物联网中的智能物流仓储系统研究

物联网中的智能物流仓储系统研究

物流是指为满足客户需求,以尽可能低的成本实现原材料、半成品、成品或相关信息从商品产地运输到消费地的计划、实施和管理的全过程。根据实际需要,将运输、储存、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能有机地结合在一起,构成物流实施过程综合体。当前我国物流企业普遍存在的成本偏高、网络信息化水平较低的问题,这已经成为国外制造业向国内转移的制约瓶颈。本文从物流领域的运输和存储两个主要阶段的需求出发,构建智能物流平台,采集监控参数,综合运用各种物联网核心技术,随时随地把信息通过异构网络传输到远端云计算中心,由中心作出判断进行实时调整,实现物流管理的自动化、信息化和网络化,从而降低物流领域各个环节的成本,增强企业竞争力。

1物联网系统的基本组成

1.1物联网硬件平台组成物联网是以数据为中心的面向应用的网络,主要完成信息感知、数据处理、数据回传,以及决策支持等功能,其硬件平台可由传感网、核心承载网和信息服务系统等几个大的部分组成。其中,传感网包括感知节点(数据采集、控制)和末稍网络(汇聚节点、接入网关等);核心承载网为物联网业务的基础通信网络;信息服务系统硬件设施主要负责信息的处理和决策支持。1)感知节点。感知节点主要是由声音传感器、温度传感器、压力传感器、振动传感器、二维码识读器、RFID读写器等由各种类型的数据采集模块组成,完成物联网应用的初始数据采集和设备控制等功能。2)末稍网络。末稍网络即接入网络,包括汇聚节点、接入网关等,完成应用末稍感知节点的组网控制和数据汇聚,或完成向感知节点发送数据的转发等功能。3)核心承载网。核心承载网可以有很多种,主要承担信息服务系统与接入网之间的数据通信任务。根据具体应用需要,承载网可以是公共通信网,如2G、3G、4G移动通信网,WiFi,WiMAX,互联网,以及企业专用网,甚至是新建的专用于物联网的通信网。4)信息服务系统。物联网信息服务系统主要由各种应用服务器(包括数据库服务器)等硬件设施组成,还包括用户设备(如PC、手机)、客户端等,主要用于对采集数据的融合、汇聚、转换、分析、对用户呈现的适配以及事件的触发等。

1.2物联网软件平台组成物联网的软件平台是物联网的神经系统。不同类型的物联网,其软件系统平台也不相同,一般来说,物联网软件平台建立在分层的通信协议体系之上,通常包括数据感知系统软件、中间件系统软件、网络操作系统(包括嵌入式系统)以及物联网管理和信息中心的管理信息系统等。其中物流仓储系统设计,WSN协调器、路由器和终端的嵌入式应用软件都是基于轮转查询式的操作系统Z-Stack协议栈,该协议栈按照优先级依次处理MAC层、网络层、硬件抽象层、应用层、ZigBee设备应用层和用户应用层任务事件。默认系统脉动时间片为1ms,通过任务间的消息传递机制触发对应事件执行任务。使用优化的AODV专用网络路由协议寻找路径。

2关键性应用技术

2.1RFID技术

RFID是一种非接触式的自动识别技术。它通过无线电讯号,自动识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。一般RFID系统由电子标签、天线、读写器、信息处理系统组成。当带有RFID电子标签的物品通过特定的信息读写器时,接收读写器发出的射频信号,标签被读写器激活,凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息,或者主动发送某一频率的信号;并通过无线电波将标签中携带的信息传送到读写器以及信息处理系统,完成信息的自动采集工作。RFID技术在仓储管理子系统发挥重要的作用。RFID阅读器有手持式和安装式两种。手持式RFID阅读器的应用结合手持式终端设备,灵活应对各种零散的物品;安装式阅读器则主要安装在固定货架、进出通道和智能叉车上,便于货物的自动识别和跟踪校验。RFID在使用过程中,还需要与WSN、读写器等设备相配合,并且要架设在有无线网络的范围之内,保证作业数据的实时传输。

2.2无线传感器网络技术

无线传感器网络(WirelessSensorNetwork,WSN),是由部署在监测区域内的大量静止或移动的微型传感器组成,通过以自组织和多跳的方式构成无线网络,协作的感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息,并最终把这些信息发送给网络的所有者。它是由传感器节点、汇聚节点(sink节点)、互联网和用户终端等部分组成。在该系统中,WSN节点散步在仓库中的指定区域。一方面,利用传感器节点实时感知、采集和处理节点周围的物理或环境条件,如温度、湿度、压力等。另一方面,与RFID模块相结合互补,形成自组织的无线传感器网络,并利用ZigBee协议进行数据传输。即通过RFID技术读取货物信息后,经WSN节点把信息进行量化,形成数据并发送,由物流管理子系统分析并作出调度指令。

总结:智能仓储物联网解决了传统仓储管理过程中物流信息处理效率低以及出入库盘点不准确等问题,系统在出入库、监控、盘点、拣货等方面具有快速、便捷、准确、高效及高度自动化等优点。智能物流系统使物流从被动走向主动,实现物流过程中信息的主动获取、运输和存储货物的主动监控,使物流从源头开始被跟踪与管理,真正实现信息流快于实物流传输。在现代物流领域,物联网已经体现出其积极的促进作用。

参考文献:

[1]黄志雨,嵇启春,陈登峰.物联网中的智能物流仓储系统研究[J].自动化仪表,2011(3).

[2]刘强,崔莉,陈海明.物联网关键技术与应用[J].计算机科学,2010,37(6).

[3]孙玉砚,杨红,刘卓华等.基于无线传感器网络的智能物流跟踪系统[J].计算机研究与发展,2011(48).

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