物联网在物流业中的应用.docx
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物联网在物流业中的应用
应用篇：
物联网在现代物流业的应用
第一章：
物流业是物联网应用重要领域
物流行业不仅是国家十大产业振兴规划的其中一个，也是信息化及物联网应用的重要领域。
它的信息化和综合化的物流管理、流程监控不仅能为企业带来物流效率提升、物流成本控制等效益，也从整体上提高了企业以及相关领域的信息化水平，从而达到带动整个产业发展的目的。
以江苏为例，利用传感网大规模产业化和应用对传统产业带来的根本变革，重点推进带动效应大的现代装备制造业、现代农业、现代服务业、现代物流业等产业的发展。
智能物流传感网作为十大经济领域传感网示范工程之一，成为其传感网产业规划的重要内容。
目前，国内物流行业的信息化水平仍不高，对内而言，企业缺乏系统的IT信息解决方案，不能借助功能丰富的平台，快速定制解决方案，保证订单履约的准确性，满足客户的具体需求。
对外，各个地区的物流企业分别拥有各自的平台及管理系统，信息共享水平低，地方壁垒较高。
针对行业目前存在的问题，一些第三方的IT系统提供商以及电信运营商提出了基于行业信息化的不同解决方案，局部的采用了物联网技术，并且也取得了一定的进展。
整体上来看，我国的传感网产业发展仍处于起步阶段，其中中国的物流信息化建设以及物联网领域的拓展，若能借鉴现有经验及有效模式，便可在短时间内取得飞速发展，但发展中仍存在不少问题，主要表现为企业规模水平不一，技术标准缺乏，创新体系不完善，应用领域不广、层次偏低，运营模式不成熟等，针对此，必须注意以下几个问题：
物流行业是物联网应用的重要行业，早在物联网刚刚提出的时候，物联网的基本技术RFID技术就开始了在物流行业的推广与应用，经过多年的推进，也取得了巨大的成绩，有很多成功的案例；
物流行业的信息系统近几年在系统化、可视化等方面也取得了巨大进展，RFID技术、GPS技术等物联网技术在物流作业的信息采集、物品追踪、运送监控、可视化管理等方面都取得了很多进展。
在传感技术应用方面，一些先进的物流企业或物流中心，也借助于传感网络对食品冷库、药品库等进行在线智能监控与管理。
中国物流技术协会信息中心在国内最早提出智慧物流理念，并一直跟踪与总结物联网在物流行业应用的案例。
下面我们从解决方案及应用案例两个方面对物流行业物联网技术应用情况进行分析。
第二章：
物联网在物流业中的应用
物流业是物联网很早就实实在在落地的行业之一，很多先进的现代物流系统已经具备了信息化、数字化网络化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化、自动化等先进技术特征。
很多物流系统和网络也采用了最新的红外、激光、无线、编码、认址、识别、定位、无接触供电、光纤、数据库、传感器、RFID、卫星定位等高新技术，这种集光、机、电、信息等技术为一体的新技术在物流系统的集成应用就是物联网技术在物流业应用的体现。
概括起来，目前相对成熟的应用主要在如下四大领域：
一是产品的智能可追溯的网络系统：
如食品的可追溯系统、药品的可追溯系统等等。
这些智能的产品可追溯系统为保障食品安全、药品安全提供了坚实的物流保障。
粤港合作供港蔬菜智能追溯系统就是一个案例。
通过安全的RFID标签，可实现对供港蔬菜进行溯源。
实现了对供港蔬菜从种植、用药、采摘、检验、运输、加工到出口申报等各环节的全过程监管，可快速、准确地确认供港蔬菜的来源和合法性，加快了查验速度和通关效率，提高了查验的准确性。
通过RFID标签与数据库形成的“物联网”实现对供港蔬菜的自动化识别、判断和监管可提高监管效率，实现快速通关。
目前，在医药领域、农业领域、制造领域，产品追溯体系都发挥着货物追踪、识别、查询、信息等方面的巨大作用，有很多成功案例。
二是物流过程的可视化智能管理网络系统：
