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第1篇

物聯網在中國物流行業應用的發展歷程

物聯網的發展是一個從信息自動提取、信息整合、物品局域聯網、局部系統的智能服務與管控等向全網融合的逐步深化的過程。在中國，物流行業物聯網技術的應用經歷了三個階段。

(一)啟蒙階段(2003～2004年)

在啟蒙階段，物流行業物聯網的應用是從兩個獨立的技術路線開始探索的，一是基于RFID／EPC的技術路線，二是基于GPS／GlS的技術路線。

1999年，國際上在RFID／EPC的基礎上提出了物聯網概念，2003年1 1月，EPC global成立，同年，基于RFID／EPC的物聯網概念引入中國，在中國成立了EPC global的分支機構。2004年4月，中國舉辦了第一屆EPC與物聯網高層論壇，10月，舉辦了第二屆EPC與物聯網高層論壇。同年，關于物聯網的圖書首次在中國出版。在這一時期，中國物流領域掀起了第一輪物聯網概念炒作與應用的小，組織了一系列關于RFID／EPC的會議，一些關于RFID技術與應用的雜志與網站開始創辦，人們對RFID技術在物流行業應用也寄予厚望。在物流領域，基于RFID技術的解決方案、應用案例不斷涌現，智慧化的物流系統開始出現。

GPS／GIS技術與物流可視化管理系統的理念，大約從1999年前后在國內物流領域開始探討和報道，自2001年開始探索GPS在物流貨運監控與聯網管理上的應用，2003年開始出現一些成功的應用案例。這一階段是應用GPS／GIS感知與定位技術結合互聯網技術，對移動中的物流運輸車輛與貨物實現聯網、跟蹤、定位、調度、配貨等智能管理與運作，初步具備了物聯網的特征，但是當時這一技術路線及其應用案例并未納入物聯網理念范疇。

(二)起步發展與探索階段(2005～2009年)

雖然物聯網在物流行業的發展一開始就遇到了很多問題，但是人們并沒有停止物聯網在物流行業應用的探索。如：針對RFID芯片成本問題，一方面通過加快技術創新，不斷降低RFID芯片成本，另一方面，物流行業也結合實際探索RFID技術應用模式，消除成本帶來的影響。

其中最為典型的應用是“中國集裝箱電子標簽系統”在航運“物聯網”項目中的應用。“集裝箱RFID貨運標簽系統”通過RFID無線射頻識別技術與互聯網的有機結合，可為貨主、港口、船公司、海關、商檢等相關單位提供集裝箱實時狀態信息，對提高集裝箱運輸的安全水平和運輸效率具有重要意義。

除了以集裝箱為單元的物聯網應用，很多企業還在探索以更小的物流單元――托盤物流單元為終端節點的物流行業物聯網系統。比如，煙草行業對全行業使用的托盤均要求嵌入RFID標簽，實現煙草物聯網應用。

在GPS／GIS方面，為了實現智能調度、可視化運輸管理，很多企業建立了基于互聯網的物流運輸GPS追蹤系統，從而實現對全公司所有車輛在全國各地移動過程中的感知、定位、追蹤與智能調度管理。社會的物流信息平臺，也借助這一技術，對在途車輛提供在線配貨信息服務，實現回程空車可就近配貨、在線監控與管理，從而實現貨運物聯網應用。

(三)理念提升階段《2009年至今》

2005年11月17日，國際電信聯盟(ITU)借用了原來基于RFID／EPC技術提出的“物聯網”概念，從更廣泛的角度提升了物聯網理念，了《ITU互聯網報告2005：物聯網》，宣布了無所不在的“物聯網”通信時代來臨。得益于ITU在2005年的以物聯網為標題的年度報告，物聯網理念得到了全面提升，形成目前以感知技術、網絡通信技術和智能應用技術為核心的三大物聯網本質特征。

圍繞三大本質特征，目前物聯網感知技術更加豐富，除RFID技術以外，面向所有感知技術開放，凡是能夠起到自動感知的技術體系都可以納入物聯網感知技術體系，目前常用的傳感技術、RFID技術、GPS衛星定位與識別技術、視頻識別或機器視覺技術等都可納入物聯網終端感知技術體系；網絡方面，互聯網、傳感網、局域網、電視網、電信網也在走向融合，可納入物聯網網絡技術體系；智能應用則更加廣泛，打開了智能物流發展創新的空間，一個智慧物流的時代正向我們走來。

