北斗智能物流終端在物聯網領域的應用研究

+ 張鵬，崔旭，韓偉中國航天標準化研究所

北斗智能物流終端在物聯網領域的應用研究

+ 張鵬，崔旭，韓偉中國航天標準化研究所

北斗導航系統建設已經初具規模，物流行業蓬勃發展、北斗導航技術日趨成熟、智能手持設備已經普及，北斗智能物流終端的發展迎來了前所未有的發展機遇。本文討論北斗導航系統和物聯網結合的必然性，并從物聯網的組成結構出發，討論北斗智能物流終端在物聯網中的應用；重點討論了北斗智能物流終端在物流領域的應用，并針對現有物流體系提出北斗智能終端的應用場景。通過研究發現，北斗系統在未來必將迎來高速發展，并將廣泛應用于物流領域，而未來的物流終端將廣泛采用北斗作為定位和應急通信系統。

北斗；物聯網；物流終端；

1 引言

北斗衛星導航系統發展較晚。但是從2007第一顆北斗導航衛星的發射成功到現在的16顆北斗導航衛星的順利組網完成，北斗衛星定位技術日趨成熟。北斗導航系統在物聯網領域，特別是物流領域正得到加速推廣應用。

本文主要針對北斗智能物流終端在物流領域的應用進行了闡述。通過分析北斗導航系統、物聯網以及傳統物流領域現狀，發現傳統物流隨著時代的發展所面臨的問題，提出了北斗智能物流終端在物流領域的應用方案，使得這些問題可以得到改善。

2 發展現狀

2.1 物聯網的發展現狀

物聯網最初在1999年被提出，它最初的定義是：通過射頻識別（FRID）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，將任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通訊，以實現智能化識別、定位、追蹤一種網絡技術。其目的是實現物與物、物與人，所有的物品與網絡的連接，方便識別、控制。目前，物聯網已經廣泛的應用于工業、物流、交通、電網、醫療、農業、環境保護等等領域。2012年我國物聯網產業市場規模已經達到3650億元。預計隨著物聯網技術的發展，產業規模的擴大，2015年市場規模將達到7500億。作為信息產業的第三次革命，物聯網技術正在融入到我們生活的方方面面。

2.2 北斗導航系統的現狀

北斗衛星導航系統作為中國自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統，與美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的GALILEO，并稱為全球四大衛星導航系統。北斗衛星導航系統已經與2011年12月27日期提供連續的導航、定位與授時服務。截止2013年10月25日，隨著第16顆北斗導航衛星送入預定軌道，北斗導航工程區域組網順利。

由于GPS在部署進度上遙遙領先，GPS得到廣泛的應用，特別是在個人位置服務中被GPS壟斷。不過隨著北斗導航系統的不斷完善，在軍用市場迅速推廣，民用領域也在穩步推行。目前已經在在車輛定位、地質災害檢測等領域得到了應用。

3 北斗終端的應用

北斗導航系統具有定位、短報文通信和授時功能。物聯網由三個層級來構成，分別是：感知層、網絡層和應用層。和GPS單純的作為感知層不同，北斗導航可以同時作為物聯網中的感知層和網絡層。北斗授時功能已經在科學、金融和電力及通信中得到了應用。定位和通信功能也在漁業、森林防火、水利及海洋信息檢測、氣象及大氣環境檢測、勘探及地質監測的方面取得了廣泛的應用，例如：車輛的調度、油田管道的生產監控、鐵道運輸的全程監控系統、船舶航行的調度指揮以及數據采集傳輸系統等。

目前物聯網領域交通部“兩客一危”示范工程以及物流行業的發展對北斗衛星導航系統的應用起到了積極的推動作用。

3.1 “兩客一危”示范工程

“兩客一危”（旅游包車、三類以上班線客車和危險品運輸車）工程作為中國北斗導航系統應用的首個民用示范工程，2012年12月31日交通運輸部《交通運輸部關于加快推進“重點運輸過程監控管理服務示范系統工程”實施工作的通知》中要求，在河北、江蘇、安徽、山東、湖南、貴州、寧夏、陜西省，天津市9個省市建立首個北斗專項示范項目，要求“兩客一危”車輛需安裝北斗兼容車載終端，凡未按規定加裝北斗兼容車載終端的車輛，不予核發審驗道路運輸證。