这是基于GPS卫星导航定位技术、RFID技术、传感技术等多种技术，在物流过程中可实时实现车辆定位、运输物品监控，在线调度与配送可视化与管理系统。
目前，全网络化与智能化的可视管理网络还没有，但初级的应用比较普遍，如有的物流公司或企业，建立了GPS智能物流管理系统；有的公司建立了食品冷链的车辆定位与食品温度实时监控系统等，初步实现了物流作业的透明化、可视化管理；
在公共信息平台与物联网结合方面，也有一些公司在探索新的模式，展望未来，一个高效精准、实时透明的物流业将呈现在我们眼前。
三是智能化的企业物流配送中心：
这是基于传感、RFID、声、光、机、电、移动计算等各项先进技术，建立全自动化的物流配送中心，建立物流作业的智能控制、自动化操作的网络，实现物流与制造联动，实现商流、物流、信息流、资金流的全面协同。
如：
有一些先进的自动化物流中心，就实现了机器人码垛与装卸，无人搬运车进行物料搬运，自动化的输送分拣线上开展拣选作业、出入库由自动化的堆垛机自动完成，物流中心信息与制造业ERP系统无缝对接，整个物流作业系统与与生产制造实现了自动化、智能化。
这也是物联网的初级应用。
四是企业的智慧供应链：
在日益竞争激烈的今天，面对着大量的个性化需求与订单，怎样能使供应链更加智慧？
怎样才能做出准确的客户需求预测？
是企业经常遇到的现实问题。
这就需要智慧物流和智慧供应链的后勤保障网络系统支持。
打造智慧供应链，是IBM智慧地球解决方案中重要的组成部分，也有一些应用的案例。
此外，基于智能配货的的物流网络化公共信息平台建设，物流作业中智能手持终端产品的网络化应用等，也是目前很多地区推动的物联网在物流业中应用的模式。
在物流业，物联网在物品可追溯领域技术与政策等条件已经成熟，应该全面推进；在可视化与智能化物流管理领域应该开展试点，力争取得重点突破，取得示范意义的案例；在智能物流中心建设方面需要物联网理念进一步提升，加强网络建设和物流与生产的联动；在智能配货的信息化平台建设方面应该统一规划，全力推进。
第三章：
物联网在行业物流中应用与案例
1、物联网在医药物流中应用
我国医药流通渠道复杂、环节众多，因此对物联网的建设、规划要做到统筹兼顾。
为了有效的对药品流通进行管理，国家相继出台了众多的药品生产和药品管理的标准、规范，尽管如此，在药品的流通过程中仍然存在着不少问题，主要体现在以下方面。
首先是安全，主要表现为：
一是药品在流通过程中由于周围环境的变化（如温度、湿度、光照、压力等）会导致药品质量发生改变甚至完全失效；二是在药品流通环节中可能混入大量的假药，这两个方面如果不能做到有效的监控，将会产生极大的危害。
其次是流通成本管理，对于药品流通中的成本变动，一个主要的原因是流通环节频繁发生的串货、退货现象，如果我们不能对纷繁复杂流通渠道中的药品流向进行及时、准确的追踪，一旦发生这种现象，就会大幅度增加药品流通成本；另一个原因是流通环节的虚增，增大了对药品流通成本管理的难度。
分析上述问题，可以看出如何对整个流通过程中的药品进行及时、有效的监控与追踪，是高效解决药品流通安全，降低流通成本的关键所在。
居上分析可以看出如何对整个流通过程中的药品进行及时、有效的监控与追踪，是高效解决药品流通安全，降低流通成本的关键所在。
而以物联网为基础，研究对流通过程中单个药品唯一的身份标识及追踪，从而达到对药品信息及时、准确的采集与共享，为有效地解决我国医药流通中存在的安全、成本等问题提供新的办法。
在全面了解我国医药流通行业现状，深入分析物联网构成的基础上，学者们研究提出了物联网在我国医药流通中的基本流程。
假设生产商甲生产某种药液，在药液封入药瓶同时甲会在每个瓶上贴一个标识此瓶药品信息的EPC标签，这个标签含有一个已被授权的唯一的EPC代码，同时标签记录了该瓶药液的生产时间、批号、保质期、存储条件、所治疗的疾病等相关信息，当药品继续装盒或装箱的时候，相应的包装上也会添加类似的标识此盒或此箱药品信息的EPC标签。
