無線通信技術在物流領域的應用及發展前景

文/孟龍 周明

1.引言

中共十九大及2018年兩會期間，習近平主席和李克強總理都提出關于加強我國物流業發展及運用新技術、新業務、新模式等大力改造提升傳統制造業的思想[1]。物流業作為國民經濟的重要組成部分和社會發展的經濟動脈，成為衡量國家發展水平和綜合競爭力的重要標準之一。隨著現代信息技術的迅速發展和經濟一體化的加強，物流業的發展呈現集約化與協同化、物流服務優質化等特點。現階段，我國大多數物流企業的信息化建設仍然停留在傳統模式，尚未建立完善的物流信息交換平臺，造成物流企業之間、物流企業與客戶之間的信息是孤立的，難以實現快速的數據交換和共享[2]。一條成熟完整的供應鏈將生產商、經銷商和客戶等環節巧妙地連接起來，隨著社會需求的不斷增加，只有更靈活的供應鏈才能滿足社會需求[3]。因此，物流企業通過應用通信技術，實現對物流信息及時、準確地傳輸和交換，使得整條供應鏈更加靈活、透明，提高物流企業的工作效率和管理水平。

通信技術是在科技發展和社會進步的基礎上逐步發展起來的。現代移動通訊以1986年第一代通信技術的發明為標志，經過幾十年的爆發式發展，極大地改變了人們的生產和生活方式。無線通信技術利用電磁波信號可以在空間中自由傳播的特性進行信息交換和數據傳輸，在應用過程中具有低成本、低功耗、接入靈活、無縫融合等優勢。在社會信息化浪潮的推動下，無線通信技術也逐漸應用到物流領域中，實現了物流管理的智能化、規范化、網絡化，極大地提高了現代物流企業的管理水平和服務質量[4]。隨著WiFi技術、WiMax技術、Zigbee技術、RFID技術、FNC技術、4G技術等無線通信技術的在物流領域的應用，將物流的運輸、儲存、流通加工、配送等環節緊密聯系起來，增強了信息流通的及時性和準確性，加快了我國物流產業的發展。

表1 無線通信技術的綜合對比分析表

2.無線通信技術在物流領域的應用分析

2.1 WiFi技術

WiFi技術是目前應用最為廣泛的一種短距離無線通信技術，其工作頻段為2.4GHz，數據傳輸速度能夠達到54Mbps。WiFi技術具有覆蓋范圍廣、傳輸速度快、無需布線等特點，但在應用過程中也存在安全性低、容易受到頻率干擾等問題。WiFi技術的工作方式是將有線網絡信號轉換成無線網絡信號，為用戶提供網絡支持，實現作業環境中的傳感器、智能手機、筆記本電腦等具有無線網卡設備的接入和通信，為工廠生產控制和辦公室辦公通信提供了極大的便捷。

2.2 WiMax技術

WiMax技術是一種面向城域網的寬帶無線接入技術，其無線信號傳輸距離最遠可達50公里。WiMax技術具有傳輸距離更遠、寬帶接入速度更快、最后一公里網絡接入服務更優良和多媒體通信服務更廣泛等優勢。在海運過程中，船舶在海上航行時很難實現數據的可靠傳輸，而WiMax技術能夠提供高速的數據傳輸并且傳輸范圍廣，有效地解決了船舶在海運過程中數據傳輸問題，為船舶的海上航行保駕護航。但WiMax技術無法實現高速移動狀態下網絡的無縫切換，因此，WiMax技術還需不斷發展才能應用到更廣泛的領域。

