+ 張鵬，崔旭，韓偉中國航天標準化研究所

北斗智能物流終端在物聯(lián)網(wǎng)領域的應用研究

+ 張鵬，崔旭，韓偉中國航天標準化研究所

北斗導航系統(tǒng)建設已經(jīng)初具規(guī)模，物流行業(yè)蓬勃發(fā)展、北斗導航技術日趨成熟、智能手持設備已經(jīng)普及，北斗智能物流終端的發(fā)展迎來了前所未有的發(fā)展機遇。本文討論北斗導航系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)結合的必然性，并從物聯(lián)網(wǎng)的組成結構出發(fā)，討論北斗智能物流終端在物聯(lián)網(wǎng)中的應用；重點討論了北斗智能物流終端在物流領域的應用，并針對現(xiàn)有物流體系提出北斗智能終端的應用場景。通過研究發(fā)現(xiàn)，北斗系統(tǒng)在未來必將迎來高速發(fā)展，并將廣泛應用于物流領域，而未來的物流終端將廣泛采用北斗作為定位和應急通信系統(tǒng)。

北斗；物聯(lián)網(wǎng)；物流終端；

1 引言

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)展較晚。但是從2007第一顆北斗導航衛(wèi)星的發(fā)射成功到現(xiàn)在的16顆北斗導航衛(wèi)星的順利組網(wǎng)完成，北斗衛(wèi)星定位技術日趨成熟。北斗導航系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)領域，特別是物流領域正得到加速推廣應用。

本文主要針對北斗智能物流終端在物流領域的應用進行了闡述。通過分析北斗導航系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)以及傳統(tǒng)物流領域現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)物流隨著時代的發(fā)展所面臨的問題，提出了北斗智能物流終端在物流領域的應用方案，使得這些問題可以得到改善。

2 發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

物聯(lián)網(wǎng)最初在1999年被提出，它最初的定義是：通過射頻識別（FRID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、追蹤一種網(wǎng)絡技術。其目的是實現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡的連接，方便識別、控制。目前，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)廣泛的應用于工業(yè)、物流、交通、電網(wǎng)、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護等等領域。2012年我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場規(guī)模已經(jīng)達到3650億元。預計隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大，2015年市場規(guī)模將達到7500億。作為信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命，物聯(lián)網(wǎng)技術正在融入到我們生活的方方面面。

2.2 北斗導航系統(tǒng)的現(xiàn)狀

北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)作為中國自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，與美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的GALILEO，并稱為全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已經(jīng)與2011年12月27日期提供連續(xù)的導航、定位與授時服務。截止2013年10月25日，隨著第16顆北斗導航衛(wèi)星送入預定軌道，北斗導航工程區(qū)域組網(wǎng)順利。

由于GPS在部署進度上遙遙領先，GPS得到廣泛的應用，特別是在個人位置服務中被GPS壟斷。不過隨著北斗導航系統(tǒng)的不斷完善，在軍用市場迅速推廣，民用領域也在穩(wěn)步推行。目前已經(jīng)在在車輛定位、地質災害檢測等領域得到了應用。

3 北斗終端的應用

北斗導航系統(tǒng)具有定位、短報文通信和授時功能。物聯(lián)網(wǎng)由三個層級來構成，分別是：感知層、網(wǎng)絡層和應用層。和GPS單純的作為感知層不同，北斗導航可以同時作為物聯(lián)網(wǎng)中的感知層和網(wǎng)絡層。北斗授時功能已經(jīng)在科學、金融和電力及通信中得到了應用。定位和通信功能也在漁業(yè)、森林防火、水利及海洋信息檢測、氣象及大氣環(huán)境檢測、勘探及地質監(jiān)測的方面取得了廣泛的應用，例如：車輛的調度、油田管道的生產(chǎn)監(jiān)控、鐵道運輸?shù)娜瘫O(jiān)控系統(tǒng)、船舶航行的調度指揮以及數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)等。

目前物聯(lián)網(wǎng)領域交通部“兩客一?！笔痉豆こ桃约拔锪餍袠I(yè)的發(fā)展對北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的應用起到了積極的推動作用。

3.1 “兩客一?！笔痉豆こ?/p>

“兩客一危”（旅游包車、三類以上班線客車和危險品運輸車）工程作為中國北斗導航系統(tǒng)應用的首個民用示范工程，2012年12月31日交通運輸部《交通運輸部關于加快推進“重點運輸過程監(jiān)控管理服務示范系統(tǒng)工程”實施工作的通知》中要求，在河北、江蘇、安徽、山東、湖南、貴州、寧夏、陜西省，天津市9個省市建立首個北斗專項示范項目，要求“兩客一?！避囕v需安裝北斗兼容車載終端，凡未按規(guī)定加裝北斗兼容車載終端的車輛，不予核發(fā)審驗道路運輸證。

全國重點營運車輛聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控系統(tǒng)以2010年上海世博會為契機開始建立，系統(tǒng)采用縱向分級、橫向對接的體系結構，實現(xiàn)多部門、多地區(qū)和相關企業(yè)的信息共享與聯(lián)合監(jiān)管。

