浅谈物联网定位技术在现代物流行业中的应用

□ 王 磊，姚志成，胡 慧

(中海油能源物流有限公司,天津 300450)

1 定位技术在物流行业的应用场景

“室外定位”和“室内定位”虽然各有特点，但从宏观上看它们都是定位技术在不同应用场景下的延伸，是互为补充的关系，这种情况在物流行业尤甚，具体来说：室内定位通常出现在仓储环节，而室外定位则通常出现在运输环节，定位技术贯穿于物流行业的全产业链。

1.1 室外定位技术的发展现状

室外定位主要以GPS定位、基站定位以及新兴的NB-IOT定位技术为代表。

其中GPS定位，从系统架构上讲分为：空间部分、地面控制部分和用户设备部分[1]，需要投入费用的主要是用户设备，成本可控、精度较高；而基站定位，则分为三个主要流派：①以COO为代表的单基站定位；②以AoA为代表的双基站定位；③以ToA/TDoA为代表的三基站定位，其定位精度较低；NB-IOT定位则孕育于物联网技术，与基站定位相比，它同样使用了ToA/TDoA技术，但是定位精度却优于基站定位，并且NB-IOT可以依托蜂窝网络构建，可以直接部署于现有的2G、3G、4G网络。

1.2 室内定位技术的发展现状

室内定位技术的种类繁多，与室外定位技术相比可谓百花齐放。

但总的来说，这些技术中适合物流行业的其实并不多，从技术特点上分析，RFID和UWB较容易在仓储环节发挥作用，首先，RFID标签的成本低、体积小，可批量粘贴于物资上，并且RFID技术有良好的信息扩展性，便于与物联网对接；其次，UWB虽然成本高，但是它的精度几乎是目前所有室内方案中最高的，考虑其高成本、高精度的特点，可以少量应用于库房内运输设备的定位。而WLAN和蓝牙，考虑到它们的定位精度低、抗干扰能力差，不适宜在库房中使用。

2 定位技术在物流行业的应用探索

2.1 在仓储环节的应用

2.1.1 物料信息存储

作为仓储管理信息化的基础，物料信息编码化势在必行，在使用中RFID标签可作为信息存储的载体，且对比条形码和二维码，RFID可存储的信息更多。

目标效果：与企业的物资管理系统相联动，先制定一个物资分类规则，分析出各个类别物资的关键属性，再将物资名称和关键属性汇总成物料描述，并赋予物料编码。最后，将这些信息存储于RFID标签中，并为相应的物资贴上RFID标签。

2.1.2 出入库情况统计

由于统计出入库情况需要把控大量的物资，所以，从成本和可行性的角度考虑宜使用RFID定位。

目标效果：为货物张贴RFID标签，将RFID阅读器分别部署在货架入口、叉车和库房入口，以出库为例：货物离开货架触发货架入口的阅读器，管理系统中对应的运输状态变更为“离柜”；而后在叉车运输环节，再次触发叉车上的阅读器，系统中物资状态变更为“场内运输”；货物一旦离开库房随即触发库房入口的阅读器，货物在系统中的状态变更为“出库”，流程结束。

2.1.3 物资状态更新

目前，大部分库房物资的信息记录/录入主要依赖于人工，这种方式既浪费人力，准确率又不高。有了RFID技术，库管员就可以随时对RFID标签写入物资状态信息。

目标效果：可在物资管理系统中设置表示物资状态的属性，利用不同的数字或字母分别表示物资是否损坏、是否为回收再利用物资以及物资批次等信息，库管员可通过日常查库，把发现的问题以代码的形式写入RFID标签。

2.1.4 智能货架

货架是仓储管理的“细胞单位”，作为一个物流企业，若想把握住物联网行业的发展脉搏，就一定要在智能货架领域有所作为。为此，可利用RFID作为信息载体、NB-IOT作为信息媒介，与企业的物资管理系统整合，组建一个管理货架的智能网络。

目标效果：将电子显示器、NB-IOT终端、RFID阅读器以及各种传感器整合，开发出一种安装在货架上的智能终端，使其能够将物资的基本信息、周围的环境信息(如：温度、湿度、烟雾等)通过NB-IOT网络传送到物资管理系统，以便系统对物资进行快速查找、批次管理、库龄分析、先入先出管理以及灾害报警等操作。