在出口处，安装着多台读写器，这些读写器发出的射频信号可以激活标签，向其写入或读取其中的信息。
由于射频识别技术的超大数据量采集以及非接触的特性，当药品在射频识别的有效范围内通过读写器时，读写器能够在很短的时间内读取里外各层包装上全部的EPC标签信息，并通过系统连接将其传递给企业的EPC中间件。
EPC中间件加工和处理来自读写器的信息和事件流，并将药品的信息以PML文件的形式存储到企业的EPCIS服务器中，同时将EPC代码及与其对应药品息存储的EPCIS服务器地址提交到企业ONS服务器上进行注册。
这样，就相当于在物联网中为每一个药品赋予了“身份证”，其相关的信息可以通过EPC代码这个“身份证号”进行查询与记录。
当药品流经运输商乙的环节时，乙会通过读写器、EPC中间件将所运药品的EPC代码向RootONS服务器提出查询请求，RootONS服务器对这些EPC代码经过逐层查找、映射定位到甲的calONS服务器并由其解析出对应药品信息存放的EPCIS服务器地址，乙通过查询EPCIS服务器上相关药品信息检查其是否与运输单上内容一致，同时乙也需要将药品运输的相关信息如运输商、运输时间、目的地等存入到自己或甲的EPCIS服务器中，并向本企业的lONS服务器进行注册，当然更新的信息同时也可以通过读写器写入EPC标签。
对于乙来说，除此之外还要特别关注运输过程中对药品所处环境信息的监测，如一些对存储环境要求较高的药品需要定时的检测其运输过程中的温度、湿度、光照等条件，并将这些信息及时存储到其相应的EPCIS服务器中，从而实现对药品运输过程的安全监控。
对于经销商丙，验货过程中对药品信息查询与更新的流程与乙类似，也需要加入经销商的一些相关信息。
但对丙来说，更重要的是仔细查看药品在整个流通中流经企业及生产、存储环境的信息，以辨别药品的真伪。
2、物联网技术在煤炭运输物流系统应用
煤炭运输车辆装卸作业电子签封监管系统，简称“电子签封”（英文缩写ELS），是专门针对这一生产运输环节，借鉴国外先进经验，而设计的一套管理系统，可有效实现煤炭车辆联网，监控车辆运输作业过程，规范和监督各环节操作行为，为加强运输车辆作业管理提供科学依据。
该系统与全球卫星定位系统（英文缩写GPS）的有机结合——“车载GPS\ELS监管系统”，实现数据远传，实时监控，中心管理。
从而在加强车辆安全运输管理水平的同时，承运信誉也得到保证，因此该系统具有现实意义。
1、ELS硬件组成（管理型）及各部分说明
系统硬件主要由开关信号发生器（电子签封）、主机处理器、电源盒、电子钥匙等几部分组成
（1）信号发生器：
绳锁式电子签封（插拔施解封）
（2）主机：
采集处理签封数据（与GPS串口通讯）
（3）电源盒：
内置专用模块电源供电和过载保险
（4）电子钥匙（ID）：
通过主机施解封，操作者身份识别
2、工作原理
根据煤炭运输特点，电子签封分布在篷布与箱体四周，管理者采取电子施解封的工作环节，在出发点探头插入即施封，并通过电子钥匙与驾驶室内的主机办理确认，同时信息上传，此为施封过程。
车辆运行至指定地点，主机指示灯显示正常，管理者亦办理确认，探头拔出，同时信息上传，此为解封过程，可正常卸车，施解封之间的所有操作数据均上传。
钥匙具有数码唯一性，不能仿制代替，从而确定管理者的合法身份。
整个运输过程，必须办理电子施/解封手续，否则车载设备和监控中心会显示报警信息。
车载的GPS终端会实时将车辆信息传至监控中心，从而实现远程平台管理的目的
3、系统应用（部分功能由GPS实现）
系统运行后，主机上边三个功能指示灯（红、黄、绿）和八个探头状态红灯（开亮关灭），在出发点，管理人员用钥匙施封，施封后红灯亮。
到运送点，管理人员用钥匙解封，此时红灯灭绿灯亮，可以正常作业，在每次解封与施封间的开关信息均不上传。
在施封后到解封前这一时段时间为监控时间，这段时间内如果断电、或未经解封私自打开签封探头均有报警信息记录。
该报警信息除了上传到GPS监控中心外，在主机指示灯上也可体现：