全國重點營運車輛聯網聯控系統以2010年上海世博會為契機開始建立，系統采用縱向分級、橫向對接的體系結構，實現多部門、多地區和相關企業的信息共享與聯合監管。

該系統以GPS和北斗衛星導航終端為基礎，實現了車輛動態數據跨地區、跨部門流轉，建立了統一的數據交換標準，整合了全國30個省級平臺資源。重點營運車輛動態信息公共交換平臺的建成，顯著的降低交通事故，做到防禍于未然，提升交通主管部門的公共服務能力，項目建設實現了對陸路交通風險的信息化管理，可及時的將相關預警信息發布給管理相對人，切實提升了對管理相對人的服務能力。同時，方便了車輛管理企業的申報工作，有效地節約了企業的營運成本。

3.2 物流行業應用

作為物聯網的一個重要應用，物流行業隨著近年來電子商務的飛速發展也得到了不斷的壯大，特別是近年來以淘寶天貓主導的雙十一活動之后的海量貨物。流通的貨品數量越來越大、種類越來越多，僅靠傳統的管理方式已經很難滿足現代物流要求；同時客戶對物流行業的體驗提出了更高的要求，如物流的可視化。因此物聯網技術如RFID、一維/二維碼、GPS等在物流行業被廣泛應用，從而實現物流車輛的監控、物流調度、商品的跟蹤、車輛服務、預警管理和客戶服務等；無線手持終端產品也在自動化物流倉儲系統中得到的廣泛的應用。

北斗導航系統不僅可以提供像GPS一樣的導航服務，而且還有獨特的短報文通信功能，因此作為國產化的導航系統北斗智能物流終端隨著時間的推移將逐步在物流行業導航定位中廣泛應用。

4 北斗智能物流終端在物流行業的應用

4.1 傳統物流

物流系統就是在一定的時間和空間，由輸送的物料和輸送工具、倉儲設備、人員、客戶資料及通信聯系等若干相互制約的動態要素構成的特定功能的有機整體。

物流的基本流程可以分為以下9個部分：①、客戶通過電話、郵件、網絡等方式下單；②、物流公司通過電信公司通知業務員取件；③、業務員接收客戶郵件、包裹等物件；④、物流公司將客戶信件、包裹等物件運送至攬收站點；⑤、快遞被送到分撥中心，包裹按照區域和省市進行第一次分揀；⑥、通過公路、鐵路、航空運輸信件、包裹到目的城市分公司；⑦、貨物抵達目的地分撥中心第二次分撥，將包裹分揀到指定的派送站點；⑧、在派送站點進行第三次分揀，按照每位快遞員派件路線、街道和小區等信息區分，業務員進行配送；⑨、客戶接收。

從上述流程可以看到，傳統物流過程中包裹的信息需要手工錄入和上傳，客戶只能在貨物到達的幾個點上查詢到位置，實時性差，客戶不能實時了解到貨物的中轉情況，體驗較差。

在現代的物流體系中物流手持終端已經得到的廣泛的應用，但主要集中在物流倉儲、物流配送等環節。物流倉儲中物流手持終端主要實現組箱、組盤、下達入庫任務、入庫任務確認、出庫確認、庫存查詢、物料信息查詢等。物流配送環節主要用于配送貨物信息的掃描和結算環節。手持終端并沒有在整個物流的各個環節的充分發揮其作用。

4.2 北斗智能物流終端在物流各環節的應用

北斗智能物流終端是面向行業用戶的移動信息化產品，建立在自動識別技術和北斗衛星導航技術基礎上，基于WCDMA和GSM等蜂窩網絡開發的整套物流行業信息化的終端解決方案。和傳統的物流手持終端的不同在于北斗導航系統的融入。

北斗智能物流終端在物流中作為移動辦公終端，使物流過程可視化、智能化、時效化、便捷化.可應用與攬件、倉庫分撿、路網物流、配送等物流的各個環節。北斗智能物流終端依托網絡為提派員、調度員、庫管、驗貨員等經常處于非辦公場所的角色中提供隨時隨地的信息查詢、資源調度、消息發布，極大的提高物流行業工作效率。同時，在路徑規劃、任務調度、任務全程跟蹤以及貨物全程跟蹤過程中發揮不可替代的應用。融入北斗智能物流終端的物流系統，該系統包含服務器構成的物流信息化平臺作為云端，以及各分公司的信息化系統和北斗智能物流終端作為終端。

