基于物聯網的智慧物流實時數據平臺設計★

王 玲

（重慶電子工程職業學院，重慶 401331）

引言

物聯網技術已廣泛應用于智慧農業、智能家居和智慧交通等領域。隨著新基建和新物流等概念的提出，大量物流設施通過傳感器接入物聯網，如貨車北斗定位裝置和集裝箱電子鎖等[1]。物聯網設備產生了大量業務數據，使得信息量高速增長，現有的數據平臺很難滿足海量數據存儲與調用的需求，無法實現大量實時數據長期保存，使數據無法充分發揮其價值。

本文基于物聯網技術中的RFID 射頻識別技術、GIS 技術、GPS 技術、M2M 技術和數據庫技術，搭建智慧物流實時數據平臺，讓用戶商家可以隨時查看物流的實時數據，實現實時數據的長期存儲、實時發布與多接口傳輸。

1 系統總體設計

基于物聯網的智慧物流實時數據平臺的結構分為感知層、網絡層和應用層，各層的工作原理和功能作用如圖1 所示。

感知層主要由集成了模塊化的傳感器、條碼識別器和定位設備的智能終端產品構成。基于模塊化和標準化的設計，智能終端產品可以匹配不同網絡類型的通信模組[2]。

網絡層主要提供智能終端產品與其他網絡設備的連接，實現數據的有線或者無線傳輸，對接其他相關部門的數據。

應用層主要有各種數據庫和算法組成，便于用戶根據基礎數據，分析出數據背后巨大的信息資源，做出科學的決策。應用層提供訂閱用戶、管理與服務等平臺基礎功能，結合多式聯運具體業務需求，為用戶提供基于不同數據要素、數據維度、時間跨度與表現形式的系列化服務與數據展現。

2 硬件設計

2.1 電子標簽

電子標簽主要由芯片和天線兩部分組成。芯片中的ROM 用來記錄唯一的產品電子編碼和相關數據，存放被標識物品基本信息[3]。芯片的邏輯控制單元用于計算。天線是RFID 系統整個通信中的核心，用于芯片與讀寫器交換數據信息。

2.2 GPS

GPS 系統主要由GPS 衛星（空間部分）、地面支持系統（地面部分）和GPS 用戶設備（GPS 接收機）三大部分組成。GPS 用戶設備可以實時了解物流車輛所在的位置、車輛的運行狀況以及車內貨物的狀況。車載傳感器對車廂內溫度、濕度和載重等信息進行收集，并發送到GPS 衛星。地面支持系統接收到信息后，整理出客戶需要的信息。貨主可以隨時了解到貨物的運動狀態和軌跡，真正實現動態追蹤和監控。精準的監控結果便于貨主合理安排收發貨事宜，提高了物流服務的透明化。物流公司及用戶可以動態查詢目標車輛的運行信息及具體位置。可視化的文字、語言和圖像等形式的查詢結果，便于物流企業和貨主對貨物及車輛狀態的清晰掌握[4]。

2.3 GIS

現代物流倉儲與運輸體系需要考慮各種地理因素，而GIS 對空間數據的管理和可視化，便于物流信息系統的集成應用。GIS 結構分為物理層、通信層、功能層、GIS 系統、GPS 系統、衛星系統和數據庫。其中，數據庫為地理空間數據，采用地理模型分析方法，為用戶提供多種空間和動態的地理信息。GIS 可以通過地圖來表現空間信息和屬性信息，可以為用戶推薦物流中心的選址。

GIS 強大的數據組織、空間分析和可視化等優勢，還可以優化物流配送系統，最大限度地利用人力和物力資源，縮短配車計劃編制時間和用戶的等候時間，減少車輛的閑置，提高車輛的利用率，合理安排配送車輛行駛路線制定合理的配送方案，優化人員與車輛的調度，使物流配送達到最優，加快物流的配送，以降低企業的運營成本。

3 軟件設計

3.1 總體功能設計

基于物聯網的智慧物流實時數據平臺主要有以下需求：

1）倉庫管理功能。通過閱讀器對入庫出庫的貨物進行自動掃描。根據讀到的信息，管理系統會自動更新倉庫存貨清單。

2）訂單數據實時刷新上傳功能。訂單數據上傳后，進行實時刷新，平臺實時反應。

3）訂單修改功能。在管理中心可以填寫訂單修改信息。

4）調度管理功能。通過RFID 能夠自動提供提貨調度查詢，派送調度查詢。

5）物流定位實時監控功能。通過GPS、GIS 進行車輛實時定位，實現物流實時監控。

6）數據處理功能。管理員可以對數據庫服務器內的內容進行添加、修改、刪除等操作。

7）用戶管理功能。提供注冊新用戶功能，實現用戶管理。平臺功能結構圖如圖2 所示。

3.2 界面設計

界面設計必須以用戶為中心，便于用戶與系統的人機交互，操作邏輯符合行業的標準，并且界面美觀。通過與用戶的溝通，設計出友好的、符合程序開發原則的軟件框架，符合視覺流程，主界面如圖3 所示。

手機界面的設計效果需要和PC 機界面整體一致，遵循視覺元素的規范性。手機登錄界面如圖4所示。

3.3 數據庫設計

首先設計數據庫E-R 圖，將RFID、倉儲、車輛、客戶和物流公司等實體聯系起來，如下頁圖5 所示。

創建用戶信息表、管理員信息表和物流信息表等數據表，并在數據庫中進行管理。物流信息表結構如表1 所示。

表1 物流信息表結構

4 結語

依據實時物流信息的現狀的分析，本平臺基于RFID 和GPS 等物聯網技術，完成了智慧物流實時數據智能監測。管理員可通過PC 終端和手機移動端對設備進行控制，對數據庫進行操作，實時查看物流信息，實現智慧物流實時數據上報，提高業務效率。