基于物聯網技術的倉儲物流管理系統應用研究

馮希

[摘 要]伴隨計算機技術、信息化技術和互聯網技術的不斷發展，實現了多種現代信息技術融合集成的新型物聯網技術。該復合型技術通過整合射頻RFID技術、傳感器技術和激光掃描技術，極大提升了物流倉儲對貨物管理的信息化程度。本文將現代物聯網技術與傳感器網絡技術進行有機的結合運用，分析了智能化物流倉儲管理信息系統，滿足了新經濟時代現代物流倉儲對信息化技術的需求，并對物聯網技術的應用前景進行了闡述。

[關鍵詞]物聯網技術;物流倉儲;無線射頻識別;WSN;EPC

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.11.024

物流行業作為商品流通的重要環節，控制著原料、成品和信息的流轉，伴隨著信息技術與社會經濟發展的步伐，尤其是物聯網概念的興起，現代物流體系與秩序正發生著深刻變革。倉儲作為現代物流體系的重要構成部分，歷來是廠商、庫管所關注和研究的重點，在物流環節中起著至關重要的作用。物流倉儲管理中伴隨訂貨、入庫、管理和出庫的事件而產生大量伴生信息，數據操作次數多、數據規模大和信息內容多樣。

因此，伴隨著新興物聯網技術的發展，研究如何更加高效地對倉儲貨物進行管理和調配管理、壓縮出入庫流程，提高人、財、物的使用效率，對于提高企業和物流商家自身競爭力具有關鍵意義。

1 物聯網技術的發展狀況

“物聯網”概念的首次提出是在1999年美國召開的移動計算與網絡國際會議，當時的定義為“基于互聯網、無線射頻識別（RFID）技術、產品電子代碼（EPC）標準，構建的實現全球物品相關信息實時共享的互聯網”，即簡稱為“物聯網”，后來隨數字通信時代的到來、新技術的加入，豐富和發展了物聯網的概念。

國內對“物聯網”技術的發展也高度關注，2009年溫家寶總理考察無錫市高新微納工程中心時，提議在無錫市建立傳感網絡中心，大力發展物聯網，此后關于物聯網發展的一些積極舉措與相關政策紛紛出臺，加速了我國物聯網技術和新一代寬帶移動通信網絡的發展，逐步形成RFID、M2M、傳感網等三種形式的物聯網模式，初步實現了物品與互聯網信息交互通信、定位跟蹤、智能識別監管的網絡構架。

2 物聯網倉儲物流系統的架構與關鍵技術

目前物聯網技術已在物流倉儲、智能樓宇、城市部件維護、城市自來水管網與智能電表等居民基礎設施和醫療信息管理等相關領域得到了實際應用。但考慮到物聯網技術尚未形成統一標準的行業規范、研究和應用均處于初級階段的基本情況，應首先明確當前物聯網體系的構架情況。

物聯網技術的網絡構架體系基本分為三個層級，即物聯網感知層、物聯網網絡層和物聯網應用層。物聯網感知層主要由傳感器信息采集設備、數據至網關間傳感器網絡與其他智能終端構成，具體來說包含M2M終端、RFID無線射頻讀寫器、傳感器與網關、攝像頭等部件，其中RFID技術因為技術成本較低、手持終端簡單，從而大大提升了貨物分揀與選擇效率，成為目前國內倉儲管理行業應用較多的感知技術，年均增長率在18%以上，同時傳感器終端有時根據貨物種類的差異，常常會采用不同的類型，譬如農產品冷庫又經常會用到溫度、適度傳感器;物聯網網絡層是依托現有互聯網絡與通信網絡，結合物聯網信息管理控制中心，完成貨物商品的信息查詢、發送、存儲與更新管理職能，其中心特征就是網絡化和智能化;物聯網應用層主要是根據信息控制中心的監管數據，通過具體的終端或傳感設備，完成交通、環境、醫療信息的共享使用，目前物聯網應用層面開發的廣度和力度仍不夠深入，基本停留在商品貨物自動識別、感知與定的層面，在深層次數據挖掘、網絡信息融合、專家決策系統與智能調度方面的具體應用，還處于較為淺顯的階段。

當前國內物聯網技術的實際應用多是基于無線射頻識別技術RFID相關的EPC物聯網絡，數據傳輸多采用無線通信模式，現代物流倉儲系統可通過對WSN無線感知網絡與EPC技術進行融合，優系統的數據流與系統架構。

WSN（Wireless Sensor Network），即無線感知網絡，通過布設安裝在待監測區內的多源傳感設備節點，以無線通信的方式組成一個數據采集、感知、監管的信息網絡。智能倉儲系統設計時可通過無線感知網絡WSN與EPC進行技術融合，利用WSN網絡進行物聯網中EPC數據的傳輸，完成節點信息的無線通信，提高WSN數據傳輸穩定性的同時，還降低了EPC數據傳輸的運營成本。