断电报警是黄灯亮，私自打开对应探头红灯亮黄灯亮。
管理人员可以根据灯的状态来确定在运输过程中是否有违规现象发生，如有报警提示，只有通过施解封才能解除。
管理者还可通过主机下载近期200条数据来监督操作行为，管理者在系统客户端查询、分析、处理有关操作行为，GPS运营中心平台实时监控并保存各类上传数据结果，所以在运输行驶途中一律不准私自打开任何一个电子签封探头。
4、系统功能（部分功能由GPS实现）
（1）、车载设备在开始工作后，具有自检功能：
自检结束后，指示灯显示工作状态。
（2）、驾驶员身份记录功能：
实现驾驶人员身份记录，记录驾驶员代码和公安交通管理部门核发的机动车驾驶证。
（3）、能确认管理者合法身份、装卸时间地点。
（4）、采集器标准通信接口：
标准RS232CD型9针接口。
（5）、上载信息，能通过数据存储卡转换，向管理计算机提供以下信息：
实时时钟，开关数据，施封数据；车辆识别代号、车牌号码、车牌分类；上载数据时，不会改变和删除采集器内存中已存储的任何数据，对每一次上载的日期和时间进行记录。
（6）、人员管理:
加油站管理人员与电子钥匙一一对应，通过电子钥匙信息确认、查询人员管理使用过程。
（7）、车辆管理:
管理者实时建立、查询、浏览、分析车辆基本信息和电子封签状态信息。
（8）、结果查询:
查询记录，分析是否有非法操作现象发生，施封后开启/关闭油口判断为非法开关，解封后进行此项操作为正常。
（9）、时间管理:
设置规定范围时间内的运输状况查询，先对车辆下调度单，进行运行时间的有效控制。
（10）、数据备份、报表生成:
历史数据备份，查询结果生成规定格式报表，以便考核管理。
（11）、重复使用、安全环保，取代传统机械铅封或数码铅封。
5、系统特点
●易于安装、使用：
需要车辆进行必要的配管穿线工作，将探头固定工作部位即可。
●受外界环境影响小：
可在多种条件下全天候工作。
●可靠性好：
坚固、耐用、防腐蚀退化，抗冲击性强。
●可扩充性好：
系统建立后可随意增加新的车辆。
●可自成系统，又可与GPS系统配合使用，以扩展应用效果和范围，与GPS终端通讯没有技术瓶颈，测试非常简单。
6、、要点说明（管理型）
电源为常开，施封为设防，解封后为解除设防。
非法开启报警
电子封签处于正常监控状态时，私自打开、拔掉电源或切断传感器导线或人为利用其它干扰源，均被视为非法开启，电子封签主机红灯亮，功能指示灯黄灯亮。
未关好报警
在启动监控时，如果电子封签识别到有未关闭好的探头，主机该对应红灯亮，则视为未关好状态，此次监控为无效监控，信息将会通过GPS发送至控制中心。
功能
车辆出发到指定地点时，解封后，再打开探头，车离开前施封后开启系统。
运行数据记录
车辆何时从何处出发、何时到达何处，都可记录在案，可以了解车辆运行整个过程，作为运输管理的有效依据。
掉电报警
当设备的电源被切断时，GPS会将电子封签不在线的信息发送至控制中心。
且电子签封会将重新上电的时间记录。
电子钥匙
始发地身份施封，开启监控系统；目的地解封，关闭监控系统；解封状态下记录查询或时间修订。
基本型数据上传方式同管理型。
可不配电子钥匙，取消人工施/解封主机确认部分的操作，完全由中心平台管理，靠GPS实时定位技术，圈划具体地理位置，在该区域内的所有操作均为合法操作，在该区域外的所有操作均为非法操作，监控中心会显示报警信息。
电子钥匙授权人必要时使用。
3、物联网在制造业物流系统中应用
随着现代制造业物流发展，需要对单个物料单位、半成品、成品、生产线生产流程过程进行记录和管理，以便提高生产管理水平，整合优化制造业生产环节业务流程，提高产品质量控制和监督，提高客户服务质量，理清可能的质量事故责任人和出处，从而完成对每个产品从成品到物料，从生产到计划的完全追溯。
为此我们开发出生产流程和追溯管理软件，建立以追溯数据管理为核心、以实现质量控制、流程控制和产品服务系统化规范化为目标的软件系统，即生产追溯管理系统（ManufactureTraceableSystem）简称MTS。
