智能物流-完整版课件(全)

1、第1章 物联网与智能物流学习要点物联网和智能物流的概念智能物流的核心技术智能物流的应用情况目录1.5小结1.4 物联网的智能物流应用1.3 核心技术的组成1.2 智能物流定义及其发展1.1 物联网的概念思考题1.1 物联网的概念 近几年来物联网技术受到了人们的广泛关注，“物联网”被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。于是在不同的阶段或从不同的角度出发，对物联网就有了不同的理解和解释。目前，有关物联网定义的争论还在进行之中，尚不存在一个世界范围内认可的权威定义。为了尽量准确地表达物联网内涵，需要比较全面地分析其实质性技术要素，以便给出一个较为客观的诠释。1.1.1 起源与发展物联

2、网概念最早出现于比尔盖茨1995年出版的未来之路一书。该书提出了“物物”相联的物联网雏形，只是当时受限于无线网络、硬件及传感器设备的发展，并未引起世人的重视。1.1.1 起源与发展1998年，美国麻省理工学院（MIT）创造性地提出了当时被称为EPC（Electronic Product Code）系统的“物联网”构想。1999年，美国Auto-ID首先提出“物联网”的概念，主要是建立在物品编码、射频识别（Radio Frequency Identification, RFID）技术和互联网的基础上。这时对物联网的定义很简单，主要是指把所有物品通过射频识别等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能

3、化识别和管理。也就是说，物联网是指各类传感器和现有的互联网相互衔接的一种技术。1.1.1 起源与发展2005年，国际电信联盟（International Telecommunications UnionInternational，ITU）在ITU互联网报告2005：物联网中，正式提出了“物联网”的概念。该报告指出，无所不在的“物联网”通信时代即将来临，世界上所有的物体从轮胎到牙刷、从房屋到纸巾都可以通过互联网主动进行交换。射频识别技术、传感器技术、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。1.1.1 起源与发展2008年3月在苏黎世举行了全球首个国际物联网会议“物联网2008”，探讨了“物联

4、网”的新理念和技术，以及如何推进“物联网”发展。奥巴马就任美国总统后，与美国工商业领袖举行了一次“圆桌会议”，作为仅有的两名代表之一，IBM首席执行官彭明盛首次提出“智慧地球”的概念，建议新政府投资新一代的智慧型基础设施，并阐明了其短期和长期效益。奥巴马对此给予积极回应：“经济刺激资金将会投入到宽带网络等新兴技术中去，毫无疑问，这就是美国在21世纪保持和夺回竞争优势的方式。”“智慧地球”的概念一经提出，就得到了美国各界的高度关注；甚至有分析认为，IBM公司的这一构想将有可能上升至美国的国家战略，并在世界范围内引起轰动。1.1.1 起源与发展2009年8月7日温家宝在无锡微纳传感网工程技术研发中

5、心视察并发表重要讲话，“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，提出了“感知中国”的理念，这标志着政府对物联网产业的关注和支持力度已提升到国家战略层面。之后，“传感网”、“物联网”成为热门名词术语。2009年9月11日，“传感器网络标准工作组成立大会暨感知中国高峰论坛”在北京举行，会议提出了传感网发展的一些相关政策。2009年11月12日，中国移动与无锡市人民政府签署“共同推进TD-SCDMA与物联网融合”战略合作协议，中国移动将在无锡成立中国移动物联网研究院，重点开展TD-SCDMA与物联网融合的技术研究与应用开发。1.1.1 起源与发展2009年8月7日温家宝在无锡微纳传感

6、网工程技术研发中心视察并发表重要讲话，“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，提出了“感知中国”的理念，这标志着政府对物联网产业的关注和支持力度已提升到国家战略层面。之后，“传感网”、“物联网”成为热门名词术语。2009年9月11日，“传感器网络标准工作组成立大会暨感知中国高峰论坛”在北京举行，会议提出了传感网发展的一些相关政策。2009年11月12日，中国移动与无锡市人民政府签署“共同推进TD-SCDMA与物联网融合”战略合作协议，中国移动将在无锡成立中国移动物联网研究院，重点开展TD-SCDMA与物联网融合的技术研究与应用开发。1.1.1 起源与发展2011年11月28日

7、，工业和信息化部正式发布了我国物联网“十二五”发展规划。该规划要求到2015年，我国要在核心技术研发与产业化、关键标准研究与制定、产业链条建立与完善、重大应用示范与推广等方面取得显著成效，初步形成创新驱动、应用牵引、协同发展、安全可控的物联网发展格局。1.1.1 起源与发展目前，我国物联网发展与全球同处于起步阶段，初步具备了一定的技术、产业和应用基础，呈现出良好的发展态势。1.产业发展初具基础。无线射频识别（RFID）产业市场规模超过100亿元，其中低频和高频RFID相对成熟。全国有1600多家企事业单位从事传感器的研制、生产和应用，年产量达24亿只，市场规模超过900亿元，其中, 微机电系统

8、（MEMS）传感器市场规模超过150亿元；通信设备制造业具有较强的国际竞争力。建成全球最大、技术先进的公共通信网和互联网。机器到机器（M2M）终端数量接近1000万，形成全球最大的M2M市场之一。据不完全统计，我国2010年物联网市场规模接近2000亿元。2技术研发和标准研制取得突破我国在芯片、通信协议、网络管理、协同处理、智能计算等领域开展了多年技术攻关，已取得许多成果。在传感器网络接口、标识、安全、传感器网络与通信网融合、物联网体系架构等方面相关技术标准的研究取得进展，成为国际标准化组织（ISO）传感器网络标准工作组（WG7）的主导国之一。2010年，我国主导提出的传感器网络协同信息处理国