物流申的物聯網技術

(一)物聯網概念與主要技術體系

目前物流行業大多數人認可的物聯網定義為：物聯網是“物物相連的互聯網”，即通過各類傳感裝置、RFID技術、視頻識別技術、紅外感應、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，根據需要實現物品互聯互通的網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的智能網絡系統。

物聯網的特征主要體現在三個方面：一是互聯網特征，即對需要聯網的物～定要能夠實現互聯互通的互聯網絡；二是識別與通信特征，即納網的“物”一定要具備自動識別與物物通信(M2M)的功能；三是智能化特征，即網絡系統應該具有自動化、自我反饋與智能控制的特點。

(二)物流中應用的物聯網主要技術

根據物聯網的特征來劃分，物聯網主要有三大技術體系，一是感知技術體系；二是通信與網絡技術體系；三是智能技術體系。下面結合其在物流行業應用情況進行分析。

1、物流業常用的物聯網感知技術

為了對物流中的“物”進行識別、追溯，常采用的是RFID技術、條碼自動識別技術：

為了對物流中的“物”進行分類、揀選、計數，常采用的是RFID技術、激光技術、紅外技術、條碼技術等；

為了對物流中的“物”進行定位、追蹤，常采用的是GPS衛星定位技術、GIS地理信息系統技術、RFID技術，車載視頻技術等；

為了對物流作業中的“物”進行監控，常采用的是視頻識別技術、RFID技術、GPS技術等：

為了對物品，尤其是特殊物品的性能及狀態進行感知與識別，常采用的是傳感器技術、RFID技術與GPS技術等：

綜合來看，在物流行業目前最常用的物聯網感知技術主要有RFID技術、GPS技術、傳感器技術、視頻識別與監控技術、激光技術、紅外技術、藍牙技術等。

2、物流行業常用的物聯網通信與網絡技術

在區域范圍內的物流管理與運作的信息系統，常采用企業內部局域網直接相連的網絡技術，并留有與互聯網、無線網擴展的接口；在不方便布線的地方，常采用無線局域網技術；

在大范圍物流運輸的管理與調度信息系統，常

采用互聯網技術、GPS技術、GIS地理信息系統技術相結合，組建貨運車聯網，實現物流運輸、車輛配貨與調度管理的智能化、可視化與自動化：

在以倉儲為核心的物流中心信息系統，常采用現場總線技術、無線局域網技術、局域網技術等網絡技術；

在網絡通信方面，常采用無線移動通信技術、3G技術、M2M技術、直接連接網絡通信技術等。

綜合分析，物流行業為了使移動或存儲中形態各異“物”能夠聯網，最常采用的網絡技術是局域網技術、無線局域網技術、互聯網技術、現場總線技術和無線通信技術。

3、物流行業物聯網常用的智能技術

在企業廠區的生產物流物聯網系統，常采用的智能技術主要有ERP技術、自動控制技術、專家系統技術等；

在大范圍的社會物流運輸系統，常采用的智能技術是數據挖掘技術、智能調度技術、優化運籌技術等；

在以倉儲為核心的智能物流中心，常采用的智能技術有自動控制技術、智能機器人技術、智能信息管理系統技術、移動計算技術、數據挖掘技術等；

以物流為核心的智能供應鏈綜合系統、物流公共信息平臺等領域，常采用的智能技術有智能計算技術、云計算技術、數據挖掘技術、專家系統技術等智能技術。

綜合來看，物流行業物聯網常用的智能技術有智能計算技術、云計算技術、移動計算技術、ERP技術、數據挖掘技術和專家系統技術等。

物聯網技術在物流業的應用狀況分析

(一)感知技術應用狀況

在中國物流信息化領域，應用最普遍的物聯網感知技術首先是RFID技術。RFID標簽及智能手持RF終端產品有比較廣泛的應用，RFID技術主要用來感知定位、過程追溯、信息采集、物品分類揀選等。