MTS生产追溯管理系统要实现的总体目标是：
实现生产流水线的每个工序的生产状况以及在生产过程中的数据操作的准确化和系统化，建立产品生产控制跟踪，实现从成品到半成品到部品（物料）的可监控可追溯，从而完成产品生产的内部流程追溯管理以及外部进出的源头追溯和数据管理。
系统采用RFID或条码或两者同时的编码方式进行数据管理和追溯。
保证从每个单位物料到产品的唯一性。
RFID-MTS基本功能如下：
1）.通过对物料的ID（BarCode或RFID）进行扫描，来记录部品的使用及现有状况和来源。
2）通过对半成品的在生产中的所经历过的工序记录和数据统计来跟踪其生产细节，可以在返品或者生产过程中能够追踪到在生产中的哪道工序、哪些物料、哪个机型、哪些人员等等存在问题，并可以采取相应的措施来进行修补。
3）通过对成品的包装、入库、库内调整、出库、还有质检等工序记录、统计来跟踪成品在最后阶段的状况以便需要时进行查询操作。
4）最后实现对整个生产从部品到半成品到成品的单个、类别以及全部的产品追溯、质量控制和流程管理，建立完整的生产追溯管理系统平台。
RFID-MTS主要内容如下：
1）、生产计划与排产：
生产计划与排产管理模块是宏观计划管理与微观排产优化管理之间的衔接模块，通过有效的计划编制和产能详细调度，在保证客户商品按时交付的基础上，使生产能力发挥到最大水平。
对于按订单生产的企业，随着客户订单的小型化、多样化和随即化，该模块成为适应订单、节约产能和成本的有效方式。
2）、生产过程控制：
该模块根据生产工艺控制生产过程，防止零配件的错装、漏装、多装，实时统计车间采集数据，监控在制品、成品和物料的生产状态和质量状态，同时，可利用条码或RFID自动识别技术实现员工的生产状态监督。
3）、数据采集：
主要采集两种类型的数据，一种是基于自动识别技术（Barcode、RFID）的数据采集，主要应用于离散行业的装配数据采集，另一类是基于设备的仪表数据采集，主要应用于自动控制设备和流体型生产中的物料信息采集。
4）、质量管理：
质量管理模块基于全面质量管理的思想，对从供应商、原料到售后服务的整个产品的生产和生命周期进行质量记录和分析，并在生产过程控制的基础上对生产过程中的质量问题进行严格控制。
能有效地防止不良品的流动，降低不良品率。
5）、产品物料追溯与招回管理：
物料追踪功能可根据产品到半成品到批次物料的质量缺陷，追踪到所有使用了该批次物料的成品，也支持从成品到原料的逆向追踪，以适应某些行业的招回制度，协助制造商把损失最小化、更好地为客户服务。
6）、资源管理：
技术、员工和设备是制造企业的三大重要资源，MTS把三者有机地整合到制造执行系统中，实现全面的制造资源管理。
7）、流程过程控制：
该模块帮助企业稳定生产过程和评估过程能力。
通过监测过程的稳定程度和发展趋势,及时发现不良或变异，以便及时解决问题;通过过程能力指数评估，明确过程中工作质量和产品质量达到的水平。
8）、统计分析：
众多的经过合理设计和优化的报表，为管理者提供迅捷的统计分析和决策支持，实时把握生产中的每个环节，同时可以通过车间LED大屏幕看板显示生成进度和不良率，时时反馈生产状态。
9）、其它系统接口：
为了配合现代企业全面质量管理的进程，MTS系统可与CRM或其他售后服务管理软件连接，对成品出厂后的销售和服务过程中质量相关问题进行有效管理，实现售后服务过程中的质量问题的根源追溯，将质量管理贯穿于产品的整个生命周期，以可以与ERP/财务等系统接口。
10）、系统管理：
用户管理、日志管理、数据备份，角色管理，系统设置，LED接口等功能模块。
11）、角色分配管理：
以上不同的实现和管理是由不同的角色实现和完成的，角色包括：
系统管理员，生产管理员，生产线管理员，操作员，统计分析员和客户。
系统充分发挥Web软件优势，保证不同权限的人和不同的角色只能在自己的有效浏览器界面内完成自己的工作，以保证角色的权限、数据的安全和功能的简洁。