9、际标准获正式立项，同年，我国企业研制出全球首颗二维码解码芯片，研发了具有国际先进水平的光纤传感器，TD-LTE技术正在开展规模技术试验。3应用推广初见成效目前，我国物联网在安防、电力、交通、物流、医疗、环保等领域已经得到应用，且应用模式正日趋成熟。在安防领域，视频监控、周界防入侵等应用已取得良好效果；在电力行业，远程抄表、输变电监测等应用正在逐步拓展；在交通领域，路网监测、车辆管理和调度等应用正在发挥积极作用；在物流领域，物品仓储、运输、监测应用广泛推广；在医疗领域，个人健康监护、远程医疗等应用日趋成熟。除此之外，物联网在环境监测、市政设施监控、楼宇节能、食品药品溯源等方面也开展了广泛的应用。

10、由于物联网概念出现不久，其内涵还在不断发展、完善。目前，对于“物联网”这一概念的准确定义尚未形成比较权威的表述。1.1.2 定义和主要特点1物联网的定义关于物联网（IoT）的比较准确的定义是：物联网是通过各种信息传感设备及系统（传感器、射频识别系统、红外感应器、激光扫描器等）、条码与二维码、全球定位系统，按约定的通信协议，将物与物、人与物、人与人连接起来，通过各种接入网、互联网进行信息交换，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种信息网络。这个定义的核心是，物联网的主要特征是每一个物件都可以寻址，每一个物件都可以控制，每一个物件都可以通信。1）物联网是针对具有全面感知能力的物体及人的互联

11、集合两个或两个以上物体如果能交换信息即可称为物联。使物体具有感知能力需要在物品上安装不同类型的识别装置，如电子标签、条码与二维码等，或通过传感器、红外感应器等感知其存在。同时，这一概念也排除了网络系统中的主从关系，能够自组织。2）物联网必须遵循约定的通信协议，并通过相应的软、硬件实现互联的物品要互相交换信息，就需要实现不同系统中的实体的通信。为了成功的通信，它们必须遵守相关的通信协议，同时需要相应的软件、硬件来实现这些规则，并可以通过现有的各种接入网与互联网进行信息交换。3）物联网可以实现对各种物品（包括人）进行智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等功能这也是组建物联网的目的。也就是说，物联网是

12、指通过接口与各种无线接入网相连，进而联入互联网，从而给物体赋予智能，可以实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体相互间的沟通和对话，即对物体具有全面感知能力，对数据具有可靠传送和智能处理能力的连接物与物的信息网络。1.1.2 定义和主要特点物联网的上述定义包含了一下3个主要含义：2有关物联网的其他定义1）麻省理工学院（MIT）最早提出的物联网概念早在1999年，MIT的Auto-ID研究中心首先提出：把所有物品通过射频识别（RFID）和条码等信息传感设备与互联网连接起来，实现智能化识别和管理。这种表述的核心是RFID技术和互联网的综合应用。RFID标签可谓是早起物联网最为关键的技术与产品

13、，当时认为物联网最大规模、最有前景的应用就是在零售和物流领域。利用RFID技术，通过计算机互联网实现物品（商品）的自动识别、互联与信息资源共享。1.1.2 定义和主要特点1.1.2 定义和主要特点2）国际电气联盟（ITU）对物联网的定义2005年，国际电气联盟（ITU）在“The Internet of Things”报告中对物联网概念进行了扩展，提出了任何时刻、任何地点、任意物体之间的互联，无所不在的网络和无所不在的计算的发展前景3）欧洲智能系统集成技术平台（EPoSS）报告对物联网的阐释2008年5月27日，欧洲智能系统集成技术平台（EPoSS）在其发布的报告Internet of Thi

14、ngs in 2020中，分析预测了物联网的发展趋势。该报告认为：由具有标识、虚拟个性的物体/对象所组成的网络，这些标识和个性等信息在智能空间使用智慧的接口与用户、社会和环境进行通信。显然，对物联网的这个阐述说明RFID和相关的识别技术是未来物联网的基石，并侧重于RFID的应用及物体的智能化。4）欧盟第7框架下RFID和物联网研究项目组对物联网给出的解释欧盟第7框架下RFID和物联网研究项目组对RFID和物联网进行了比较系统的研究后，在其2009年9月15日发布的研究报告中指出：物联网是未来互联网的一个组成部分，可以定义为基于标准的和交互通信协议的且具有自配置能力的动态全球网络基础设施，在物联

15、网内物理和虚拟的“物件”具有身份、物理属性、拟人化等特征，它们能够被一个综合的信息网络所连接。1.1.2 定义和主要特点1.1.3 核心技术物联网已成为目前IT业界的新兴领域，引发了相当热烈的研究和探讨。不同的视角对物联网概念的看法不同，所涉及的关键技术也不相同。可以确定的是，物联网技术涵盖了从信息获取、传输、存储、处理直至应用的全过程，在材料、器件、软件、网络、系统各个方面都要有所创新才能促进其发展。国际电信联盟报告提出，物联网主要需要四项关键性应用技术：标识RFID感知传感器处理智能技术信息传送纳米技术欧盟物联网研究路线图将物联网研究划分为十个层面：一是感知，ID发布机制与识别；二是物联网