其次是GPS／GIS技術。物流信息系統采用GPS／GIS感知技術，用于對物流運輸與配送環節的車輛或物品進行定位、追蹤、監控與管理；尤其在具有運輸環節的物流信息系統，大部分均采用這一感知技術。

視頻與圖像感知技術居第三位。該技術目前還停留在監控階段，需要人來對圖像分析，不具備自動感知與識別的功能，在物流系統中主要作為其他感知的輔助手段，也常用來對物流系統進行安防監控，用于物流運輸中的安全防盜等，這一系統往往會與RFID、GPS等技術結合應用。

傳感器的感知技術居于第四位。傳感器感知技術及傳感網技術是近兩年才在物流領域得到重視與應用的技術。目前，傳感器感知技術也是與GPS、RFID等技術結合應用，主要用于對危險物流系統、糧食物流系統、冷鏈物流系統的物品狀況及環境進行感知。傳感技術豐富了物聯網系統中的感知技術手段，在食品、冷鏈物流和危險品物流具有廣泛應用前景。

掃描、紅外、激光、藍牙等其他感知技術在物流領域也有少量應用，主要用在自動化物流中心自動輸送分揀系統，用于對物品編碼自動掃描、計數、分揀等方面，激光和紅外也應用于物流系統中智能搬運機器人的導引。(注：上述掃描指自動輸送分揀機上的條碼掃描，不包括手持終端的條碼掃描)。

各類感知技術在物流業應用情況如圖1所示。

根據對相關資料的統計分析，多項感知技術集成應用的情況也較多，如RFID技術與傳感器技術結合、GPS技術與RFID技術結合、車載視頻與GPS技術結合等。

(二)網絡與通信技術應用狀況

現代物流的特點是系統化和網絡化，目前，物流系統全部是網絡化的運作，很少有物流系統是點對點的單線管理與優化。因此，物流信息化的最大趨勢是網絡化與智能化。

在物流系統中，企業內部的生產物流管理系統往往是與企業生產系統的運作與管理相融合，物流系統作為生產系統的一部分，在企業生產管理中起著非常重要的作用。企業內部物流系統的網絡架構，往往都是以企業內部局域網為主體建設的獨立的網絡系統。

在物流公司，面對大范圍的物流作業，由于貨物分布在全國各地，并且貨物在實時移動過程中，因此，物流的網絡化信息管理往往借助于互聯網系統與企業局域網相結合應用，但也有企業全部采用局域網技術。

在物流中心，物流網絡往往基于局域網技術，也采用無線局域網技術，組建物流信息網絡系統。

在數據通信方面，往往是采用無線通信與有線通信相結合，新的物流信息系統還大量采用了3G通信技術等先進的技術手段。

根據對物流信息化案例的不完全統計，采用互聯網技術的占68％，采用局域網技術的占63％，采用無線局域網技術的占24％，有的系統采用多種網絡技術，如圖2所示。

(三)智能管理技術應用狀況

根據對相關資料的統計分析，目前，物流信息系統能夠實現對物流過程智能控制與管理的還不多，物聯網及物流信息化還僅僅停留在對物品自動識別、自動感知、自動定位、過程追溯、在線追蹤、在線調度等一般的應用，專家系統、數據挖掘、網絡融合與信息共享優化、智能調度與線路自動化調整管理等智能管理技術應用還有很大差距。只是在企業物流系統中，部分物流系統可以做到與企業生產管理系統無縫結合，智能運作；部分全智能化和自動化的物流中心的物流信息系統，可以做到全自動化與智能化物流作業。

幾種重要的物聯網技術在物流業的應用領域與前景

(一)RFID技術在物流業的應用領域及前景

RFID是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無需人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體，并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。

1、RFID技術在物流業的應用

在物流領域，RFID電子標簽可以應用于自動倉儲庫存管理、產品物流跟蹤、供應鏈自動管理、產品裝配和生產管理、產品防偽等多個方面。大量使用RFID電子標簽可以提高整個供應鏈和物流作業管理水平。RFID在物流業的重點應用方向包括：貨運集裝箱追蹤與管理；道路貨運車輛的跟蹤與管理；托盤等裝載設備的跟蹤管理；配送中心管理；航空集裝設備、貨物追蹤及行李管理；機場貨運車輛的智能調度與管理。

