无线通信技术在物流领域的应用及发展前景

文/孟龙 周明

1.引言

中共十九大及2018年两会期间，习近平主席和李克强总理都提出关于加强我国物流业发展及运用新技术、新业务、新模式等大力改造提升传统制造业的思想[1]。物流业作为国民经济的重要组成部分和社会发展的经济动脉，成为衡量国家发展水平和综合竞争力的重要标准之一。随着现代信息技术的迅速发展和经济一体化的加强，物流业的发展呈现集约化与协同化、物流服务优质化等特点。现阶段，我国大多数物流企业的信息化建设仍然停留在传统模式，尚未建立完善的物流信息交换平台，造成物流企业之间、物流企业与客户之间的信息是孤立的，难以实现快速的数据交换和共享[2]。一条成熟完整的供应链将生产商、经销商和客户等环节巧妙地连接起来，随着社会需求的不断增加，只有更灵活的供应链才能满足社会需求[3]。因此，物流企业通过应用通信技术，实现对物流信息及时、准确地传输和交换，使得整条供应链更加灵活、透明，提高物流企业的工作效率和管理水平。

通信技术是在科技发展和社会进步的基础上逐步发展起来的。现代移动通讯以1986年第一代通信技术的发明为标志，经过几十年的爆发式发展，极大地改变了人们的生产和生活方式。无线通信技术利用电磁波信号可以在空间中自由传播的特性进行信息交换和数据传输，在应用过程中具有低成本、低功耗、接入灵活、无缝融合等优势。在社会信息化浪潮的推动下，无线通信技术也逐渐应用到物流领域中，实现了物流管理的智能化、规范化、网络化，极大地提高了现代物流企业的管理水平和服务质量[4]。随着WiFi技术、WiMax技术、Zigbee技术、RFID技术、FNC技术、4G技术等无线通信技术的在物流领域的应用，将物流的运输、储存、流通加工、配送等环节紧密联系起来，增强了信息流通的及时性和准确性，加快了我国物流产业的发展。

表1 无线通信技术的综合对比分析表

2.无线通信技术在物流领域的应用分析

2.1 WiFi技术

WiFi技术是目前应用最为广泛的一种短距离无线通信技术，其工作频段为2.4GHz，数据传输速度能够达到54Mbps。WiFi技术具有覆盖范围广、传输速度快、无需布线等特点，但在应用过程中也存在安全性低、容易受到频率干扰等问题。WiFi技术的工作方式是将有线网络信号转换成无线网络信号，为用户提供网络支持，实现作业环境中的传感器、智能手机、笔记本电脑等具有无线网卡设备的接入和通信，为工厂生产控制和办公室办公通信提供了极大的便捷。

2.2 WiMax技术

WiMax技术是一种面向城域网的宽带无线接入技术，其无线信号传输距离最远可达50公里。WiMax技术具有传输距离更远、宽带接入速度更快、最后一公里网络接入服务更优良和多媒体通信服务更广泛等优势。在海运过程中，船舶在海上航行时很难实现数据的可靠传输，而WiMax技术能够提供高速的数据传输并且传输范围广，有效地解决了船舶在海运过程中数据传输问题，为船舶的海上航行保驾护航。但WiMax技术无法实现高速移动状态下网络的无缝切换，因此，WiMax技术还需不断发展才能应用到更广泛的领域。

2.3 RFID技术

RFID技术是20世纪90年代兴起的一种自动识别技术，具有适应力强、抗干扰能力强、操作快捷方便等特点。RFID技术的工作方式是利用射频标签或者射频读写器之间产生的射频信号对现有目标进行自动辨别。RFID技术主要由应答器、阅读器、应用软件系统组成，一般都使用RFID标签作为应答器，每个RFID标签都有唯一的电子编码，电子编码包含货物的生产日期、数量和产地等信息；阅读器主要是用来读取商品表面粘贴的RFID标签信息；应用软件系统是将阅读器读取出来的数据进行收集和整理，方便工作人员处理。例如将RFID技术应用到货物分拣过程中，工作人员根据RFID标签实时追踪货物的位置，简化了员工的工作流程，提高了物流企业的运作效率。目前，RFID技术仍存在成本较高、频率标准不兼容、环境污染等问题。

2.4 NFC技术

NFC技术是一种短距离的高频无线通信技术，电子设备之间无需接触就可以直接实现数据的传输和交换。NFC技术具有以下优势：能够对信号的衰减进行较好地利用并且速率高、消耗低；能够进行隐秘通信，有效提高信息的安全性；能够进行双向连接和辨别，确保数据的顺利传输。但在应用过程中也存在标准不统一等问题。目前，FNC技术主要应用于门禁、巡更、考勤、缴费等领域，极大地改变了人们的生活和生产方式。

2.5 Zigbee技术

Zigbee技术是一种低功耗、低成本的短距离无线通信技术。Zigbee技术是基于标准使用频段的网络，实现不同电子设备之间数据的采集和监控，同时也可以中转其他网络节点的数据，具有组网简单、功耗低、价格便宜、配置灵活等优点，但也存在着数据传输不稳定、开发成本高、通信距离短、穿透性差等缺点。在物流领域应用Zigbee技术可以有效地提高仓库运作效率。

2.64G技术

4G技术由多种无线网络技术组合而成，实现了WLAN和3G网络的融合，为广大用户提供了干扰低、速度快的通信环境[5]。4G技术能够以100Mbps以上的速度下载，并且能够实现数据、视频、图像等的快速传输，几乎能够满足所有用户对于无线服务的要求。4G技术的优势主要包括：通信速度快、网络频谱宽、通信灵活、智能性能高、费用低和不同系统的无缝连接等。4G技术的应用使得物流信息实现更快传输，业务流程更加高效。

