基于物联网技术的仓储物流管理系统应用研究

冯希

[摘 要]伴随计算机技术、信息化技术和互联网技术的不断发展，实现了多种现代信息技术融合集成的新型物联网技术。该复合型技术通过整合射频RFID技术、传感器技术和激光扫描技术，极大提升了物流仓储对货物管理的信息化程度。本文将现代物联网技术与传感器网络技术进行有机的结合运用，分析了智能化物流仓储管理信息系统，满足了新经济时代现代物流仓储对信息化技术的需求，并对物联网技术的应用前景进行了阐述。

[关键词]物联网技术;物流仓储;无线射频识别;WSN;EPC

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2015.11.024

物流行业作为商品流通的重要环节，控制着原料、成品和信息的流转，伴随着信息技术与社会经济发展的步伐，尤其是物联网概念的兴起，现代物流体系与秩序正发生着深刻变革。仓储作为现代物流体系的重要构成部分，历来是厂商、库管所关注和研究的重点，在物流环节中起着至关重要的作用。物流仓储管理中伴随订货、入库、管理和出库的事件而产生大量伴生信息，数据操作次数多、数据规模大和信息内容多样。

因此，伴随着新兴物联网技术的发展，研究如何更加高效地对仓储货物进行管理和调配管理、压缩出入库流程，提高人、财、物的使用效率，对于提高企业和物流商家自身竞争力具有关键意义。

1 物联网技术的发展状况

“物联网”概念的首次提出是在1999年美国召开的移动计算与网络国际会议，当时的定义为“基于互联网、无线射频识别（RFID）技术、产品电子代码（EPC）标准，构建的实现全球物品相关信息实时共享的互联网”，即简称为“物联网”，后来随数字通信时代的到来、新技术的加入，丰富和发展了物联网的概念。

国内对“物联网”技术的发展也高度关注，2009年温家宝总理考察无锡市高新微纳工程中心时，提议在无锡市建立传感网络中心，大力发展物联网，此后关于物联网发展的一些积极举措与相关政策纷纷出台，加速了我国物联网技术和新一代宽带移动通信网络的发展，逐步形成RFID、M2M、传感网等三种形式的物联网模式，初步实现了物品与互联网信息交互通信、定位跟踪、智能识别监管的网络构架。

2 物联网仓储物流系统的架构与关键技术

目前物联网技术已在物流仓储、智能楼宇、城市部件维护、城市自来水管网与智能电表等居民基础设施和医疗信息管理等相关领域得到了实际应用。但考虑到物联网技术尚未形成统一标准的行业规范、研究和应用均处于初级阶段的基本情况，应首先明确当前物联网体系的构架情况。

物联网技术的网络构架体系基本分为三个层级，即物联网感知层、物联网网络层和物联网应用层。物联网感知层主要由传感器信息采集设备、数据至网关间传感器网络与其他智能终端构成，具体来说包含M2M终端、RFID无线射频读写器、传感器与网关、摄像头等部件，其中RFID技术因为技术成本较低、手持终端简单，从而大大提升了货物分拣与选择效率，成为目前国内仓储管理行业应用较多的感知技术，年均增长率在18%以上，同时传感器终端有时根据货物种类的差异，常常会采用不同的类型，譬如农产品冷库又经常会用到温度、适度传感器;物联网网络层是依托现有互联网络与通信网络，结合物联网信息管理控制中心，完成货物商品的信息查询、发送、存储与更新管理职能，其中心特征就是网络化和智能化;物联网应用层主要是根据信息控制中心的监管数据，通过具体的终端或传感设备，完成交通、环境、医疗信息的共享使用，目前物联网应用层面开发的广度和力度仍不够深入，基本停留在商品货物自动识别、感知与定的层面，在深层次数据挖掘、网络信息融合、专家决策系统与智能调度方面的具体应用，还处于较为浅显的阶段。

当前国内物联网技术的实际应用多是基于无线射频识别技术RFID相关的EPC物联网络，数据传输多采用无线通信模式，现代物流仓储系统可通过对WSN无线感知网络与EPC技术进行融合，优系统的数据流与系统架构。

WSN（Wireless Sensor Network），即无线感知网络，通过布设安装在待监测区内的多源传感设备节点，以无线通信的方式组成一个数据采集、感知、监管的信息网络。智能仓储系统设计时可通过无线感知网络WSN与EPC进行技术融合，利用WSN网络进行物联网中EPC数据的传输，完成节点信息的无线通信，提高WSN数据传输稳定性的同时，还降低了EPC数据传输的运营成本。

