一、物联网及其关键技术介绍

(一)物联网

物联网是通过射频识别(RFID)、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相连接,进行信息交换和通信,以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

(二)物联网关键技术介绍

1、射频识别(RFID)技术

射频识别(RFID,Radio Frequency Identification)技术是自动识别技术的一种,它通过无线射频方式获取物体的相关数据,并对物体加以识别。

(1)射频识别(RFID)技术的构成

射频识别(RFID)系统主要包括三个部分,分别是标签、读写器和后台数据处理系统。

标签是由耦合元件及芯片组成,是射频识别(RFID)系统中存储可识别信息的电子装置,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。

读写器由软件部分和硬件部分组成,主要负责数据信息的写入与读取。

后台数据处理系统主要涉及数据库、网络和各种应用软件,实现数据库系统和标签之间的信息交换,采用相关应用软件对信息进行加工处理,为系统服务提供支持。

(2)射频识别(RFID)技术的优势和特点

射频识别(RFID)标签抗污损能力强

射频识别(RFID)标签安全性高

射频识别(RFID)容量大

射频识别(RFID)可远距离同时识别多个标签

射频识别(RFID)是物联网的基石

2、无线传感技术

无线传感网是由大量固定传感器节点以无线通信方式形成的一个自组织网络。它综合了微电子、无线通信和嵌入式计算等先进技术,可以实现信息的感知、采集、传输与总汇,对覆盖范围内的物理或环境状况进行检测与控制,并为智能化信息处理提供信息来源。集成化微型化传感器,能够嵌入到任何物体中,并协作对其进行实时监测,然后将采集到的信息无线上传,从而实现泛在传感。

3、中间件技术

中间件技术是处于技术设备层与业务应用层之间的一种软件,它是连接信息感知与采集设备和业务应用程序的桥梁,其对相关技术的封装使得程序设计人员可以避开不熟悉的问题,为程序的开发提供了有利条件。

4、数据的挖掘与融合技术(云计算技术)

物联网的应用服务建立在现实的数据采集之上,这些数据涉及环境、状态、属性等诸多方面,由此产生的数据量将比互联网的数据量提升几个数量级,因此,物联网应用的实现离不开强大的信息技术的支持。云计算等分布式计算技术为物联网提供了新的高效率计算模式,可以从海量的数据中及时挖掘出隐藏、有效的信息,同时还可以解决各种异构网络或多个系统之间数据的融合问题,具有相对可靠的数据中心,能够轻松实现不同设备间的数据与应用共享。其超大规模、虚拟化、多用户、高可靠性和高扩展性等特点为物联网的智能化应用提供了信息技术支持。

二、物流中的物联网技术

从技术架构上来看,物联网可分为三层:感知层、网络层和应用层。

(一)感知层及物流行业中常用的物联网感知技术

感知层由各种传感器以及传感器网关构成,包括二氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器、二维码标签、RFID 标签和读写器、摄像头、GPS等感知终端。感知层的作用相当于人的眼耳鼻喉和皮肤等神经末梢,它是物联网识别物体、采集信息的来源,其主要功能是识别物体,采集信息。

物流行业中常用的物联网感知技术:

对“物”进行识别、追溯的射频识别(RFID)技术、条码自动识别技术;对“物”进行分类、拣选、技术的射频识别(RFID)技术、激光技术、红外技术、条码技术;对“物”进行定位、追踪的GPS卫星定位技术、GIS地理信息系统技术、射频识别(RFID)技术、车载视频技术等;对“物”进行监控的视频识别技术、射频识别(RFID)技术、GPS技术等。综合看来,在物流行业中目前最常用的物联网感知技术主要有射频识别(RFID)技术、GPS技术、传感器技术、视频识别与监控技术、激光技术、红外技术等。

(二)网络层及物流行业中常用的物联网网络技术

网络层由各种私有网络、互联网、有线和无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成,相当于人的神经中枢和大脑,负责传递和处理感知层获取的信息。

物流行业常用的物联网通信与网络技术:

在区域范围内的物流管理与运作的信息系统,常采用企业内部局域网直接相关联的网络技术,并留有与互联网、无线网扩展的接口,在不方便布线的地方,常采用无线局域网技术。

在大范围物流运输的管理与调度信息系统,常采用互联网技术。GPS技术、GIS地理信息系统技术相结合,组建货运车联网,实现物流运输、车辆配货与调度管理的智能化、可视化与自动化。

以仓储为核心的物流信息系统,常采用现场总线技术、无线局域网技术、局域网技术等网络技术。

在网络通信方面,常采用无线移动通信技术、3G技术、M2M技术、直接连接网络通信技术等。

综合分析,物流行业为了使移动或存储中形态各异“物”能够联网,最常采用的网络技术是局域网技术、无线局域网技术、互联网技术、现场总线技术和无线通信技术。

(三)应用层及物流行业中常用的物联网智能技术

应用层是物联网和用户(包括人、组织和其他系统)的接口,它与行业需求结合,实现物联网的智能应用。

物流行业物联网常用的智能技术:

在企业厂区的生产物流物联网系统,常采用的智能技术主要有ERP技术、自动控制技术、专家系统技术等;在大范围的社会物流运输系统,常采用的智能技术是数据挖掘技术、智能调度技术、优化运筹技术等;以仓储为核心的智能物流中心,常采用的智能技术有自动化控制技术、智能机器人技术、智能信息管理系统技术、移动计算机技术、数据挖掘技术等。

综合看来,物流行业物联网常用的智能技术有智能计算技术、云计算技术、移动计算技术、ERP技术、数据挖掘技术和专家系统技术等。

三、物联网在物流中的实际应用分析

1、物联网在物流运输、仓储过程中的应用

(1)物联网在运输中的应用

运输是结合物联网技术,根据地理位置信息和企业的实际状况,给企业提供优化的物流运输路线信息。物联网的应用实现了对货物的安全监控,有效的降低货物丢失率;对运输工具进行动态合理调度,提高设备利用率;对货物进行识别,快速、准确的实现货物信息采集,从而提高货物运输效率。

(2)物联网在仓储中的应用

温度、湿度传感器等物联网相关技术的应用使得对货物的实时监控成为了可能,有效地降低货物损失;通过读写器自动识别各地货源的电子标签,按照计划指定的库位自动分拣进行存储,提高了货物出入库速度和盘点速度;货物的动态监控,有效地解决仓储货物丢失问题;库存盘点时,对已损坏、变质的货物进行相关处理工作,并修改存储货物的信息,使库存信息保持准确性。

2、物联网在特殊物流行业中的实际应用分析

(1)物联网在冷链物流中的应用

冷链物流(Cold Chain Logistics) 泛指冷藏冷冻类食品在生产、贮藏运输、销售,到消费前的各个环节中始终处于规定的低温环境下,以保证食品质量,减少食品损耗的一项系统工程。 在冷链物流中利用物联网的技术,给企业带来了很多的好处,不仅保证了产品的安全和质量,提高了顾客的满意度,还能够为产品的召回提供便利,能够对冷链上相关的责任进行划分,提高效率,降低生产成本。同时,政府部门对冷链上的产品监测更加透明,也提高了政府的工作效率。

(2)物联网在危险品物流中的应用

危险品一般都是工业原料或产品,由于其特殊的物理、化学性能,它容易在生产、储运、运输中引起燃烧、爆炸、中毒等灾害事故。因此,合理选择危险品运量、路径等问题成为关注的焦点。而射频识别(RFID)技术为危险品物流过程的跟踪、监控、管理等提供了技术支撑和为事故发生后的应急处理提供了技术上的保障。

(3)物联网在集装箱运输管理中的应用

集装箱运输是指以集装箱这种大型容器为载体,将货物集合组装成集装单元,以便在现代流通领域内运用大型装卸机械和大型载运车辆进行装卸、搬运作业和完成运输任务,从而更好地实现货物“门到门”运输的一种新型、高效率和高效益的运输方式。应用物联网中的射频识别(RFID)等技术来构建一个集装箱管理系统,能够对集装箱运输的物流和信息流进行实时跟踪,从而消除集装箱在运输过程中可能产生的错箱、漏箱事故,加快通关速度,提高运输安全性和可靠性,从而全面提升集装箱运输的服务水平。