3.无线通信技术的综合对比分析

从无线通信技术的综合对比分析表中可以看出，WiMax技术的传输距离最远，其传输距离最大可达50km。Zigbee技术相对于其他无线通信技术应用成本最低，但通信质量相对不稳定。安全性问题是各种无线通信技术普遍存在的问题。WiFi技术由于应用方便、快捷，在物流领域的应用最为广泛。WiMax技术在通信协议和通信标准上仍存在问题，在物流领域还没有大范围应用。RFID技术和NFC技术的传输距离都较短，RFID技术采用的是单向信息传递识别技术，而NFC技术采用的是双向信息传递识别技术，能够更好地完成信息的传输[6]。Zigbee技术正处于发展阶段，相比于WiFi技术有着功耗小、成本低等优势，更符合物流环境要求。现阶段，4G通信在国内已经实现了覆盖，极大地方便了人们的生产和生活。因此，在物流的作业过程中可以根据具体物流环境要求选择合适的无线通信技术，也可以考虑多种无线通信技术综合运用。

4.无线通信技术在物流领域的应用前景分析

4.1 WiFi技术在物流领域应用安全性提高

目前，WiFi技术是物流领域应用最广泛的无线通信技术。但WiFi技术在应用过程中也存在用户信息、物流信息泄露的现象，给企业和客户带来巨大的损失。因此，针对WiFi技术安全性问题可以采取以下措施：（1）WiFi技术在发展过程中优化自身协议，增加通信技术自身的安全性；（2）物流企业在应用WiFi技术过程中也可以采取安全性措施：采用无线加密协议对无线网络信息进行加密；对WiFi覆盖区域的用户登录过程进行严格监控和评估，如果出现可疑人员申请加入网络，要迅速做出判断并且对申请者的身份进行确认，对没有授权的接入点进行清除[7]；对覆盖区域的站点进行定期检查，加强对站点的监控。

4.2 RFID技术在物流领域的应用成本降低

无线通信技术的应用需要专业电子仪器的支持，同时也需要专业人员对通信设备进行操作和日常维护。因此，无线通信技术在给企业带来便利的同时，也会增加企业的运作成本。RFID技术在使用过程中，需要定期对系统进行升级维护，定期淘汰损坏的标签等，其产生的费用也是不容小觑的[8]。近年来，RFID技术的成本一直在下降，但很多中小型企业仍然无法承受。RFID技术的硬件部分主要包括天线、芯片等，因此可以使用价格较低但功能相同的芯片来降低RFID硬件成本；同时根据具体应用环境选择合适的RFID标签，通过RFID技术的个性化应用降低成本；在设计过程中，优化RFID标签的封装材料，提高RFID标签的循环使用次数。随着RFID技术成本的降低，RFID技术将应用到货物的入库、出库、清点等环节，推动物流行业朝着智能化、网络化、信息化的方向发展。

4.3 Zigbee技术在物流领域的需求更广泛

随着科学技术的迅速发展，物联网技术逐渐成为我们生活的一部分，同时Zigbee技术的应用将极大地推动物与物之间用网络相连目标的实现。现阶段，Zigbee技术正在不断与IPV6结合，将更好地提升低功耗、低成本的优势[9]。在物流仓库中往往需要布置大量的传感器设备对仓储环境进行实时监测和控制。而Zigbee技术的应用成本较低，有效地降低了物流企业的仓储成本，并且在应用过程中具有功耗低的特点，提高了仓储环境中各种传感器设备的续航能力。随着科学技术的不断发展，Zigbee技术将更适合物流领域各种传感器设备的数据传输，实现对仓储的实时监测，提高物流企业的运作效率。

4.45G技术将在物流领域广泛应用

随着社会需求的不断增加，4G技术已经不能满足各领域日益增长的业务需求，逐渐向5G技术过渡。5G技术作为第五代移动通信网络，其峰值理论传输速度可达每秒数10Gb，比4G网络的传输速度快数百倍。5G技术具有高带宽、低延时、多连接、低能耗的设计特点非常符合物联网业务的发展特性，势必将进一步推动物联网的高速发展，各种智能化产业都将得到广泛地应用[10]。在5G时代，工作人员通过电脑就可以实现对仓库的远程操控以及对在途货物的实时跟踪，使得工作流程更加灵活、简洁。

5.结论

近年来，我国物流业在政策、技术环境等方面正逐渐完善，物流业的发展前景良好。随着WiFi技术、WiMax技术、RFID技术、NFC技术、Zigbee技术、4G技术等无线通信技术在物流领域的应用，加快了我国物流产业信息化建设的步伐，但无线通信技术在应用过程中仍存在安全性低等问题。Zigbee技术由于功耗低的特性将广泛地应用于作业环境中各种传感器的数据传输；RFID技术将逐步代替条形码技术应用到更广阔的领域。无线通信技术由于应用成本高、企业管理模式落后等问题还没有广泛地应用到中、小型物流企业。

因此，无线通信技术在自身创新发展的过程中，也要结合我国国情和我国物流业的现状，降低应用成本，实现在物流企业的个性化应用。物流技术的落后和专业型人才的缺失仍是制约我国物流业发展的重要因素，国家和物流企业仍需加大技术创新力度以及专业型人才的培养，推动物流产业的发展。