該系統(tǒng)以GPS和北斗衛(wèi)星導航終端為基礎，實現(xiàn)了車輛動態(tài)數(shù)據(jù)跨地區(qū)、跨部門流轉，建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標準，整合了全國30個省級平臺資源。重點營運車輛動態(tài)信息公共交換平臺的建成，顯著的降低交通事故，做到防禍于未然，提升交通主管部門的公共服務能力，項目建設實現(xiàn)了對陸路交通風險的信息化管理，可及時的將相關預警信息發(fā)布給管理相對人，切實提升了對管理相對人的服務能力。同時，方便了車輛管理企業(yè)的申報工作，有效地節(jié)約了企業(yè)的營運成本。

3.2 物流行業(yè)應用

作為物聯(lián)網(wǎng)的一個重要應用，物流行業(yè)隨著近年來電子商務的飛速發(fā)展也得到了不斷的壯大，特別是近年來以淘寶天貓主導的雙十一活動之后的海量貨物。流通的貨品數(shù)量越來越大、種類越來越多，僅靠傳統(tǒng)的管理方式已經(jīng)很難滿足現(xiàn)代物流要求；同時客戶對物流行業(yè)的體驗提出了更高的要求，如物流的可視化。因此物聯(lián)網(wǎng)技術如RFID、一維/二維碼、GPS等在物流行業(yè)被廣泛應用，從而實現(xiàn)物流車輛的監(jiān)控、物流調度、商品的跟蹤、車輛服務、預警管理和客戶服務等；無線手持終端產(chǎn)品也在自動化物流倉儲系統(tǒng)中得到的廣泛的應用。

北斗導航系統(tǒng)不僅可以提供像GPS一樣的導航服務，而且還有獨特的短報文通信功能，因此作為國產(chǎn)化的導航系統(tǒng)北斗智能物流終端隨著時間的推移將逐步在物流行業(yè)導航定位中廣泛應用。

4 北斗智能物流終端在物流行業(yè)的應用

4.1 傳統(tǒng)物流

物流系統(tǒng)就是在一定的時間和空間，由輸送的物料和輸送工具、倉儲設備、人員、客戶資料及通信聯(lián)系等若干相互制約的動態(tài)要素構成的特定功能的有機整體。

物流的基本流程可以分為以下9個部分：①、客戶通過電話、郵件、網(wǎng)絡等方式下單；②、物流公司通過電信公司通知業(yè)務員取件；③、業(yè)務員接收客戶郵件、包裹等物件；④、物流公司將客戶信件、包裹等物件運送至攬收站點；⑤、快遞被送到分撥中心，包裹按照區(qū)域和省市進行第一次分揀；⑥、通過公路、鐵路、航空運輸信件、包裹到目的城市分公司；⑦、貨物抵達目的地分撥中心第二次分撥，將包裹分揀到指定的派送站點；⑧、在派送站點進行第三次分揀，按照每位快遞員派件路線、街道和小區(qū)等信息區(qū)分，業(yè)務員進行配送；⑨、客戶接收。

從上述流程可以看到，傳統(tǒng)物流過程中包裹的信息需要手工錄入和上傳，客戶只能在貨物到達的幾個點上查詢到位置，實時性差，客戶不能實時了解到貨物的中轉情況，體驗較差。

在現(xiàn)代的物流體系中物流手持終端已經(jīng)得到的廣泛的應用，但主要集中在物流倉儲、物流配送等環(huán)節(jié)。物流倉儲中物流手持終端主要實現(xiàn)組箱、組盤、下達入庫任務、入庫任務確認、出庫確認、庫存查詢、物料信息查詢等。物流配送環(huán)節(jié)主要用于配送貨物信息的掃描和結算環(huán)節(jié)。手持終端并沒有在整個物流的各個環(huán)節(jié)的充分發(fā)揮其作用。

4.2 北斗智能物流終端在物流各環(huán)節(jié)的應用

北斗智能物流終端是面向行業(yè)用戶的移動信息化產(chǎn)品，建立在自動識別技術和北斗衛(wèi)星導航技術基礎上，基于WCDMA和GSM等蜂窩網(wǎng)絡開發(fā)的整套物流行業(yè)信息化的終端解決方案。和傳統(tǒng)的物流手持終端的不同在于北斗導航系統(tǒng)的融入。

北斗智能物流終端在物流中作為移動辦公終端，使物流過程可視化、智能化、時效化、便捷化.可應用與攬件、倉庫分撿、路網(wǎng)物流、配送等物流的各個環(huán)節(jié)。北斗智能物流終端依托網(wǎng)絡為提派員、調度員、庫管、驗貨員等經(jīng)常處于非辦公場所的角色中提供隨時隨地的信息查詢、資源調度、消息發(fā)布，極大的提高物流行業(yè)工作效率。同時，在路徑規(guī)劃、任務調度、任務全程跟蹤以及貨物全程跟蹤過程中發(fā)揮不可替代的應用。融入北斗智能物流終端的物流系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含服務器構成的物流信息化平臺作為云端，以及各分公司的信息化系統(tǒng)和北斗智能物流終端作為終端。