2、RFID技術的應用前景分析

物聯網的發展給RFID在物流業應用帶來良好的發展機遇。隨著物聯網技術的發展，在物流領域，RFID的應用將會由點到面，逐步拓展到更廣的領域。據中國RFID產業聯盟和計世資訊(CCW Research)預測，物流領域的應用將是中國RFID市場增長最快的領域之一，主要體現如下：

(1)醫療與藥品智能追溯系統進入成長期。醫療領域的RFID市場已基本完成培育期，正在進入成長期，在醫療領域采用RFID可以用生機勃勃來形容，幾乎每一個RFID項目都可以立即得到回報。

(2)食品衛生和動物疾病防疫領域發展迅速。食品衛生和動物疾病防疫等安全問題為RIFD的大規模普及提供了契機，采用RFID標簽，組建智能追溯的食品物聯網體系，可以監控貫穿食品和藥物供應

鏈的實時信息，對動物的原產地和疾病進行追蹤和控制。

(3)智慧物流與供應鏈市場需求可觀，但對技術的要求則比較高。智慧物流供應鏈管理對RFID的市場需求量十分可觀，只是目前還受種種因素的限制。通過識別每一個貨品、貨箱及托盤，RFID標簽為運營商提供了清晰了解分銷鏈的能力，從而識別任何一件貨品，檢查貨品狀態及來源史，并將貨品發送到供銷網絡中的任何地點。

(4)資產與物品倉儲管理的增長將使閉環應用成主流。越來越多的企業開始考慮如何將RFID用于閉環應用。目前的IT資產管理就是一種RFID技術在閉環的應用，通過部署RFID系統來跟蹤資產設備，可以更安全地追蹤到設備的位置及使用者的身份，能避免因設備丟失造成的損失，并能保持敏感數據的安全性。RFID技術還可用于跟蹤生產環境中的工具和用品及工廠內的消耗物品。

(5)與電信技術的融合衍生出了NFC等新領域。電信技術與RFID技術結合可為各行業建立物聯網與信息化最后1公尺的建設提供開放、標準化的基礎，極大地節約社會資源，創造經濟效益。目前一些管理市場化水平比較高、信息化基礎比較完善的行業，將成為RFID通信技術應用的先行行業，比如電子支付、物品管理、物流管理、生產制造、安全控制等領域的應用潛力都比較大。

總之，RFID技術在物流信息化領域應用市場前景廣闊，物聯網技術的發展更為RFID技術在物流業的大規模應用創造了良好的市場環境。

為了抓住RFID市場機遇，筆者建議，企業在物流業RFID技術應用的開發方面瞄準下列六個方向。

(1)針對物流行業應用RFID技術進展緩慢的現狀，支持開發適用于各種物流環境的特種電子標簽，包括各種材質的托盤、周轉箱標簽、集裝箱標識標簽、溫度傳感標簽、堆場定位標簽、車輛標簽等。

(2)開發整合集成RFID技術的物流裝備，進行RFID技術與現有物流裝備的整合。

(3)支持RFID中間件的開發，開發支持多協議讀寫器，同時能與現有的物流倉儲、運輸等管理系統無縫對接的RFID中間件系統。

(4)支持與鼓勵面向物流行業的RFID公共信息服務平臺的開發與應用示范，實現跨地區、跨行業的RFID信息的識別、采集、傳輸與信息應用服務，滿足物流企業進行RFID系統快速部署的需求，并與現有物流信息公共平臺進行互聯互通。

(5)支持物流行業RFID應用標準的研究和制定，包括物流領域RFID數據規范、RFID技術與物流裝備的整合標準、基于RFID技術的物流操作規范，RFID中間件與物流系統、數據平臺的數據交換標準等。

(6)推廣RFID技術在物流業九大重點工程中的應用示范，包括在多式聯運和轉運設施、大型物流園區、城市配送及冷鏈物流、大宗商品和農村物流、制造業和物流業聯動發展、物流公共信息平臺、物流標準和技術推廣、物流科技攻關、應急物流中的應用示范。

