货物流通过程中的定位方法研究.doc

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货物流通过程中的定位方法研究

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摘要：

随着我国物流业的高速发展，客户对物流服务专业化以及精细化的要求逐渐增强，企业传统的物流货物定位系统已经无法适应社会经济的发展。

针对企业物流运作的特征，借助物联网的物同物、人同物以及人同人的全面互联特征，再加上RFID、GPRS等技术对信息进行集成智能操作，将物流货物定位信息相融合，对企业物流货物运输过程中的信息采集、货物追踪、运输监控等进行全面的控制，能够提高企业物流货物运输的质量，促进企业的快速发展。

针对物流行业发展现状和系统需求进行了分析，阐明了基于LBS的物流管理系统的实现方法。

系统利用RFID自动识别技术、移动定位技术来实现货物的进出库管理、跟踪定位。

以钢铁货物为例，钢铁物流以“钢铁”为对象，以“物流”为运作，以“信息”为核心，其中资金流、信息流、物流相互促进、相互融合。

通过釆用无线传感器网络、移动终端等传感及身份识别技术，设计开发钢铁货场货物定位跟踪系统，为货物的信息采集和查找提供了一个灵活可靠的支持平台。

关键词：

LBS现代物流移动定位RFID

1.引言

移动通信、无线网络、移动定位和空间信息技术等多种信息技术的快速发展和相互集成应用，以及各种移动终端功能的日趋完善，为实时位置信息服务提供了技术支持和保障，为“获得快捷、便利的个性化位置服务”提供可能。

在上述需求和技术的双重驱动下，基于位置服务（LocationBasedService，LBS），正成为各学科领域的研究热点和经济增长点。

人类社会中80%以上的信息与空间位置有关，LBS是通过各种关键技术的相互配合，确定用户的实时地理位置，从而提供所需的与位置相关的信息服务。

LBS所具有的巨大发展潜力及商业价值，是人类历史上出现的具有划时代意义的又一技术创新，它同电话、传真、Internet等技术一样，将深刻影响人们的生活方式。

当前LBS系统的开发应用在日本、美国等发达国家已经逐渐普及，而国内对LBS的研究仍处于起步阶段。

针对大型货物在货场和运输过程中，以钢铁为例，近些年来，露天货场的物资仓储管理、机械作业等技术、模式一直按传统方式进行，受制于新技术成本太高，没有突破性的变革。

在LBS关键技术基础上，建立可视的物流管理信息系统或者透明物流供应链已经成为企业取得竞争优势、减少库存及其牛鞭效应、加快资金周转的有效手段和途径，已引起国内外知名企业的高度重视。

本论文拟针对物流行业现状和管理中存在的问题，利用LBS关键技术研究和融合，实现现代物流管理应用行业的LBS系统服务。

利用移动定位技术、空间信息技术，通过无线网络通讯技术与物流管理系统进行结合，在物流系统中嵌入RFID技术，加强系统数据采集自动化，支持系统数据的真实与完备，实现物流系统的信息化。

2.研究内容

2.1研究架构

1）FID物流系统数据获取系统：

通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，无接触地读取并识别标签中所保存的电子数据，从而达到自动识别物体的目的，进一步通过计算机及计算机网络实现对物体识别信息的采集、处理及远程传送等管理功能；

2）物流管理系统货物和运输工具的定位系统：

结合移动通信网络、室内射频信号网络、GPS卫星定位技术等多种移动定位技术，针对不同情况下不同影响因素条件限制和定位需求，采用多种定位技术相辅助混合定位方法，实现物流管理系统货物和运输工具的定位信息获取，在客户端进行显示。

3）GIS动态信息显示系统：

在基础地理数据的基础上，利用通信技术收集到实时移动定位数据，通过GIS平台加载移动定位数据，并在地图上进行显示。

4）物流管理系统LBS服务：

在实时定位，动态信息显示等系统基础功能服务的基础上，对企业进行信息化管理。

在对物流相关信息进行统计分析比较的前提下，对物流体系长期战略性设计和规划提出辅助决策支持，如物流设施选址等，通过对物流供应链模型的模拟和可视化设计，对影响物流体系的整体成本和服务的各个重要因素和资源进行优化配置。