RFID（Radio Frequency Identification）技術，即無線射頻識別，采用無線射頻電磁波信號來識別特定受眾目標（EPC數字標識）并完成相關數據的讀寫工作，無須系統與目標間的機械或光學觸碰，進而達到信息識別的功能;EPC（Electronic Product Code）數字標識，即產品電子代碼，建立在全球統一標識系統條形編碼的基礎之上，可對物流產品供應鏈的對象（貨物、貨架、貨盤與位置等）存儲在RFID標簽上，讀取時即可完成動態數據連接，然后通過EPC這把數字鑰匙獲取相關信息;EPC中間部件，用戶可根據特定的應用需求來開發定制、集成EPC部件，而其中最核心的部件便是EPCGlobal公司提出的應用層事件ALE（Application Layer Events），有效收集、傳送EPC數據，ALE事件有助于RFID終端使用者自由選擇所關注和希望接收到的RFID信息數據，避免數據冗余的發生，EPC服務主要完成中間部件信息存儲與信息的秘鑰查詢，實現物聯網之間的信息共享交流。

物流倉儲伴隨著生產的發展而進步，所經歷的發展階段大致為人工機械聯動、自動化和智能化倉儲。其中，智能化倉儲是在自動化倉儲的基礎上，通過與其他相關信息決策系統整合集成而組建，目前仍處于初級發展階段。通過EPC與WSN節點融合，推進物聯網技術的更新發展，既可以傳輸閱讀器掃描的貨品EPC電子標簽身份認證信息，又可以傳送傳感器所監測到的倉儲環境實時動態變化信息數據，系統結構設計為網狀樹形自組織結構，從而較少單一組織節點損壞或故障對整個傳輸網絡的影響，實現倉儲物流系統的多源感知、動態監控、實施調度與大數據統計分析功能。

3 基于物聯網技術的倉儲物流系統

物聯網技術是自能化倉儲物流的技術支撐，通過互聯網將不同的物體進行信息聯通共享，使倉儲的貨物可被遠程感知與操控，構建現代智能物流倉儲配送方案。現代物流的發展，對現代化智能物流倉儲提出了新的要求，諸如不單單要能完成出入庫、移動調撥、貨物盤點、退換貨與基本報表功能，還要適應時代技術需要，滿足倉儲環境濕度、溫度，甚至光線、火災等多源傳感器的監測需求。

基于物聯網技術的物流倉儲系統主要分為硬件平臺和軟件平臺兩部分。硬件平臺主要為支撐和維護智能倉儲管理系統的多種硬件設備、傳感器與工具等，是倉儲系統的基礎;軟件平臺主要為倉儲管理信息系統，主要根據現代物流倉儲的業務數據流要求，對數據、資源、事件、貨品與人員等調度與指揮，維持人、財、物的高效有序運轉，并使整個倉儲貨物間與互聯網間相實現網絡對接，將貨品基本信息發布傳送至物聯網中，進行在線操作與查詢。

智能倉儲物流系統之中貨物的基本處理流程為：

（1）貨品入庫。利用RFID射頻技術完成待入庫貨品的EPC電子標簽身份認證，讀取貨品的基本信息，同時以WSN節點將貨物信息上傳至數據庫管理中心實現貨品入庫登記、分析適宜的貨架倉位、優化配置傳送線路，最后向移動機械（例如移動叉車）發布貨品傳送指令，通過傳感器對貨物定位跟蹤，跟蹤信息也采用WSN進行數據傳輸，直至貨品入庫放置于預訂的適宜倉位。

（2）貨品出庫、庫存盤點、移動調撥。通過管理系統平臺，對庫存貨品實現內部操控處理，涉及對象指引到位監督、物品識別與數量自檢、移動調配退貨與報廢信息上傳等功能基本指令，這些指令與數據的傳輸，均依賴WSN節點完成數據信息的交流傳輸，實現調運機械硬件與倉儲管理軟件的物聯結合，通過實時數據回傳，判定貨品的處理狀態。

目前國內已有不少企業建立了物聯網倉儲物流系統，盡管處于初級的階段，但還是取得了一定的經濟效應。例如濟寧金鄉建立的“物聯網大蒜冷庫管理系統”，通過傳感器對冷庫內的濕度、溫度、CO2等指標完成在線監測、無線傳輸，主控中心與設定的指標參數進行對比，自動發布冷庫的加溫、除濕、通風等指令，完成系統的自動運行;嘉興電業局通過物聯網技術，實現大小型燃料庫房間的遠程信息交互，堆垛機自動存取貨物等功能，實現了燃料庫間的物質資料智能調配。

4 物聯網技術應用于倉儲物流的展望

本文通過闡述物聯網技術的發展狀況，介紹物聯網設計的EPC、WSN等數據傳輸與感知的關鍵技術，介紹了基于物聯網技術的倉儲物流系統的基本構架與運作模式，并根據社會中已存在的物聯網倉儲物流管理系統案例，分析了物聯網技術普及應用的現實意義與所取得的經濟效益。

伴隨著無線感知技術、數字移動通信技術和自動化技術的日益成熟，物流倉儲系統的智能終端設備不斷更新發展，為構建“智慧物流”提供了軟硬件條件，物聯網技術的應用前景十分廣闊。但同時也要清晰的認識到當前的物聯網技術應用仍處于較為低端的階段，數據的采集傳輸、系統的網絡構架、信息的加密安全等方面還不甚成熟，離現代“智慧物流”、“智能倉儲”的要求還差距很大，在以上方面還存在探索研究的空間。

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