物联网大作业.docx

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物联网大作业

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《物联网应用于实践》

课程报告

物联网技术在智能物流中的应用

学年学期：

2015年春季学期　

专　　业:

电子信息科学与技术

学　　号:

授课班号:

学生姓名:

指导教师：

摘要

摘要：

物联网的定义是：

通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

文章介绍了物联网及智能物流系统，重点说明智能物流系统的设计，并依据此系统重点模块，分析其应用状况及作用领域，以服务于同行研究。

从探讨物联网技术的体系架构入手，在物联网背景下提出了智能物流系统的概念，构建了智能物流系统的架构，将智能物流系统划分为仓储管理子系统、运输管理子系统、物流管理子系统，并对各子系统的支撑技术和模块结构进行了研究和分析。

关键词：

物联网；智能物流；射频技术；无线传感器网络。

一、引言

20世纪90年代初，美国麻省理工的学者首次提出物联网的基本概念，但在相当长的一个时期，物联网的概念还只是在技术界受到关注。

在2009年，欧盟执委会发表了《InternetofTings—anactionplanforEurope》，描述了物联网的发展前景，在世界范围内首次系统的提出了物联网发展和管理设想。

此后物联网得到了各国政府和企业的极大关注，被称为继计算机、互联网之后世界信息业发展的第三次浪潮。

那么何谓物联网?

物联网，“TheInternetofThings”，是以互联网为基础，以激光扫描器、红外感应器、射频识别RFID（radiofrequencyidentification）、全球定位系统等信息传感设备为媒介，在人与物、物与物之间进行智能化的识别、定位、跟踪、监控和管理，实现高效的信息交换与通讯[1]。

物联网的价值在于实现了人与物、物与物之间的沟通，物联网的特征在于感知、互联和智能的叠加。

因此，物联网由感知层、网络层、应用层三个部分组成。

感知层是物联网技术的“五官和皮肤”——识别物体，采集信息。

即利用二维码标签RFID、传感器、摄像头等，及时对物体进行信息的采集和获取，包括用户位置、环境、气候、状态等，实现物的识别。

感知层是物联网发展和应用的基础，解决的是物理空间和信息空间的融合问题，具有十分重要的作用。

基于物联网技术的智能物流系统的研究网络层是物联网技术的“神经中枢和大脑”———信息的传递和处理。

在现有互联网和移动通信网的基础上，通过各种接入设备与网络、业务、运营管理的融合，实现感知层数据和控制信息的双向传递和控制，进行高可靠性、高安全性的交互和共享。

应用层是物联网技术发展的根本目。

应用层的主要功能利用M2M、云计算、模糊识别等技术，对海量的数据和信进行分析并处理，实现智能化的管理、应用和服务。

应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，旨在完成跨行业、跨应用、跨系统的信息协同、共享和互通。

2010年，传感（物联）网技术产业联盟在中国正式成立。

同时，工信部也宣布将成立一个全国推进物联网的部际领导调小组。

紧接着，上海物联网中心正式成立，更为重要的是，在《2010年政府工作报告》中，温家宝总理明确提出：

“加快物联网的研发应用，加大对战略性新兴产业的投入和政府政策支持”。

二、基于物联网技术的智能物流系统

2.1智能物流系统的概念和内涵

目前，没有精确和统一物联网的定义。

关于物联网（TheInternetofThings）的比较准确的定义是：

物联网通过各种信息传感设备及系统（传感网、射频识别系统RFID、红外感应器、激光扫描器等）、条码与二维条码、全球定位系统，按照约定的通信协议，将物与物、人与物、人与人连接起来，通过各种接入网、互联网进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网的主要特征是每一种物件都可以寻址，每一个物件都可以控制，每一个物件都可以通信【1】。

物联网是物流业关注的热点问题，国家发改委《物联网发展规划》课题将物联网在物流领域的应用定位为目标之一，叫“智能物流”，所以智能物流是物联网的一个重要应用[2]。

智能物流就是物流的智能化，它是在现代物流的基础上，综合运用物联网、计算机、自动控制和智能决策等技术，由自动化设备和信息化系统独立完成物流作业环节，实现可靠、经济、高效、环境友好的发展目标。

可以说智能物流是在物联网、云计算、机器人、信息系统等先进技术的支持下发展起来的产业，同时也是这些高端技术的重要应用。

智能物流系统是基于物联网技术的深化应用，综合运用信息技术、自动化技术、现代物流技术、人工智能技术等，智能化的完成运输、仓储、配送、装卸等多项作业环节，将物流信息、物流活动、物流资源以及物流规范有机集成并优化运行，实现强化流动监控、降低物流成本、提升物流效率的发展目标。

2.2智能物流系统的架构设计

基于物联网技术的智能物流系统是传统物流系统的更新换代，系统功能主要体现在以下几个方面：

（1）实现对仓储环节的出入库管理、盘点管理、调拨、监控报警等功能，并能够支持合作企业间的信息系统兼容；

（2）实现对配路径的规划和实时监控，包括车辆货物查询、车辆实时跟踪等；（3）实现对采集信息的管理，包括订单处理、订购计划、运力匹配、货物查询等。

故智能物流系统由仓储管理子系统、运输管理子系统、物流管理子系统所组成。

2.2.1仓储管理子系统

仓储管理子系统主要利用RFID技术、传感器技术、监控技术、网络技术等，将货物的信息发布到物联网中，使得在整个物联网范围内，实现对货物信息、货物订购、货物流通进行远程操作与监控。