16、宏观架构；三是通信（OSI参考模型的物理层与数据链路层）；四是组网（OSI参考模型的网络层）；五是软件平台、中间件（OSI参考模型的网络层以上各层）；六是硬件；七是情报提炼；八是搜索引擎；就是能源管理；十是安全。当然，这些都是物联网研究的内容，但对于实现物联网而言略显重点不够突出。1.1.3 核心技术通过对物联网的内涵分析，可以将实现物联网的核心技术归纳为感知技术、网络通信技术（主要为传感网技术和通信技术）、数据融合与智能技术、云计算等。1.1.3 核心技术物联网是一个由感知层、网络层和应用层共同构成的庞大的社会信息系统，是一个涉及国民经济各行各业、社会与生活各个领域的一个无所不包的庞大的产业

17、链。物联网的结构复杂，主要包括感知、传输和应用这三个层面。而感知层，它又是多种技术，包括传感器网络、智能卡、RFID标签、识别码等等。在网络层是融了三网，无论是通讯网、计算机网还是广电网以及各种专网都可以作为物联网应用传输的载体。第三是应用的层面，把感知和传输来的信息进行分析和处理。做出正确的控制和决策，实现智能化的管理、应用和服务。它实现的是物与物、人与物之间的感知和发挥智能的作用。1.1.4 应用前景智能物流（Intelligent Logistics System，ILS）是指货物从供应者向需求者的智能移动过程，包括智能运输、智能仓储、智能配送、智能包装、智能装卸以及智能信息的获取、加工

18、和处理等多项基本活动，为供方提供最大化的利润，为需方提供最佳的服务，同时也应消耗最少的自然资源和社会资源，最大限度地保护好生态环境，从而形成完备的智能社会物流管理体系。物流信息技术是物流现代化的重要标志，也是物流技术中发展最快的领域。未来智能物流系统将采用最新的红外、激光、无线、编码、认址、自动识别、定位、无接触供电、光纤、数据库、传感器、RFID、卫星定位等高新技术，这种集光、机、电、信息等技术于一体的新技术在物流系统的集成应用就是物联网技术在物流业应用的体现。1.2 智能物流定义及其发展1.2.1 起源与发展21世纪是物联网的世纪，随着物联网的发展，物流也自然朝着智能化的方向发展。虽然智能

19、物流一词在物流业已被广泛谈论，对它的阐述和解释也是多种多样，见仁见智，但是还都是停留在智能物流系统这一层次上。而实际上智能物流应该是一个体系，它是智能型社会的一个重要基础。“智慧物流”是2009年12月中国物流技术协会信息中心、华夏物联网、物流技术与应用编辑部联合提出的概念。在2009年，奥巴马提出将“智慧的地球”作为美国国家战略2010年一系列物联网发展相关的产业政策将陆续出台，如2011年底工业和信息化部出台的物联网“十二五”发展规划。1.2.1 起源与发展从物流行业的发展过程看，物流的智能化、集成化以及智能物流系统是社会经济发展的必然要求，同时科学技术的进步又为其实现提供了现实基础。1电

20、子商务和供应链发展的要求电子商务的发展带来了巨大的物流需求，同时也给物流企业提出了新的要求，如能够及时、准确进行物流信息的获取和传递，为客户提供实时的货物和订单状态信息，对订单进行及时准确的处理，对运输车辆进行实时优化调度，准确预测货物的销售，优化库存，对供应商进行优化选择等等。并且随着电子商务的不断发展，其对物流的要求将会越来越高。而要满足这些要求，实现电子商务的高效运转，一个高效、畅通、智能化的物流系统是必不可少的。1.2.1 起源与发展2我国现实国情的要求由于物流产业在国民经济中的基础作用，物流信息化已成为我国信息化战略的重要内容。我国传统物流产业走的是一条物质和能量高投入高消耗的路子。

21、显然，在可持续发展的今天，这种发展模式越来越不能适应社会经济对物流产业的要求。因此寻求避免物质和能量的高投入高消耗，充分利用和挖掘现有基础设施的物流能力，满足社会日益复杂的物流要求，实现物流产业可持续发展的有效途径是我国物流领域目前所面临的一个重要问题。3物流自身发展的内在要求任何事物发展都有其内在的规律性，都是从简单向复杂、从低级向高级螺旋上升的过程。物流的发展也不例外，经历了由简单的静态储存物流、储运物流向复杂的一体化物流、供应链物流、电子物流的发展过程，物流信息化则经历了由简单粗放型、计算机简单应用型向信息管理系统化、整体化发展过程。物流智能化是物流的信息化和自动化的高级形态。1.2.1

22、 起源与发展4科学技术的发展为智能物流系统的实现提供了可能1.2.2 定义和主要特点智能物流的智能性体现在：一是实现监控的智能化，主动监控车辆与货物，主动分析、获取信息，实现物流过程的全监控；二是实现企业内、外部数据传递的智能化，通过电子数据交换（Electronic Data Interchange，EDI）等技术实现整个供应链的一体化、柔性化；三是实现企业物流决策的智能化，通过实时的数据监控、对比分析，对物流过程与调度的不断优化，对客户个性化需求的及时响应；四是在大量基础数据和智能分析的基础上，实现物流战略规划的建模、仿真、预测，确保未来物流战略的准确性和科学性。1.2.2 定义和主要特点