5）设计一种基于龙门吊定位的货物自动定位系统。

在该系统中，龙门吊沿着轨道线遍历仓库，在进行货物出入库或翻堆的同时，定位系统记录下对应的货位信息，进行实时存储，并通过无线传输方式将数据传到数据中心，数据中心服务器对采集的货物及货位信息进行分析处理，从而实现数据库更新，做到信息系统中位置和物品真实位置一致，便于物品的查找、跟踪。

通过该种方式，实现了货物及货位信息的自动获取，为实现仓储货物信息自动化管理奠定了基础。

3.现代物流系统分析

现代物流系统分析基于LBS的物流管理系统是应用于现代物流行业领域中的LBS应用服务系统，是指在物流行业领域内，利用LBS关键支撑技术，建立物流信息收集、整理、加工、存储、服务的一体化系统，对物流过程中的各种信息流进行实时、集中、统一的管理，实现信息流对物流、资金流的控制与协调。

本系统涉及到移动定位技术、自动识别技术、移动通信网络技术、空间信息技术等LBS相关关键支持技术的技术集成和信息融合。

3.1系统需求分析

随着现代物流领域的飞速发展，越来越多的其他领域技术（如LBS关键支撑技术：

定位技术，空间信息技术，移动通信技术，自动识别技术等）不断的应用到物流管理系统中，给物流管理系统带来了新的动力，使之成为一个多种技术融合集成的复合系统基于上述的认识和需求，本论文结合LBS技术和RFID技术，设计研发一套基于LBS的物流管理系统就显得十分必要的迫切。

3.2系统开发目标

1）本系统将RFID技术应用于系统物流仓储管理出入库产品收发的识别、移动数据采集等部分，实现系统货物信息自动获取，以及货物以及运输工具及其相关信息的输入、存储、查询、检索、分析、管理、统计、制图和输出等；

2）利用WebGIS的优势，移动定位技术，以及移动通信网络技术，建立物流运营过程中运输工具与运输货物从运输起点至终点，相关信息有效流动的全过程，并对其进行动态模拟仿真显示。

3）采用RFID技术，支持物流室内仓储货物定位功能实现，实现物流货物室内仓储中心里的实时定位与跟踪。

4）系统采用地图、文字、图表、数字、影像等多媒体信息集成，多形式、多介质、多功能、全方位和动态地反映物流运营活动过程，以及存货分配、货物调度、仓储选址、以及运输路径等基本现状。

5）系统将运输、仓储、装卸、加工、整理、配送和信息等方面有机结合，形成完整的供应链，并对其进行实时查询、显示、存储、加工、统计以及决策支持的LBS服务，反映和揭示物流运营活动过程中的存货分布特征、货物集合结构、仓储中心分布结构、运输工具分布调配质量、以及系统优化条件和规划前景。

为用户提供多功能、一体化的综合性的LBS服务。

3.3系统技术路线

本系统遵循系统体系结构设计的原则——合适性、结构稳定性、可扩展性、可复用性等，设计系统体系结构设计方案，由此决定本系统技术路线，如图3-1：

图3-1基于LBS物流管理系统技术路线图置您的文字

3.4系统功能描述

1）系统数据自动获取以及信息查询检索功能：

本系统将RFID自动识别技术，应用于系统物流的定位，实现系统货物信息自动获取，以及货物以及运输工具及其相关信息的输入、存储、查询、检索、分析、管理、统计、制图和输出。

2）移动信息显示与调度分析功能：

利用WebGIS的优势，移动定位技术，以及移动通信网络技术，建立物流运营过程中运输工具与运输货物从运输起点至终点，相关信息有效流动的全过程，并对其进行动态模拟仿真显示。

3）货物室内定位跟踪显示功能：

采用RFID技术，支持物流室内仓储货物定位功能实现，实现物流货物室内仓储中心里的实时定位与跟踪。

4）可视化功能：

系统采用地图、文字、图表、数字、影像等多媒体信息集成，多形式、多介质、多功能、全方位和动态地反映物流运营活动过程，以及存货分配、货物调度、仓储选址、以及运输路径等基本现状。