2.1.5 自动分拣

在物流行业，“自动化”是一个火热的概念，诸如京东物流昆山无人分拣中心这样新事物的出现，给相关企业指明了发展方向。如果能将“自动化”应用于分拣环节，就能大大地提高工作效率、节省人力，而RFID刚好能在这个领域发挥作用。

目标效果：将技术成熟的流水线输送装置与RFID阅读器相结合，在入库或发货时，将带有RFID标签的物资放到输送装置的传送带上，当物资经过流水线上特定节点，RFID标签中所包含的信息(种类、发货地点等)将会被阅读器读取，根据相关信息物资将会被输送装置的机械结构分拣到指定的货堆。

2.1.6 厂内机械设备定位

对于一些场内机械设备(如：叉车、理货机器人等)，我们需要准确地掌控它们的位置与运动轨迹，因此，可以考虑使用精度更高的UWB定位技术。

目标效果：在叉车和理货机器人上贴上UWB定位标签，并在库房中适量地部署UWB基站，系统层面上，在控制系统中录入库房中的货架坐标。当需要移动某个特定货架或某项特定物资时，就可命令机器人按照定位系统中规划好的路线来完成任务；对于叉车可以与RFID技术结合，在移动特定物资时，先根据UWB定位规划好的路线移动到特定的货架，再利用RFID射频信号确定物资在货架的具体位置，最终实现厂内机械设备的无人化、智能化管理。

2.2 运输环节的定位设计

2.2.1 GPS与NB-IOT补充定位

运输环节的定位属于室外定位领域，一般情况下，为了满足精度需求大家都使用GPS定位，但是由于卫星发射的信号传到地表后强度衰减较大且缺乏中继，所以，GPS定位比较容易受遮蔽物和天气的影响，具体表现为车辆经过隧道、洞窟等场景的丢失定位，阴天或云层较密时的搜寻困难，而NB-IOT拥有可以利用蜂窝网络部署的特点，换句话说有基站就可以使用NB-IOT定位，并且基于OTDOA技术的NB-IOT定位比传统通讯基站定位精度更高，所以，NB-IOT定位可作为在上述场景下的补充定位手段。

并且，NB-IOT除了作为定位手段以外，还可以作为通讯手段加以利用。在运输定位的实施环节中，我们可以开发一种将GPS和NB-IOT技术融合的定位终端，在实现定位的同时，允许司机反馈路况、天气、突发状况等信息，以便配送跟踪系统做出应急处理。

2.2.2 配送跟踪系统的搭建

解决了技术层面的问题，我们还需要搭建一个跟踪系统来输出我们的定位结果。

配送跟踪系统的工作流程可划分为四个阶段。第一阶段，处理客户委托信息，将委托信息处理为订单和路单；第二阶段，货运方将订单号和运单号绑定，并完善运单信息；第三阶段，配送过程中的实时定位，司机通过定位终端上传车辆的经纬度信息至GPS系统，配送跟踪系统再从GPS系统中获取定位数据；第四阶段，经过处理输出实时的运输轨迹和配送状态。

2.2.3 配送跟踪系统的功能设计

2.2.3.1 用户APP的开发

目标效果：在实现下单功能的同时，也要实现扫码查询订单/运单号、运输轨迹以及配送状态的功能。

2.2.3.2 内部系统“信息壁垒”的打破

目标效果：打破委托收集系统、物资集采系统、运输管理系统与配送跟踪系统之间信息相互独立的局面，由委托收集系统将委托信息分发到物资集采系统和运输管理系统，再由两系统分别形成订单信息和路单信息汇总至配送跟踪系统，最后由配送跟踪系统输出相关信息至客户、运输方以及司机。

2.2.3.3 货运方的客户端设计

目标效果：配送跟踪系统将用户委托信息转化为二维码，货运方扫描二维码，进入配送跟踪系统的录入界面，将订单和运单号绑定并录入运单信息(包括始发地、目的地、车辆信息、司机电话等)。

2.2.3.4 配送跟踪的实施

目标效果：司机通过客户端确认配送跟踪系统的派单后，定位终端自动将实时定位信息上传到服务器，并且提醒司机在货物运送的关键节点通过终端及时更新运送状态(比如：已接单、运输中、到达XX中转站、已送达等)。

3 结语

定位技术的引入有助于提高物流企业的管理效率，依托于较为成熟的解决方案，定位技术的部署将具有低投入、高回报的特点，这有利于物流企业提升服务水平、节约人力成本、优化资源配置，进而实现降本增效、提升市场竞争力的目标。并且从发展的眼光来看，定位技术也是物流企业信息化转型的“地基”。