2.3 RFID技術

RFID技術是20世紀90年代興起的一種自動識別技術，具有適應力強、抗干擾能力強、操作快捷方便等特點。RFID技術的工作方式是利用射頻標簽或者射頻讀寫器之間產生的射頻信號對現有目標進行自動辨別。RFID技術主要由應答器、閱讀器、應用軟件系統組成，一般都使用RFID標簽作為應答器，每個RFID標簽都有唯一的電子編碼，電子編碼包含貨物的生產日期、數量和產地等信息；閱讀器主要是用來讀取商品表面粘貼的RFID標簽信息；應用軟件系統是將閱讀器讀取出來的數據進行收集和整理，方便工作人員處理。例如將RFID技術應用到貨物分揀過程中，工作人員根據RFID標簽實時追蹤貨物的位置，簡化了員工的工作流程，提高了物流企業的運作效率。目前，RFID技術仍存在成本較高、頻率標準不兼容、環境污染等問題。

2.4 NFC技術

NFC技術是一種短距離的高頻無線通信技術，電子設備之間無需接觸就可以直接實現數據的傳輸和交換。NFC技術具有以下優勢：能夠對信號的衰減進行較好地利用并且速率高、消耗低；能夠進行隱秘通信，有效提高信息的安全性；能夠進行雙向連接和辨別，確保數據的順利傳輸。但在應用過程中也存在標準不統一等問題。目前，FNC技術主要應用于門禁、巡更、考勤、繳費等領域，極大地改變了人們的生活和生產方式。

2.5 Zigbee技術

Zigbee技術是一種低功耗、低成本的短距離無線通信技術。Zigbee技術是基于標準使用頻段的網絡，實現不同電子設備之間數據的采集和監控，同時也可以中轉其他網絡節點的數據，具有組網簡單、功耗低、價格便宜、配置靈活等優點，但也存在著數據傳輸不穩定、開發成本高、通信距離短、穿透性差等缺點。在物流領域應用Zigbee技術可以有效地提高倉庫運作效率。

2.64G技術

4G技術由多種無線網絡技術組合而成，實現了WLAN和3G網絡的融合，為廣大用戶提供了干擾低、速度快的通信環境[5]。4G技術能夠以100Mbps以上的速度下載，并且能夠實現數據、視頻、圖像等的快速傳輸，幾乎能夠滿足所有用戶對于無線服務的要求。4G技術的優勢主要包括：通信速度快、網絡頻譜寬、通信靈活、智能性能高、費用低和不同系統的無縫連接等。4G技術的應用使得物流信息實現更快傳輸，業務流程更加高效。

3.無線通信技術的綜合對比分析

從無線通信技術的綜合對比分析表中可以看出，WiMax技術的傳輸距離最遠，其傳輸距離最大可達50km。Zigbee技術相對于其他無線通信技術應用成本最低，但通信質量相對不穩定。安全性問題是各種無線通信技術普遍存在的問題。WiFi技術由于應用方便、快捷，在物流領域的應用最為廣泛。WiMax技術在通信協議和通信標準上仍存在問題，在物流領域還沒有大范圍應用。RFID技術和NFC技術的傳輸距離都較短，RFID技術采用的是單向信息傳遞識別技術，而NFC技術采用的是雙向信息傳遞識別技術，能夠更好地完成信息的傳輸[6]。Zigbee技術正處于發展階段，相比于WiFi技術有著功耗小、成本低等優勢，更符合物流環境要求。現階段，4G通信在國內已經實現了覆蓋，極大地方便了人們的生產和生活。因此，在物流的作業過程中可以根據具體物流環境要求選擇合適的無線通信技術，也可以考慮多種無線通信技術綜合運用。

4.無線通信技術在物流領域的應用前景分析

4.1 WiFi技術在物流領域應用安全性提高

目前，WiFi技術是物流領域應用最廣泛的無線通信技術。但WiFi技術在應用過程中也存在用戶信息、物流信息泄露的現象，給企業和客戶帶來巨大的損失。因此，針對WiFi技術安全性問題可以采取以下措施：（1）WiFi技術在發展過程中優化自身協議，增加通信技術自身的安全性；（2）物流企業在應用WiFi技術過程中也可以采取安全性措施：采用無線加密協議對無線網絡信息進行加密；對WiFi覆蓋區域的用戶登錄過程進行嚴格監控和評估，如果出現可疑人員申請加入網絡，要迅速做出判斷并且對申請者的身份進行確認，對沒有授權的接入點進行清除[7]；對覆蓋區域的站點進行定期檢查，加強對站點的監控。