北斗智能物流終端依靠蜂窩網絡可以實時的和物流信息化平臺相連接，實現終端和服務器端數據的實時更新；另外由于北斗導航系統的存在，服務器端可以實時的獲得終端的位置。短報文功能可以在沒有蜂窩網絡的偏遠位置維持其應急的通信。北斗導航系統還可以為服務器間提供時鐘的同步。

詳細的應用流程如下所述：

1、在客戶下單環節，需要物流公司取件時，物流信息化平臺將信息推送給相應業務員的北斗智能物流終端。實現取件信息的即時推送，讓業務員第一時間了解取件信息，并可以在終端上顯示具體的位置。在傳統物流中，該過程主要依靠電話來告知，缺乏時效性并且對人的依賴性強，且產生額外的不必要的通信費用。

2、取件過程中，使用北斗智能物流終端可以掃描包裹信息、錄入地理位置信息等，并實時上傳至物流公司信息化平臺。

3、當包裹送至分揀中心進行分撿。使用北斗智能物流終端進行分撿錄入等工作，可以有效的提高精確度并省去培訓快件細分員的成本。傳統物流中分揀主要靠快件細分員，憑借高超的記憶和熟練程度需要長時間的培訓才能上崗。但由于人工誤差在所難免，準確率僅有80%。

4、通過公路、鐵路、航空運輸包裹時，隨車配備有車載北斗導航終端，實現運輸過程的全程監控，車載北斗導航終端實時的向物流信息化平臺傳輸車輛的位置、速度、駕駛員的狀態等信息。

5、當貨物抵達目的地后，再次通過北斗智能物流終端進行分揀，掃描包裹信息到物流公司的物流信息化平臺，平臺自動推送包裹消息給所在地的業務員通知進行配送。

6、配送過程，業務員使用北斗智能物流終端了解包裹地點分布、同一小區包裹數量、以及到達送貨地址后通知客戶取包裹。同時記錄每一個包裹被取走的地點信息、以及客戶的電子簽名信息等等。

北斗智能物流終端還可以為業務員在派件和取件過程提供導航服務，實現任務全程跟蹤、配送軌跡記錄、包裹查詢等服務。北斗導航的短報文功能還可以在蜂窩網絡沒有覆蓋的地區提供不間斷的通信功能。

上述流程充分利用了智能化終端的信息推送、網絡互聯的便利性，同時加上北斗導航的定位和導航功能，不僅實現整個物流環節的智能化、可視化、提高工作效率，同時可以實時了解各環節員工的工作狀態便于公司的管理，更重要的是讓客戶方便的實時了解物流各個環節，增強用戶的體驗。

4.3 技術構架

4.3.1 總體技術構架

北斗物流信息化平臺為整個物流系統的核心，主要由北斗導航位置服務系統、用戶管理系統、車輛管理調度系統、倉庫管理系統、信息采集和推送系統以及數據庫組成。其中斗導航位置服務系統完成接收定位信息并將其翻譯轉換存儲與數據庫中；提供地圖基本操作、地理信息查詢以及對終端的位置進行監控、查詢、實時定位，以及軌跡回放等功能。信息采集和推送系統主要來完成北斗終端信息的采集和消息推送。

4.3.2 北斗智能物流終端

北斗智能物流終端既是信息采集的終端又是信息和服務接收的終端。北斗導航模塊通過響應衛星的廣播信號及接收衛星發回的信號獲知自己的位置。采用Android系統通過系統的推送功能，結合3G和Wifi等通訊模塊實現信息和云端服務器的同步。

5 總結

隨著北斗導航系統的完善，北斗導航在很多領域得到繁榮發展，本文就物聯網的重要分支 —— 物流行業的北斗智能物流終端的應用進行研究；分析現有的物流體系，就手持智能物流終端在物流各個環節中應用進行分析，提出了北斗智能手持終端在物流領域的應用方案，該方案不僅提高了效率、方便管理，還提高了用戶的體驗。

可以預見，隨著大規模商用后北斗導航芯片成本會逐漸降低，在物聯網行業必然得到充分的應用，同時也將融入消費導航市場。