北斗智能物流終端依靠蜂窩網(wǎng)絡可以實時的和物流信息化平臺相連接，實現(xiàn)終端和服務器端數(shù)據(jù)的實時更新；另外由于北斗導航系統(tǒng)的存在，服務器端可以實時的獲得終端的位置。短報文功能可以在沒有蜂窩網(wǎng)絡的偏遠位置維持其應急的通信。北斗導航系統(tǒng)還可以為服務器間提供時鐘的同步。

詳細的應用流程如下所述：

1、在客戶下單環(huán)節(jié)，需要物流公司取件時，物流信息化平臺將信息推送給相應業(yè)務員的北斗智能物流終端。實現(xiàn)取件信息的即時推送，讓業(yè)務員第一時間了解取件信息，并可以在終端上顯示具體的位置。在傳統(tǒng)物流中，該過程主要依靠電話來告知，缺乏時效性并且對人的依賴性強，且產(chǎn)生額外的不必要的通信費用。

2、取件過程中，使用北斗智能物流終端可以掃描包裹信息、錄入地理位置信息等，并實時上傳至物流公司信息化平臺。

3、當包裹送至分揀中心進行分撿。使用北斗智能物流終端進行分撿錄入等工作，可以有效的提高精確度并省去培訓快件細分員的成本。傳統(tǒng)物流中分揀主要靠快件細分員，憑借高超的記憶和熟練程度需要長時間的培訓才能上崗。但由于人工誤差在所難免，準確率僅有80%。

4、通過公路、鐵路、航空運輸包裹時，隨車配備有車載北斗導航終端，實現(xiàn)運輸過程的全程監(jiān)控，車載北斗導航終端實時的向物流信息化平臺傳輸車輛的位置、速度、駕駛員的狀態(tài)等信息。

5、當貨物抵達目的地后，再次通過北斗智能物流終端進行分揀，掃描包裹信息到物流公司的物流信息化平臺，平臺自動推送包裹消息給所在地的業(yè)務員通知進行配送。

6、配送過程，業(yè)務員使用北斗智能物流終端了解包裹地點分布、同一小區(qū)包裹數(shù)量、以及到達送貨地址后通知客戶取包裹。同時記錄每一個包裹被取走的地點信息、以及客戶的電子簽名信息等等。

北斗智能物流終端還可以為業(yè)務員在派件和取件過程提供導航服務，實現(xiàn)任務全程跟蹤、配送軌跡記錄、包裹查詢等服務。北斗導航的短報文功能還可以在蜂窩網(wǎng)絡沒有覆蓋的地區(qū)提供不間斷的通信功能。

上述流程充分利用了智能化終端的信息推送、網(wǎng)絡互聯(lián)的便利性，同時加上北斗導航的定位和導航功能，不僅實現(xiàn)整個物流環(huán)節(jié)的智能化、可視化、提高工作效率，同時可以實時了解各環(huán)節(jié)員工的工作狀態(tài)便于公司的管理，更重要的是讓客戶方便的實時了解物流各個環(huán)節(jié)，增強用戶的體驗。

4.3 技術構架

4.3.1 總體技術構架

北斗物流信息化平臺為整個物流系統(tǒng)的核心，主要由北斗導航位置服務系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)、車輛管理調度系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)、信息采集和推送系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫組成。其中斗導航位置服務系統(tǒng)完成接收定位信息并將其翻譯轉換存儲與數(shù)據(jù)庫中；提供地圖基本操作、地理信息查詢以及對終端的位置進行監(jiān)控、查詢、實時定位，以及軌跡回放等功能。信息采集和推送系統(tǒng)主要來完成北斗終端信息的采集和消息推送。

4.3.2 北斗智能物流終端

北斗智能物流終端既是信息采集的終端又是信息和服務接收的終端。北斗導航模塊通過響應衛(wèi)星的廣播信號及接收衛(wèi)星發(fā)回的信號獲知自己的位置。采用Android系統(tǒng)通過系統(tǒng)的推送功能，結合3G和Wifi等通訊模塊實現(xiàn)信息和云端服務器的同步。

5 總結

隨著北斗導航系統(tǒng)的完善，北斗導航在很多領域得到繁榮發(fā)展，本文就物聯(lián)網(wǎng)的重要分支 —— 物流行業(yè)的北斗智能物流終端的應用進行研究；分析現(xiàn)有的物流體系，就手持智能物流終端在物流各個環(huán)節(jié)中應用進行分析，提出了北斗智能手持終端在物流領域的應用方案，該方案不僅提高了效率、方便管理，還提高了用戶的體驗。

可以預見，隨著大規(guī)模商用后北斗導航芯片成本會逐漸降低，在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)必然得到充分的應用，同時也將融入消費導航市場。