23、智能物流，是基于互联网、物联网技术的深化应用，利用先进的信息采集、信息处理、信息流通、信息管理、智能分析技术，智能化地完成运输、仓储、配送、包装、装卸等多项环节，并能实时反馈流动状态，强化流动监控，使货物能够快速高效地从供应者送达给需求者，从而为供应方提供最大化利润，为需求方提供最快捷服务，大大降低自然资源和社会资源的消耗。1.2.2 定义和主要特点1.3 核心技术的组成1.3.1 核心技术的应用根据物联网本质智能物流主要三大技术体系三大技术体系一是感知技术体系；二是通信与网络技术体系；三是智能技术体系。1.3.1 核心技术的应用1智能物流的感知技术物流行业中，物流的作业对象是各种“物”，这些

24、“物”不仅品种繁多、形状各异，而且还处在不定的“移动”、“交换”过程中，因此物流业组建物联网，发展智能物流，在感知层采用的感知技术也很多。1.3.1 核心技术的应用2智能物流的通信技术综合分析，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。局域网技术无线局域网技术互联网技术现场总线技术无线通信技术1.3.1 核心技术的应用综合来看，物流行业物联网常用的智能技术有：智能分析与控制技术、云计算技术、移动计算技术、ERP技术、数据挖掘技术等。智能分析与控制技术云计算技术移动计算技术ERP技术数据挖掘技术1.4

25、 物联网的智能物流应用物联网技术已经在智能物流中得到了应用，不同行业物流与物联网技术需求也不一样，但是物联网技术应用的目标都是要将物流更加智能，适应现代物流服务发展要求。目前，物联网在智能物流的应用还处于初级阶段，如何推动物联网技术在物流中更好地应用，如何解决智能物流对于物联网技术新的需求是以下一步智能物流发展的目标和方向。1.4.1物联网推动智能物流的发展物联网的兴起引发物流信息化整合进入一个新周期，在这个阶段，信息技术的单点应用将会逐步整合成一个体系，以追求整体效应，从而带来物流信息化的变革，推进物流系统的自动化、可视化、可控化、智能化、系统化、网络化的发展，形成智慧物流系统。物流业是物联

26、网很早就实实在在落地的行业之一，很多先进的现代物流系统已经具备了信息化、数字化 网络化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化、自动化等先进技术特征。很多物流系统和网络也采用了最新的红外、激光、无线、编码、认址、自动识别、定位、无接触供电、光纤、数据库、传感器、RFID、卫星定位等高新技术，这种集光、机、电、信息等技术于一体的新技术在物流系统的集成应用就是物联网技术在物流业应用的体现。1.4.2 物联网在智能物流中的应用当前，物联网发展正推动着中国智慧物流的变革。随着物联网理念的引入，技术的提升，政策的支持，相信未来物联网将给中国物流业带来革命性的变化，中国智慧物流将迎来大发展的时代。未来物联

27、网在物流业的应用将出现如下四大趋势：一是智慧供应链与智慧生产融合。二是智慧物流网络开放共享，融入社会物联网。三是多种物联网技术集成应用于智慧物流。四是物流领域物联网创新应用模式将不断涌现。1.4.3 智能物流提出的新挑战物流业是物联网很早就实实在在落地的行业之一，很多先进的现代物流系统已经具备了信息化、数字化 网络化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化、自动化等先进技术特征。智能物流是物流发展的必然趋势，智能物流的发展得益于计算机技术、网络技术、自动化技术、人工智能技术的发展，同时还需要政府和社会的调控和推动，为智能物流发展创造很好的外部环境，只有这样，才能促进智能物流健康、有序地向前发展

28、。智能物流的发展会更加突出“以顾客为中心”的理念，根据消费者需求变化来灵活调节生产工艺；智能物流的发展将会促进区域经济的发展和世界资源优化配置，实现社会化。首先通过智能物流系统的四个智能机理，即信息的智能获取技术、智能传递技术、智能处理技术、智能利用技术来分析智能物流的应用前景。信息的智能获取技术智能传递技术智能处理技术智能利用技术来分析1.4.3 智能物流提出的新挑战未来物联网在物流业的应用将出现如下五大趋势： 1统一标准，共享物流的物联信息2互联互通，融入社会物联网3多种技术，物流领域集成应用4创新模式，物流领域不断涌现5“物”有智慧，实现智慧物流变革1.5小结在物流领域，物联网只是一种技

29、术手段，实现智能化的物流才是目标。在如今的物联网时代，智能除了获取信息外，还要将采集的信息通过网络传输到数据中心，由数据中心做出判断和控制，进行实时调整。所以智能实际上是一个动态的控制反应过程，是在不断调整的。这个调整是根据实时采集的信息做出的判断和控制，要动起来，要有联网，要在线运行。智能物流的出现，标志着信息化在整合网络和管控流程中达到了动态的、实时进行选择和控制的管理水平。所以，一定要根据自身的实际水平和客户需求来确定信息化的定位。智能物流将是物流业未来发展的方向。思考题讨论表述物联网的定义，你认为应如何理解物联网的内涵？分析已有的物联网体系结构，如何架构物联网体系？何谓智能物流？简述其

30、定义。智能物流的关键技术有哪些？简述之。简论智能物流与物联网之间的关系。列举智能物流的主要发展趋势，并描述智能物流的应用前景。谢谢！第2章 智能物流技术学习要点智能物流的基础物流架构智能物流的关键技术目录思考题2.4 物联网智能技术2.3 物联网通信与网络技术2.2 物联网感知识别技术2.1 智能物流的技术构架2.5 小结物流的应用驱动可以概括为“物联网促进物流智能化”。这里包含三个基本要点：2.1 智能物流的技术构架一是如何部署更加广泛、及时、准确的信息采集技术，如射频识别（RFID）、各类传感器、地理定位系统、视频采集系统等；二是如何把这些信息实现互联互通，既满足专用的要求，也能实现方便的

