開發物流通用軟件，利用物聯網跟蹤特性，根據物流各環節中存在的問題和需求，構建物流統一信息平臺，為物流企業及企業客戶提供信息化高效服務，實現區域間、城市內物流節點和物流企業之間的物流信息資源共享，使物流業走向高端服務業。（注：在該項目的基礎上，日前全國交通運輸物流公共信息平臺建設已進入正式實施階段。）

（3）物流信息的安全問題

盡管上述章節論證了物聯網可以對物流智能化發展起到有利的推動作用，但是其自身由于技術方面的不成熟，還存在一些缺陷，主要體現在系統安全方面。比如RFlD標簽是物聯網的關鍵技術，但是任意一個標簽的ID或者識別碼均可以被遠程掃描，標簽在回應閱讀器指令時也是自動的，不作區分的，這就為不法分子提供了竊取貨品信息的渠道。通常利用加密標簽信息實現RMD的安全保護，而且實際應用過程中，基于成本的考慮，很多芯片并沒有加載相關的安全防護模塊，如果系統缺少安全、有效信息保護措施，或者數據管理存在漏洞，那么被嵌入射頻識別標簽的物品就會被跟蹤或識讀，由于這種行為不受控制，所以必然會導致個人隱私的泄漏，這種情況下勢必存在安全隱患，主要體現在兩個方面，一是黑客可以通過該通道破解系統密碼，獲取相關信息，二是企業的競爭對手可以利用互聯網竊取到相關的商業機密，從而為企業帶來較大的經濟損失，更有甚者會負相應的法律責任。

所以必須進一步建立、健全物聯網技術的安全機制，具體可以從以下幾個方面著手：第一，通過多等級認證、訪問控制等策略對用戶訪問網絡資源的權限做進一步控制，常用的措施包括用戶身份認證、口令的加密、更新與鑒別、對網絡設備配置權限進行控制、設計全新的密鑰協商方案等。第二，對數據加密方案做進一步完善，保證信息不被竊聽、破譯，不過對密鑰交換與管理方案的靈活性與強健性要求相對較高，其必須部署簡便，且與感知節點資源有限的特點相適應；此外，還要求加密方式具有一定的靈活性，以適應不同的安全要求；如果安全等級要求相對較低，可以采用逐跳加密保護措施，如果安全等級要求較高，則首選物流業務層端到端加密保護方案。第三，技術改進措施，可以采用授權讀取模式實現RFlD讀寫器對標簽信息的讀取過程，如果閱讀器未得到授權，則無法識別RFlD標簽，也就無法獲取標簽所包括的信息；也可以根據需要終止EPC標簽服務，即完成商品交易后將終止指令寫入消費環節，如果產品需要相應的售后服務，則客戶中心進行解碼即可，終止服務后自動恢復保護狀態。

四、結語

專家預測10年內物聯網會像現在的互聯網一樣高度普及。美國權威咨詢機構forres ter預測，到2020年，世界上物物互聯的業務，跟人與人通信的業務相比，將達到30：1。尤其是在物流領域，傳統物流已不能滿足快速發展的需求，大力發展現代物流迫在眉睫。物聯網的誕生直接為發展現代物流業起到了非常重要的作用。另外，物聯網作為下一個萬億級的信息科技業務，將在國家大力推動工業化與信息化“兩化融合”的大背景下，成為工業乃至更多行業信息化過程中一個比較現實的突破口。因此，發展物聯網是未來信息科技的大勢所趨，是未來國與國之間的新一輪科技競爭前沿，展望未來信息化時代，物流領域的物聯網應用必將進入快速發展通道。

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