RFID-MTS基本特点如下：
1）、全采用基于GPL方式开发工具和软件，包括采用JAVA语言开发，MySQL数据库，Linux操作系统及Tomcat应用服务器等，使系统的使用性更为广泛，购买、采用和维护的成本更为经济
2）、采用B/S方式，可以采用常用浏览器方式，并可通过内部网、Internet网灵活使用，用户数无License限制
3）、基于RFID或条码的从进料到成品的个体全跟踪数据采集方式
4）、采用不同角色不同的界面和内容，对不同的角色采用不同的界面模式和操作模式，保证角色的权限和管理的独立性，并简化不同角色的操作行为
5）、提供与OA,ERP,MES,MIS,CRM等不同软件的多种导入方式和接口
6）、完全自定义的不同产品型号的工序和作业设定，满足全部产品生产作业的需要
7）、完全自定义的生产线安排和人员安排，保证生产线和人员的合理而正确的使用和安排
8）、对生产线操作员根据工作分工设置不同的工序岗位，并可自定义岗位角色
9）、对要实时了解生产进度和质量的客户，可通过自己的产品型号通过Internet等网络实时掌握和了解
10）、多语言版本，在线帮助，满足不同用户的需要
11）、适合几乎所有的制造型企业
RFID-MTS环境要求如下：
1）、硬件环境要求：
局域网（互联网），PC服务器，PC机，RFID读写器（条码扫描器），打印机（条码或RFID）等；
2）、软件环境要求：
服务器操作系统GNU/Linux、、应用服务器Tomcat、数据库：
MySQL、浏览器：
firefox（IE）
RFID-MTS实施效益分析如下：
1）、制造执行过程透明化：
通过MTS执行系统和设备控制技术，实时采集如工序产量、过程良率、工单在制品移转状况、测试参数等详细生产过程数据，并提供汇总分析报表工具，为企业不同层面管理者的生产管理决策提供了有效依据。
2）、缩短产品制造周期：
提高企业生产自动化程度，替代和节省大量手动作业流程，缩短了产品的制造周期。
同时，实施信息采集和反馈，消除由于信息不对称而造成的各种生产过程延误，从而使生产管理人员能在生产车间外实时掌握第一手生产信息，对突发状况做出快速反应，使产出与计划结合更加紧密。
3）、提高产品质量：
通过对产品生产全过程监控，提供给品管人员需要的基础数据和分析工具，帮助企业进行日常品质分析和周期性的品质持续改进。
通过SPC等过程控制工具，对工艺过程的稳定性，产品良率、不良缺陷分布的波动状况进行实时监控并预警，对生产线上的问题进行了有效预防提供。
4）、持续提升客户满意度：
基于大量的综合汇总报表，向客户提供了产品生产过程人、机、料的数据和产量、不良率等汇总数据，通过直观的柱状图、饼状图和折线图表分析，能够准确、方便的了解产品数据和公司整体经营状况。
客户也可远程直接了解自己产品的过程和状况，并为客户提供产品质量完全追溯的平台。
5）、降低生产成本：
通过对生产现场的实时监控与预警，预防问题的发生，降低产品维修和重工数量。
并提供各类统计分析的电子报表，节省了时间和人力、物力，实现工厂无纸化生产，随之降低了人力与其它生产资源的使用。
6）、节约系统投资成本：
与其它相关的产品相比，由于开发全部采用符合GPL的环境、工具和数据库等，该系统为用户购买和使用节省了大量的时间和金钱。
4、物联网技术在物资仓储监控系统中应用
国家物资储备库一般存放国家的战略性物资，例如：
粮食、燃油、棉花、金属、石油以及应急物资等等，地位非常重要。
因此开发完成物资储备库安全监控管理系统就至关重要。
利用物联网技术，实现远程物联网监控，涵盖了监控、远程传输、出入口控制、身份识别以及互联网等多种技术于一身，方案完善、成熟稳定、性能可靠。
系统构成：
本系统分为如下几个子系统：
温湿度采集子系统：
采用温湿度传感器，可以实时采集库区的各子区环境量，通过传输设备利用RS485总线技术把数据上传至监控中心。
视频监控子系统：
采用Lin
升级会员 