31、开放和共享；三是信息如何管理、加工、应用，解决各种现实问题，把虚拟世界的信息转化到实体世界的应用中来，也就是进入到IBM称之为“智慧地球”的时代。2.1 智能物流的技术构架感知层物流识别、追溯感知层物流定位、跟踪感知层物流监控、控制感知层传输层现场总线技术和无线通信技术M2M技术互联网技术3G无线技术应用层物流决策层物流执行层物流管理层物流活动仓储活动分拣活动配送活动在现代物流活动中，物流的作业对象是各种“物”，这些“物”不仅品种繁多、形状各异，而且还处在不定的“移动”、“交换”过程中，因此物流业组建物联网，发展智能物流，在感知层采用的感知技术也很多。结合物流应用角度，感知层可以分为以下三个层

32、次：2.1.1智能物流感知层感知层物流识别、追溯感知层物流定位、跟踪感知层物流监控、控制感知层1.智能物流识别、追溯感知层智能物流首先需要的是物品信息的数字化管理，因此物流信息的管理和应用首先涉及信息的载体，过去多采用单据、凭证、传票为载体，手工记录、电话沟通、人工计算、邮寄或传真等方法，对物流信息进行采集、记录、处理、传递和反馈，不仅极易出现差错、信息滞后，也使得管理者对物品在流动过程中的各个环节难以统筹协调，不能系统控制，更无法实现系统优化和实时监控。从而造成效率低下和人力、运力、资金、场地的大量浪费。自动识别是现代物流领域中、生产自动化、销售自动化、流通自动化过程中的技术基础，自动识别宏

33、观上说包括多类识别方式。目前RFID是自动识别和物联网的一项热门技术，作为智能物流系统首要的是要实现快速的对物品进行识别。2.1.1智能物流感知层2.智能物流定位、跟踪感知层现代物流对于物流产品的位置感知越来越迫切，只有知道了确切的位置才能对于进行有效的物流调度，目前常用的物流定位和感知技术主要包含GPS全球定位系统以及WIFI无线定位系统等定位技术，目前定位感知技术根据定位需求，主要分为室外定位和室内定位，GPS作为最有效的室外感知技术已经在物流行业中得到了有效利用，WIFI室内定位、UWB室内定位、RFID定位等市内定位技术已经成为目前弥补GPS全球定位系统的功能缺陷的有效物联网手段，如下

34、表2.1，下面对于几种定位技术进行对比分析。2.1.1智能物流感知层2.1.1智能物流感知层分项GPSRFID精确定位Wi-Fi RTLSWIFI-RFIDUWB抗干扰/阻挡能力强标签必须封装强强强通讯频率卫星信号有线通讯2.4G802.112.4G802.15.4a2.4G802.15.4a定位精度（m）15m3-5M3-5MAP密度有关1-3M0.6米测量距离（m）无限0.8M200M5-60M5-60M定位速度3S-10S1S1S1S1S覆盖范围室外，全球局部局部局部局部3.物流监控、控制感知层物流监控、控制感知层为物流过程的安全提供有效的支撑手段，是智能物流监控信息化的重要组成部分，通

35、过实现物流过程的实时视频信息，实时数据交换，及时有效地采集物流信息，并通过与物流视频监控、报警设备有机结合，实时掌握物流环节的运行状况，分析物流过程状况，及时发现问题、及时解决问题，从而实现对物流过程的无缝监管。2.1.1智能物流感知层在现代物流作业中，既有区域范围内的厂区生产物流的运作与管理，也有大范围的物流线路运输与调度，更有以仓储系统与拣选系统为主的智能物流中心的物流系统作业与运筹；面对复杂的、流动的物，要实现在“物流”过程中的物联网，需要多种技术集成应用：2.1.2智能物流通信层局域网技术无线局域网技术互联网技术现场总线技术无线通信技术综合上分析，物流行业为了使移动或存储中形态各异“物

36、”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。对智能物流系统的技术构架，结合物流组织结构、业务流程、数据及数据流程等分析，业务层主要可以分为三个层次。2.1.3智能物流应用层应用层物流决策层物流执行层物流管理层1.智能物流决策层决策层主要面向物流高层管理决策人员，主要对物流进行整合的智能化，它以物流系统为应用背景，为物流决策者正确决策提供有力支持。商业智能在物流领域的应用是相当重要和广泛的，当然要建立一个距离短、时间少、整合好、质量高、费用省、环保型的物流不是仅仅运用商业智能就可以做到的，而是必须强调物流五大环节（运输、保管、装卸、包装和信

37、息）的系统性，做到物流环节的协调性、一致性、关联性、互动性和平衡性，将物流企业运营过程中产生的信息数据进行有效整合处理，为物流企业合理定位、精确控制和准确决策提供依据，它将成为现代物流企业提升自身整体竞争能力的必然选择。2.1.3智能物流应用层2智能物流管理层物流管理层由物流管理信息系统组成，主要是针对具体的物流活动进行管理和控制，如仓储管理系统、分拣管理系统、运输管理系统，管理层具有承上启下的作用。该层通过应用集成/流程集成平台，与上层决策管理系统进行集成；通过数据集成平台，与物流设备控制机进行数据交换。2.1.3智能物流应用层3.智能物流执行层执行层由物流执行系统组成，主要是通过传输层与物