RFID（Radio Frequency Identification）技术，即无线射频识别，采用无线射频电磁波信号来识别特定受众目标（EPC数字标识）并完成相关数据的读写工作，无须系统与目标间的机械或光学触碰，进而达到信息识别的功能;EPC（Electronic Product Code）数字标识，即产品电子代码，建立在全球统一标识系统条形编码的基础之上，可对物流产品供应链的对象（货物、货架、货盘与位置等）存储在RFID标签上，读取时即可完成动态数据连接，然后通过EPC这把数字钥匙获取相关信息;EPC中间部件，用户可根据特定的应用需求来开发定制、集成EPC部件，而其中最核心的部件便是EPCGlobal公司提出的应用层事件ALE（Application Layer Events），有效收集、传送EPC数据，ALE事件有助于RFID终端使用者自由选择所关注和希望接收到的RFID信息数据，避免数据冗余的发生，EPC服务主要完成中间部件信息存储与信息的秘钥查询，实现物联网之间的信息共享交流。

物流仓储伴随着生产的发展而进步，所经历的发展阶段大致为人工机械联动、自动化和智能化仓储。其中，智能化仓储是在自动化仓储的基础上，通过与其他相关信息决策系统整合集成而组建，目前仍处于初级发展阶段。通过EPC与WSN节点融合，推进物聯网技术的更新发展，既可以传输阅读器扫描的货品EPC电子标签身份认证信息，又可以传送传感器所监测到的仓储环境实时动态变化信息数据，系统结构设计为网状树形自组织结构，从而较少单一组织节点损坏或故障对整个传输网络的影响，实现仓储物流系统的多源感知、动态监控、实施调度与大数据统计分析功能。

3 基于物联网技术的仓储物流系统

物联网技术是自能化仓储物流的技术支撑，通过互联网将不同的物体进行信息联通共享，使仓储的货物可被远程感知与操控，构建现代智能物流仓储配送方案。现代物流的发展，对现代化智能物流仓储提出了新的要求，诸如不单单要能完成出入库、移动调拨、货物盘点、退换货与基本报表功能，还要适应时代技术需要，满足仓储环境湿度、温度，甚至光线、火灾等多源传感器的监测需求。

基于物联网技术的物流仓储系统主要分为硬件平台和软件平台两部分。硬件平台主要为支撑和维护智能仓储管理系统的多种硬件设备、传感器与工具等，是仓储系统的基础;软件平台主要为仓储管理信息系统，主要根据现代物流仓储的业务数据流要求，对数据、资源、事件、货品与人员等调度与指挥，维持人、财、物的高效有序运转，并使整个仓储货物间与互联网间相实现网络对接，将货品基本信息发布传送至物联网中，进行在线操作与查询。

智能仓储物流系统之中货物的基本处理流程为：

（1）货品入库。利用RFID射频技术完成待入库货品的EPC电子标签身份认证，读取货品的基本信息，同时以WSN节点将货物信息上传至数据库管理中心实现货品入库登记、分析适宜的货架仓位、优化配置传送线路，最后向移动机械（例如移动叉车）发布货品传送指令，通过传感器对货物定位跟踪，跟踪信息也采用WSN进行数据传输，直至货品入库放置于预订的适宜仓位。

（2）货品出库、库存盘点、移动调拨。通过管理系统平台，对库存货品实现内部操控处理，涉及对象指引到位监督、物品识别与数量自检、移动调配退货与报废信息上传等功能基本指令，这些指令与数据的传输，均依赖WSN节点完成数据信息的交流传输，实现调运机械硬件与仓储管理软件的物联结合，通过实时数据回传，判定货品的处理状态。

目前国内已有不少企业建立了物联网仓储物流系统，尽管处于初级的阶段，但还是取得了一定的经济效应。例如济宁金乡建立的“物联网大蒜冷库管理系统”，通过传感器对冷库内的湿度、温度、CO2等指标完成在线监测、无线传输，主控中心与设定的指标参数进行对比，自动发布冷库的加温、除湿、通风等指令，完成系统的自动运行;嘉兴电业局通过物联网技术，实现大小型燃料库房间的远程信息交互，堆垛机自动存取货物等功能，实现了燃料库间的物质资料智能调配。

4 物联网技术应用于仓储物流的展望

本文通过阐述物联网技术的发展状况，介绍物联网设计的EPC、WSN等数据传输与感知的关键技术，介绍了基于物联网技术的仓储物流系统的基本构架与运作模式，并根据社会中已存在的物联网仓储物流管理系统案例，分析了物联网技术普及应用的现实意义与所取得的经济效益。

伴随着无线感知技术、数字移动通信技术和自動化技术的日益成熟，物流仓储系统的智能终端设备不断更新发展，为构建“智慧物流”提供了软硬件条件，物联网技术的应用前景十分广阔。但同时也要清晰的认识到当前的物联网技术应用仍处于较为低端的阶段，数据的采集传输、系统的网络构架、信息的加密安全等方面还不甚成熟，离现代“智慧物流”、“智能仓储”的要求还差距很大，在以上方面还存在探索研究的空间。

参考文献：

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