具体如下：

（1）入库管理：

利用RFID技术、条码技术、无线通信技术，快速收集货物的数量、存储要求等信息，并将信息传送至数据中心。

数据中心自动对货物进行库位分配、路线规划，再将分配信息发送到智能叉车命令工作。

工作中保持对货物进行跟踪和定位，以确保入库分配的准确性。

入库完毕，回传相应数据至物流管理子系统，更新库存数据。

（2）在库管理：

综合应用无线传感器网络WSN、RFID技术、监控技术，实现对在库货物的日常保管和养护。

通过RFID技术实现货位识别、数量校验。

通过无线传感器网络感知、采集仓库环境数据，包括仓库温度、湿度，将仓库物理信息及时上传到物流管理子系统。

（3）出库管理：

仓库方和客户端建立网络互联，提前获得订单信息，自动生成出库单。

管理系统按照优先级顺序，查询货物的信息和仓位，再向智能叉车发出调度命令，完成货物的调配出库。

在这过程中，无线传感器网络、RFID将及时反馈货物信息至物流管理子系统，以保障每个环节的操作准确无误。

2.2.2运输管理子系统

运输管理子系统涵盖了ITS（IntelligentLogistics

System）、EC（ElectronicCommerce）和物流三方面的内容，涉及到GPS（globalpositionsystem）、GSM（groupspecialmobile）、GPRS（GeneralPacketRadioService）、监控等相关技术。

GPS技术能够在卫星覆盖范围内，对在途货物进行定位，在卫星盲区，如地下停车场、高架桥、高楼密集区等可以采用基于RFID技术的定位，并结合GSM技术，以语音或短消息的形式，与物流管理子系统进行双向无线通信，动态反馈在途货物的运输路线数据、车辆数据和行驶数据等，有助于物流管理子系统监控与调配。

2.2.3物流管理子系统

物流管理子系统主要包含决策支持模块、信息管理模块和调度优化模块。

（1）决策支持模块旨在解决物流决策问题，如库存决策、采购决策、配送决策等，充分运用商务智能、人工智能和计算智能等方面的理论和方法，建立数学模型和求解模型，提供最佳的物流实施方案。

（2）信息管理模块的主要作用是电子商务、信息管理和发布。

电子商务要提供网上报价、网上下单、网上交易等服务；信息管理主要完成各终端采集信息的收集、处理和实时监控；信息发布主要是通过计算机网络对外对内提供物流信息服务。

（3）调度优化模块由SMSP、服务器、SQLServer数据库和GIS等组成，通过遥感技术和遗传算法实现最优配送路径的规划，也可以对在途货物进行实时动态跟踪和监控。

三、物联网技术的引入

RFID是一种非接触式的自动识别技术。

它通过无线电讯号，自动识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。

一般RFID系统由电子标签、天线、读写器、信息处理系统组成。

当带有RFID电子标签的物品通过特定的信息读写器时，接收读写器发出的射频信号，标签被读写器激活，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者主动发送某一频率的信号；并通过无线电波将标签中携带的信息传送到读写器以及信息处理系统，完成信息的自动采集工。

RFID技术在仓储管理子系统发挥重要的作用。

RFID阅读器有手持式和安装式两种。

手持式RFID阅读器的应用结合手持式终端设备，灵活应对各种零散的物品；安装式阅读器则主要安装在固定货架、进出通道和智能叉车上，便于货物的自动识别和跟踪校验。

RFID在使用过程中，还需要与WSN、读写器等设备相配合，并且要架设在有无线网络的范围之内，保证作业数据的实时传输。

无线传感器网络（WirelessSensorNetwork，WSN），是由部署在监测区域内的大量静止或移动的微型传感器组成，通过以自组织和多跳的方式构成无线网络，协作的感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。

它是由传感器节点、汇聚节点（sink节点）、互联网和用户终端等部分组成。

在该系统中，WSN节点散步在仓库中的指定区域。

一方面，利用传感器节点实时感知、采集和处理节点周围的物理或环境条件，如温度、湿度、压力等。

另一方面，与RFID模块相结合互补，形成自组织的无线传感器网络，并利用ZigBee协议进行数据传输。

即通过RFID技术读取货物信息后，经WSN节点把信息进行量化，形成数据并发送，由物流管理子系统分析并作出调度指令。

从上述智能物流监管系统概述中可以了解到目前不少学者已经或多或少地将物联网技术运用到物流系统中去。

那么物联网技术有哪些关键技术及在智能物流监管系统中具体应用如何,以下从这两方面内容展开

3.1、在智能物流监管系统中运用的物联网关键技术。

物联网是多种软硬件技术在物流系统中的集成应用,其关键技术包含无线射频识别技术、红外感应、全球定位、通信技术、网络控制、信息安全等技术等。

而在药品、危险品、冷链等特殊商品物流这类监管技术相对落后且具有其特殊温度、时间等要素要求特点下无线射频技术、网络控制技术、全球定位、数据通信技术等在监管系统中应用较多。

3.2、各类技术的应用。

无线射频技术通过电子标签发送设备发送无线电信号并由相应的接收器接受通过读卡器及应用软件解析相应的信号,这样就可以获得携带标签的货物信息。

无线射频识别技术（RFIO）作为货物身份识别的关键技术已经在物流运输、仓储等多个环节普遍应用。

一些学者直接将RFIO通过数据通信技术接入互联网,与各个终端相连构建模型同时引入全球定位系统获取货物的地理位置油此通过物联网技术可以使远程终端可以获得货物的状态、属性及地理位置等重要信息方便做货物管理、路径规划、动态仓储管理、货物配送等指导。

但是这存在一个问题批量化的货物运输带来的是大量的货物信息动态的状态、位置及路径、仓储信息通过互联网传输数据容易造成网络堵塞对监管系统的可扩展性提出难题在物流监管系统中,各个组成部分均通过一个共同的网络进行信息传输与共享,各个部分信息传输与设备控制被称为网络控制技术网络控制技术可以将多个零散的系统连接成一个虚拟的大系