38、流感知设备进行数据接收和控制。该层通过数据集成平台，接收来自物流管理层的调度控制指令，并及时反馈物流设备的指令执行情况和设备故障等信息；在物流设备支持下，通过控制总线，连接各种物流设备控制器，提供与物流设备进行集成的基础界面。一些物流设备可以通过专有的或标准的设备总线同设备控制器进行连接。2.1.3智能物流应用层物联网感知识别技术是智能物流的基础，物联网感知技术实现了物品、工具、资源、环境的信息的自动采集和感知，是智能物流的基础。2.2 物联网感知识别技术2.2.1产品电子代码及RFIDEPC编码结构标头厂商识别代码 对象分类代码序列号EPC-968282436产品电子代码（EPC编码）是国际

39、条码组织推出的新一代产品编码体系。原来的产品条码仅是对产品分类的编码，EPC码是对每个单品都赋予一个全球唯一编码，EPC编码96位（二进制）方式的编码体系。96位的EPC码，可以为2.68亿公司赋码，每个公司可以有1600万产品分类，每类产品有680亿的独立产品编码，形象的说可以为地球上的每一粒大米赋一个唯一的编码。2.2.1产品电子代码及RFID图2.2射频系统工作原理射频识别（Radio Frequency Identification，以下简称RFID）技术是利用射频信号及其空间耦合和传输特性进行的非接触双向通信，实现对静止或移动物体的自动识别，并进行数据交换的一项自动识别技术。20世纪

40、90年代开始应用于物品跟踪等民用领域。RFID具有识读距离远、识读速度快、不受环境限制、可读写性好、可同时识读多个物品等优点，随着RFID技术的不断进步，成本的不断降低，RFID技术开始进入物流、供应链管理领域。目前RFID在汽车、火车等交通监控，高速公路自动收费系统，仓储管理，安全检查，车辆防盗等方面得到应用，从而引起全球各界的广泛关注。2.2.1产品电子代码及RFID智能化物流就是通过条码技术、RFID技术和物联网技术实现货物从仓库到使用者的全程管理。任何商品在生产后，都存在着商品的自身信息，这个信息可以以条码和RFID电子标签的方式存储。在商品的流通过程中，可以通过扫描枪或RFID读卡器

41、等方式读取这些信息，通过商品流通过程中的信息的读取，我们可以完全跟踪商品的位置，直到该商品已经流通到了消费者手中，该过程才终止。例如，射频技术应用于智能物流配送方面有如下应用：1.用于在途物资可见性系统物资配送中心接到配送任务后，需要及时、迅速地将需求方所需物资运送到位，利用射频技术即可准确、迅速地完成配送任务并实现对在途物资的跟踪。物资配送中心为每台车配发一枚射频标签，并在仓库出入口处安装一套射频装置形成门禁，以利用射频技术完成物资的自动出入库操作。2.用于特定物资寻找特定物资寻找系统主要由射频标签和手持式无线询问机组成，其中射频标签贴附于物资运输车辆或包装箱上，手持式无线询问机可发出脉冲电

42、波激活射频标签，并能在100米距离范围内阅读标签上的信息内容。通常一个货物场上停着若干车辆，当需要尽快找到某种特定物资时，询问机根据该物资的名称和编码提出询问，所有装有该物资的射频标签即会做出应答，随后利用询问机激活射频标签上的鸣叫器。操作人员即可循声找到车辆或者包装箱，如果声音在查找范围之外，则可根据询问机上的测距仪显示的距离去逐步接近，直至找到所需物资。2.2.1产品电子代码及RFID传感技术实现了信息的感知和获取，是物联网发展的基础技术之一。传感技术及其发展体现在传感器、传感器节点、传感器网络和应用四个层面。在物联网系统中，对各种参量进行信息采集和简单加工处理的设备，被称为物联网传感器。

43、传感器可以独立存在，也可以与其他设备以一体方式呈现，但无论那种方式，它都是物联网中的感知和输入部分。没有传感器就没有现代科学技术的观点已为全世界所公认。以传感器为核心的检测系统就像神经和感官一样，源源不断地向人类提供宏观与微观世界的种种信息，成为人们认识自然、改造自然的有利工具。2.2.2传感技术与传感网传感器2.2.2传感技术与传感网传感器的发展过程传统传感器(dumb sensor)智能传感器(smart sensor)嵌入式Web 传感器(embedded web sensor)逐步实现微型化、智能化、信息化、网络化。GPS是英文Global Positioning System（全球定

44、位系统）的简称。GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统 。其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、 全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。在机械领域GPS则有另外一种含义：产品几何技术规范（Geometrical Product Specifications）简称GPS。GPS技术特性能够与物流特性有机结合 ，并有效实现四个方面的物流功能:物流实时监控、双向通讯功能、动态调度功能、数据存储和分析功能等功能

45、为物流提供有效的技术手段。2.2.3 GPS技术与无线定位技术无线定位技术利用基于WIFI、RFID、UWB等无线传感器等设备，实现定位、追踪和监测特定目标的位置。它解决了目前GPS对于室内定位的局域性和缺陷，同时具有高精度定位的优势，可实现小范围内物流目标的精确调度和跟踪。2.2.3 GPS技术与无线定位技术1.红外线室内定位技术2.超声波定位技术3.射频识别技术4.超宽带技术5.Wi-Fi技术随着信息技术的发展，人们对网络通信技术的要求不断提高，传统的数字化设备的有线连接给人们随时随地与信息网络相连和通信带来了很多不便。发展无线通信技术，将人们从有线连接的束缚中解放出来，已经成为一种必然趋