(二)全球衛星導航技術在物流業的應用領域與前景

全球定位系統(GPS)是美國國防部發射的24顆衛星組成的全球定位、導航及授時系統。北斗衛星導航系統是與GPS相類似的技術，是中國自行研制開發的區域性有源三維衛星定位與通信系統(CNSS)，是除美國的全球定位系統(GPS)、俄羅斯的GLONASS之后第三個成熟的衛星導航系統。這些全球衛星定位導航系統與電子地理系統結合，可以對移動的物體進行定位、追蹤、檢測、聯網，該技術是對移動中的物品進行聯網與定位追蹤最好的技術手段，也是物流行業最主要應用的物聯網技術之一。

1、全球衛星導航技術在物流業的應用

GPS應用于車輛運行管理中，可對運輸的車輛和貨物進行實時定位、跟蹤和監控，還可以對車輛進行調度，同時提供車輛報警等功能，以確保貨物安全，因此，車載式GPS有著廣闊的發展前景。具體可以應用于對特種專用車輛的定位跟蹤、城市出租車管理、公交系統、長途運輸等領域。

在基于GPS的物流配送監控系統中，GPS主要輔助實現車輛跟蹤、路線的規劃導航、話務指揮、信息查詢、緊急救援與應急物流等物流配送監控功能。

在基于網絡的GPS系統中，通過在互聯網上構建公共GPS監控平臺，可以免除物流運輸公司自身設置監控中心所導致的大量費用，包括各種硬件配置、管理軟件等。網絡GPS使投資費用降低和無地域性限制的信息獲取，提高了GPS的普及率，從而增加了物流業的利潤。

在基于GPS技術的智能港口物聯網中，通過利用GPS等技術，可建立港口物聯網支撐技術與平臺。如江陰打造的智能港系統，包括專用車載GPS監控系統、集裝箱卡車GPS監控軟件、專用車載GPS監控系統軟件等，這些技術為江陰打造智能港口提供了關鍵技術。

2、GPS技術在物流業的應用前景

隨著中國物流產業的振興，基于GPS／GIS的移動物聯網技術將獲得巨大發展。預計未來幾年，中國物流領域對GPS系統具有巨大的市場潛力和不可估量的發展前景，對GPS系統的需求量將以每年30％以上的速度遞增。

(三)無線傳感網在物流業應用領域與前景

無線傳感器網絡(WSN，Wireless SensorNetworks)是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中感知對象的信息，并發送給觀察者。

WSN在物流的許多領域都有應用價值，包括生產物流中的設備監測、倉庫環境監測、運輸車輛及在運物資的跟蹤與監測、危險品物流管理、冷鏈物流管理等。

WSN在物流中具有巨大的應用潛力，但是大規模的應用還有待時日。根據實地調研和文獻資料分析得知，目前，無線傳感器網絡在物流業中的應用十分有限，大部分還停留在學術研究或是開發實驗階段。要在物流業獲得廣泛應用，其中有很多關鍵技術還需探討，如能量管理、節點定位、拓撲控制、MAC協議和路由協議等技術，此外，應用成本問題也需解決。

(四)智能機器人在物流業應用情況及前景

智能機器人是物聯網家族的重要成員，是物聯網智能應用的執行者之一。智能機器人技術也是物聯網重要的技術產品。借助于物聯網，將機器人納入物聯網系統中，利用機器人的自動化性能，可實現智能作業與管理。

物流行業機器人的應用最早出現在1995年，在我國煙草行業物流作業系統中首先得到應用。當時，卷煙廠采用智能碼垛機器人對卷煙成品進行碼垛作業，用AGV(自動搬運車)進行自動搬運作業，節省了大量人力，減少了煙箱破損，提高了自動化水平。這時的機器人還只是單線的點對點作業，尚未融入物流網絡系統。

目前，智能機器人在我國煙草、汽車、醫藥等行業的物流系統中得到了廣泛應用。隨著物流信息技術的發展，智能機器人也有獨立的作業環節開始融入物流作業系統，成為現代物流系統的組成部分，成為智慧物流的重要裝備。

在中國現代物流系統中，智能機器入主要有兩種類型，一種是從事堆碼垛物流作業的碼垛機器人，一種是從事自動化搬運的無人搬運小車AGV，這些智能機器人在全自動化物流系統中執行物流網絡系統的堆碼垛作業指令和自動化智能搬運作業指令。