4.2 RFID技術在物流領域的應用成本降低

無線通信技術的應用需要專業電子儀器的支持，同時也需要專業人員對通信設備進行操作和日常維護。因此，無線通信技術在給企業帶來便利的同時，也會增加企業的運作成本。RFID技術在使用過程中，需要定期對系統進行升級維護，定期淘汰損壞的標簽等，其產生的費用也是不容小覷的[8]。近年來，RFID技術的成本一直在下降，但很多中小型企業仍然無法承受。RFID技術的硬件部分主要包括天線、芯片等，因此可以使用價格較低但功能相同的芯片來降低RFID硬件成本；同時根據具體應用環境選擇合適的RFID標簽，通過RFID技術的個性化應用降低成本；在設計過程中，優化RFID標簽的封裝材料，提高RFID標簽的循環使用次數。隨著RFID技術成本的降低，RFID技術將應用到貨物的入庫、出庫、清點等環節，推動物流行業朝著智能化、網絡化、信息化的方向發展。

4.3 Zigbee技術在物流領域的需求更廣泛

隨著科學技術的迅速發展，物聯網技術逐漸成為我們生活的一部分，同時Zigbee技術的應用將極大地推動物與物之間用網絡相連目標的實現。現階段，Zigbee技術正在不斷與IPV6結合，將更好地提升低功耗、低成本的優勢[9]。在物流倉庫中往往需要布置大量的傳感器設備對倉儲環境進行實時監測和控制。而Zigbee技術的應用成本較低，有效地降低了物流企業的倉儲成本，并且在應用過程中具有功耗低的特點，提高了倉儲環境中各種傳感器設備的續航能力。隨著科學技術的不斷發展，Zigbee技術將更適合物流領域各種傳感器設備的數據傳輸，實現對倉儲的實時監測，提高物流企業的運作效率。

4.45G技術將在物流領域廣泛應用

隨著社會需求的不斷增加，4G技術已經不能滿足各領域日益增長的業務需求，逐漸向5G技術過渡。5G技術作為第五代移動通信網絡，其峰值理論傳輸速度可達每秒數10Gb，比4G網絡的傳輸速度快數百倍。5G技術具有高帶寬、低延時、多連接、低能耗的設計特點非常符合物聯網業務的發展特性，勢必將進一步推動物聯網的高速發展，各種智能化產業都將得到廣泛地應用[10]。在5G時代，工作人員通過電腦就可以實現對倉庫的遠程操控以及對在途貨物的實時跟蹤，使得工作流程更加靈活、簡潔。

5.結論

近年來，我國物流業在政策、技術環境等方面正逐漸完善，物流業的發展前景良好。隨著WiFi技術、WiMax技術、RFID技術、NFC技術、Zigbee技術、4G技術等無線通信技術在物流領域的應用，加快了我國物流產業信息化建設的步伐，但無線通信技術在應用過程中仍存在安全性低等問題。Zigbee技術由于功耗低的特性將廣泛地應用于作業環境中各種傳感器的數據傳輸；RFID技術將逐步代替條形碼技術應用到更廣闊的領域。無線通信技術由于應用成本高、企業管理模式落后等問題還沒有廣泛地應用到中、小型物流企業。

因此，無線通信技術在自身創新發展的過程中，也要結合我國國情和我國物流業的現狀，降低應用成本，實現在物流企業的個性化應用。物流技術的落后和專業型人才的缺失仍是制約我國物流業發展的重要因素，國家和物流企業仍需加大技術創新力度以及專業型人才的培養，推動物流產業的發展。