46、势。诸多新技术得到了广泛的应用。如红外线数据通信IrDA、蓝牙、Wi-Fi（IEEE802.11）、无线城域网WIMax、超宽带通信UWB、近场通信NFC、无线射频RFID、短距离无线技术Zigbee等先进的无线通信技术在不同的领好的应用。2.3 物联网通信与网络技术1.ZigBee通信技术ZigBee标准的主要制定组织是IEEE和ZigBee联盟，前者工作重点在协议底层（IEEE 802.15.4），后者在于高层。ZigBee标准于2004年开始推出，后来又发布了ZigBee2006、ZigBee2007两个版本。ZigBee技术具有以下特点：近距离（距离100米）和低速率（250kbps）

47、；极低功耗，电池供电可以维持数年甚至20年；多种拓扑结构；支持不同的网络规模（最大可达6万节点）；高层节点数可达1000以上（2007版）；自组织网络支持节点的灵活加入和退出。2.3.1 近距离通信与网络技术星形结构网状结构混合结构2.超宽带无线通信技术根据美国FCC的要求，用于无线个域网的UWB技术应当具有以下特性：使用FCC开放的3.110.6GHz频段；功率密度低于41.3dbm/MHz；传输速率为：10m距离上110Mbit/s；4m距离上200Mbit/s；1m距离上480Mbit/s；同一空间支持4个微微网同时工作。由于占用极宽的带宽和非常低的功率密度，UWB具有以下可贵的特性：占

48、用频带极宽，达47.5GHz，而移动通信不过几百kHz几十MHz；传输速率高，有望达到千兆bit/s的速率；空间容量大，可达1Mbit/s/m2，相比之下，802.11b仅为1kbit/s/m2 ；蓝牙仅为30kbit/s/m2 ；穿透能力强，极宽的带宽有助于微波信号的穿透；抗干扰性能好，因为信号的频谱类似白噪声，对其他类型的无线通信来说，容易滤除，又由于有极宽的带宽，也不易受其他信号的干扰。2.3.1 近距离通信与网络技术2.3.2 无线网络Wi-FiWi-MAXMBWA3G/B3G标准组织IEEE 802.11IEEE 802.16IEEE 802.203GPP，3GPP2多址方式CCK，

49、OFDMOFDM，OFDMAFLASH-OFDM，FHCDMA工作频段2.4GHz（免许可）211GHz（部分免许可）70 Mb/s3 Mb/s，16 Mb/s2 Mb/s，14 Mb/s覆盖范围微蜂窝（300m）宏蜂窝（50km）宏蜂窝（30km）宏蜂窝（5MHz1.25MHz1.255MHz移动性步行120km/h（802.16e）250km/h高速移动频带利用率2.7 bs-1/Hz3.75 bs-1/Hz1.6 bs-1/HzQoS支持不支持支持支持支持终端PC卡PC卡、智能信息设施手机、PDA、PC卡业务语音、数据语音、数据、视频数据、IP语音语音、数据无线通信技术（Wi-Fi、Wi

50、-MAX、MBWA和3G/B3G）3G无线通信技术是无线网络的一种，但是作为无线网络技术，它随着通信网络和技术的不断发展，3G技术环境下电信增值业务进入了高速发展，业务范围持续扩大，经营主体趋向多元，经营模式日益创新的新阶段。2.3.3 3G无线通信IPv6是Internet Protocol Version 6的缩写，其中Internet Protocol译为“互联网协议”。IPv6是IETF（互联网工程任务组，Internet Engineering Task Force）设计的用于替代现行版本IP协议（IPv4）的下一代IP协议。目前IP协议的版本号是4（简称为IPv4），它的下一个版本

51、就是IPv6。2.3.4 全IP方式（IPv6）物联网智能技术是智能物流的核心技术，通过智能技术才能实现物流的可视化、智能化。物联网感知识别技术和物联网通信与网络技术最终体现都是智能技术对于实时采集数据的分析和处理，可以说没有智能技术，智能物流将不能称之为智能物流。2.4 物联网智能技术云计算（cloud computing）是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。云是网络、互联网的一种比喻说法。过去在图中往往用云来表示电信网，后来也用来表示互联网和底层基础设施的抽象。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩

52、展的方式获得所需资源；广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。这种服务可以是IT和软件、互联网相关，也可是其他服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通。2.4.1 云计算云计算可以认为包括以下几个层次的服务：基础设施即服务（IaaS），平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）。2.4.1 云计算2.4.2 智能分析与控制技术智能分析与控制技术主要包括人工智能理论、先进的人-机交互技术、智能控制技术与系统等。物联网的实质性含义是要给物体赋予智能，以实现人与物的交互对话，甚至实现物体与物体之间的交互对话。为了实现这样的智能性，需要智能化的

53、控制技术与系统。例如，怎样控制智能服务机器人完成既定任务，包括运动轨迹控制、准确的定位及目标跟踪等。智能控制的主要包含以下内容：2.4.2 智能分析与控制技术1.模糊控制2.专家控制3.人工神经网络4.遗传算法智能分析与控制技术在物流管理的优化、预测、决策支持、建模和仿真、全球化物流管理等方面应用，使物流企业的决策更加准确和科学。移动计算是随着移动通信、互联网、数据库、分布式计算等技术的发展而兴起的新技术。移动计算技术将使计算机或其它信息智能终端设备在无线环境下实现数据传输及资源共享。它的作用是将有用、准确、及时的信息提供给任何时间、任何地点的任何客户。这将极大地改变人们的生活方式和工作方式。