5）LBS服务与辅助决策支持功能：

系统将运输、仓储、装卸、加工、整理、配送和信息等方面有机结合，形成完整的供应链，并对其进行实时查询、显示、存储、加工、统计以及决策支持的LBS服务，并配合进行定位服务。

3.5系统功能结构

基于LBS技术的物流管理系统的核心功能是实现在途物流的可视化监管，辅以有关各部门基本的管理信息系统功能。

RFID根据自动识别获取仓储货物动态信息，并对于仓储货物进行选择性的定位查询和位置显示；移动定位根据设定间隔获取装载了该设备的运输工具的位置信息，与移动定位系统集成在一起的通信模块将车辆的位置、状态等信息由移动通信网络发送到通信服务。

通信服务负责转发、解析并存储来自各终端和中心服务的双向信息。

中心服务完成通信服务与各监控终端的连接，把移动目标显示在电子地图上，并将数据存入数据库。

最后在企业或用户选择监控或查询该运载工具的位置服务时，系统从数据库中读取该运输工具特定时间段的物理轨迹信息，以运输工具的标识动态呈现出来。

图3-2系统功能结构图

4.RFID货物自动定位技术

现代物流是指经信息技术整合的、实现物资实体从供应者到需求者运动的优化物理流通过程。

从系统工程的角度分析，物流是把各种运输、储存、包装、配送、流通加工、信息处理等相关活动有机合成的现代供应链系统。

因此要使物流系统达到最佳的运行状态，必须系统化方式管理物流。

而要用系统的观点管理物流，首先要了解系统各过程的状态，为此首先要实现对物流过程中各环节的信息采集。

在目前商品流通过程中，零售商品的识别是采用条形码来实现，在商品被出售时，通过条码读卡器识别，条码的数据在整个流通过程中只识别一次。

然而，RFID不需要人工去识别标签，读写器每250毫秒可以从射频标签中读出位置和商品相关数据。

有一些读写器可以每秒读取600个标签的数据，这比传统扫描方式要快超过1000倍。

因此，在本系统中，采用RFID自动识别技术的方式对货物信息进行自动采集和提取。

4.1射频识别技术

射频识别技术（RadioFrequencyIdentification，RFID），是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频标签与读卡器之间的射频信号进行双向通信，实现标签存储信息的识别和数据交换。

最基础的RFID系统大体上由三个部分组成：

读写器或阅读器、天线和射频标签或应答器。

读写器或阅读器（Reader），实现读取（或是写入）标签信息的设备，常见的可分为手持式或固定式；天线（Antenna），在标签和读写器间传递射频信号；标签（Tag）：

由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。

按照能量供给方式的不同，RFID标签可以分为有源标签和无源标签两种。

其中有源标签是由电子标签所附的电池提供芯片能量，标签可以主动发出射频信号由读写器直接获取并进行处理；对于无源标签，读写器通过天线发送出一定频率的射频信号，当标签进入磁场时产生感应电流获得能量而被激活，发送出携带自身编码等信息的电磁波，由读写器读取并解码后送至后台进行有关处理。

其原理如图4-1。

图4-1RFID原理示意图

4.2RFID优势

RFID技术的优势主要表现在以下三点：

一是可以实现数据信息采集、处理的自动化；二是可以实现货物实体运动等操作环节（如分拣、搬运、装卸、存储等）的自动化；三是可以实现管理和决策（如库存管理、自动生成订单、优化配送线路等）的自动化甚至智能化。

将RFID技术应用于物流管理，从系统的角度来看待物流运动过程，在整个系统中充分利用共享RFID数据信息，以最低的整体成本，达到供应链管理最大效率。

4.3RFID数据自动获取服务设计

RFID数据自动获取服务，在RFID标签上记载了全面的产品信息，用于货物管理，在包括生产、仓储、承运、上柜，甚至最终购买这些环节中，货物的各项信息都是清晰可查的，有效解决与仓库及货物流动有关的信息管理。

在每一个通过仓库入口的货物托盘、包装箱或元器件上，附着一个RFID标签，采用900MHz至1000MHz超高频模式，进行元器件规格、序列号等信息的自动存