54、2.4.4移动计算技术物流企业一方面可以通过对物流资源进行信息化优化调度和有效配置，来降低物流成本；另一方面，物流过程中加强管理和提高物流效率，以改进物流服务质量。然而，随着物流的快速发展，物流过程越来越复杂，物流资源优化配置和管理的难度也随之提高，物资在流通过程各个环节的联合调度和管理更重要，也更复杂。我国传统物流企业的信息化管理程度还比较低，无法实现物流组织效率和管理方法的提升，阻碍了物流的发展。要实现物流行业长远发展，就要实现从物流企业到整个物流网络的信息化、智能化，因此，发展智能物流成为必然。智能新技术在物流领域的创新应用模式不断涌现，成为未来智能物流大发展的基础，极大地推动行业发展。

55、智能物流的理念开阔了物流行业的视野，将快速发展的现代信息技术和管理方式引入行业中，它的发展推动着中国物流业的变革。智能物流的技术架构按照物联网基础架构针对物流管理需求进行架构的设计，必须针对现代物流管理需求进行规划设计，本章从整体角度对物流技术架构进行简单概述，针对不同行业的现代物流需求下面几章还将进行阐述。2.5小结（1）讨论表述智能物流架构与物联网架构的异同，你认为应如何理智能物流的体系架构？（2）分析智能物流业务层应该如何划分？（3）智能物流的感知层如何划分，以及三个层次主要关注内容？简述之。思考题谢谢！第3章 智能物流系统学习要点智能物流系统的概念智能物流系统的建立智能物流系统的应用目

56、录思考题3.4小结3.3智能物流系统的实施3.2智能物流系统的设计3.1智能物流系统概述物流系统概念： 物流系统是指在一定的时间和空间里，由所需输送的物料和包括有关设备、输送工具、仓储设备、人员以及通信联系等若干相互制约的动态要素构成的具有特定功能的有机整体。物流系统大致由作业系统和信息系统组成： 传统物流系统3.1.1 系统的定义智能物流系统的定义： 智能物流系统是一个在智能交通（Intelligent Transportation System，ITS）基础上，电子商务（Electronic Commerce，EC）化运作的物流服务体系。它通过 ITS 系统解决物流作业的实时信息采集，并对

57、采集的信息进行分析和处理，通过在各个物流环节中的信息传输，为货主提供详尽的信息和咨询；在EC的运营环境下，为客户提供增值性的物流服务。3.1.1 系统的定义1.以智能交通为技术基础2. 依托于电子商务（EC）的运营环境3. 旨在为客户提供增值性服务智能物流系统以智能交通（ITS）为技术基础 ITS协助物流配送管理-提供当前道路交通信息、线路诱导信息,为物流企业的优化运输方案制定提供决策依据。 ITS协助车货集中动态控制-通过对车辆位置状态的实时跟踪,可向物流企业甚至客户提供车辆预计到达时间,为物流中心的配送计划、仓库存货战略的确定提供依据。 智能运输与物流管理的关系图3.1.1 系统的定义智能

58、物流系统依托于电子商务（EC）的运营环境 EC市场的需求成为物流朝着智能化的方向发展的强大动力，依托于智能跟踪技术和智能决策技术，现代物流着力于实现仓储、加工、配送等环节的智能化，优化EC系统的配送中心及物流中心网络，设计适合EC的物流渠道，以简化物流过程，提高物流系统的快速反应能力。3.1.1 系统的定义智能物流系统旨在为客户提供增值性服务3.1.1 系统的定义代办业务贷款回收与结算物流咨询市场调查与预测一条龙门到门服务增值服务3.1.2 系统的特征智能化物流系统能模拟人的思维解决物流问题集成化自动化是一个集成技术的有机体物流作业过程中的设备和设施自动化信息化 实现实时物流信息传递、储存及处

59、理网络化柔性化物流设施、业务及信息的网络化具有环境适应能力的动态系统建立智能物流系统旨在实现以下两个目标：横向整合-对物流企业本身进行过程重组，实现同类资源集约化，将物流“做大”。纵向整合-从供应链管理角度进行专业化类别物流流程的信息采集，深加工后使整个供应链流程得以优化，将物流“做专”。3.1.3 系统的目标3.2 智能物流系统的设计系统的功能要素 要为企业设计出物流系统，首先要明确系统的功能要素。 物流系统的功能要素是物流系统所具有的基本能力，这些基本能力有效地组合、联结在一起，便成了物流的总功能，便能合理、有效地实现物流系统的总目的。表3.1 物流的功能要素物流作业功能物流信息功能运输功

60、能物流计划预测仓储功能物流控制调度包装功能库存量控制配送功能传达发货指示装卸搬运传达接货指示流通加工资料处理3.2.1 系统的结构根据传统物流系统的动态要素构成，将智能物流系统分解成智能物流信息子系统、智能运输子系统、智能仓储管理子系统、智能配送子系统、智能流通加工子系统、智能包装子系统、和智能装卸搬运子系统等7大系统。7大系统并不是完全独立存在运行的，系统间相互交融、相互协调、相互配合。每个系统又由数个更小的子系统构成，如智能物流信息子系统可以进一步分解为智能运输信息子系统、智能配送信息子系统等等，它是为整个ILS服务的一个辅助系统。图3.7 智能物流系统的构成3.2.1 系统的结构1.智能