无源物联网典型场景白皮书（2023）.pdf

中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）1中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）2无源物联网具备低成本、低功耗、易部署和免维护等优势，通过架构创新、算法创新和能力创新，将解决现有方案性能受限、场景受限和自动化程度低等问题，能够实现标识对象全要素、全流程和全生命周期的可视化、自动化和智能化（即“三全三化”）管理，进而实现万物智联。本白皮书聚焦无源物联网典型应用场景，根据标识对象全生命周期的特点和能力要求对场景进行分类，并详细阐述每个场景的业务痛点和无源物联网在该场景的适用性及价值，为推动无源物联网技术方案研究及产业发展提供参考。本白皮书的版权归中国移动所有，未经授权，任何单位或个人不得复制或拷贝本建议之部分或全部内容。中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）目目录录1.1.无源物联网概述无源物联网概述.1 11.1 发展现状及趋势.11.2 应用场景分类.32.2.无源物联网典型场景无源物联网典型场景.4 42.1 区域盘点“一码定识”.42.1.1 大型仓储管理.42.1.2 办公资产管理.62.1.3 行业设备监测.72.1.4 家庭物品管理.82.1.5 小结.102.2 广域追踪“一码追寻”.102.2.1 人员物品追踪.102.2.2 交通车辆监管.112.2.3 流动资产监管.122.2.4 小结.132.3 全域管理“一码到底”.132.3.1 生产流程管理.132.3.2 快递物流管理.152.3.3 冷链物品管理.162.3.4 商品供应链管理.172.3.5 小结.183.3.总结与展望总结与展望.1919缩略语列表.20参考文献.21参编单位及人员.22中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）11.无源物联网概述无源物联网概述1.1 发展现状及趋势发展现状及趋势产业数字化蓬勃发展，行业对各类对象的全要素、全流程和全生命周期管理需求日益迫切。现有技术在终端连接数量、感知规模和应用成本等方面面临挑战，产业呼唤物联网新技术和新产品。无源物联是通过采集环境能量，将周围可利用的无线电波能量、热能、振动能和机械能等转化为可驱动自身电路的电能，同时利用以反向散射为代表的通信模式，实现向目标节点传递信息的低功耗通信技术。其最显著的特征是不依赖传统电池供电，能够很好地解决功耗瓶颈问题，是下一代物联网发展的关键技术。根据产业现状、市场需求及技术演进趋势，无源物联技术发展可划分为无源 1.0、无源 2.0 和无源 3.0 三个阶段（如图 1）。图 1.无源物联技术发展三阶段无源 1.0 采用单点式架构，以超高频 RFID 为代表，包含无源标签、读写器及管理平台三部分。其工作原理是读写器发射射频激励信号以激活无源标签，标签利用反向散射技术将自身信息调制到该射频信号上，读写器接收标签反向散射的信号并进行解调，并将采集到的信息上传到后端管理平台，实现信息的读取与传输。由于读写器端存在较为严重的信号自干扰和读写器间干扰，导致读写器和标签之间的通信距离受限。目前产业重点针对读写器及标签性能进行优化，提升点对点识别和近距离通信能力。中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）2无源 2.0 采用组网式架构，将 RFID 读写器从单点式的收发一体分为激励器和接收器两个设备。在应用中，管理平台负责启动业务流程、统一调度接收器以及数据的分析展示，接收器负责下发指令信号并对激励器进行管理控制，激励器负责向无源标签转发指令信号并为其供能以激活标签，被激活的标签向外界反向散射1传输自身数据，并由接收器接收数据并上报，以完成信息读取。无源 2.0通过收发功能分离实现了前向链路与反向链路的解耦，有效降低了读写一体机的自干扰问题，从而提升了接收器对无源标签反向散射信号的接收灵敏度，扩展了系统覆盖范围2，同时支持组网部署，优化系统效率，可实现几十米到百余米的区域级覆盖。无源 3.0 采用全新的蜂窝式架构和协议，将利用基站或终端设备实现对标签的激励和信息采集，借助蜂窝网络上下行干扰抑制、自适应编码调制方式、灵活资源调度、多天线多节点联合传输和移动性管理等优势，实现中远距离传输和规模化覆盖，提供“全程全网”的连接能力。3GPP 目前已经开展无源物联网的标准化研究，根据 3GPP 相关标准定义，无源物联网支持 A 类、B 类和 C 类三种类型的标签。标签技术特性如表 1 所示，系统可根据不同的业务需求，灵活选择标签类型，进一步提升了无源物联网在不同场景的适用性。同时，无源物联中支持其他网络架构或协议的标签也可参照上述能力特点进行分类。表 1.三类无源物联网标签的特性无源 1.0 能够支持局域范围内的点对点识别，在鞋服快消品零售、小型仓储物资盘点等场景已经形成了长期应用，但受限于下行链路预算，其覆盖距离不足10 米（链路余量约 59dB），多用于小范围近距离盘点，难以满足大规模资产管理、定位追踪、出入库等全流程业务自动化需求。无源 2.0 的标签反向识别距离可超过 100 米，具有良好的识别准确率，并且基于组网覆盖，在盘点、出入库业务能力基础上进一步拓展天线级、库位级和米级低成本定位能力，已经实现了落地应用，在大型仓储、资产管理等场景中的单/多道口区域部署，可实现货物的中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）3自动化、大规模和高效盘点，正在持续发挥巨大价值。同时，无源 2.0 无需对标签进行改动，可复用现有产业能力和资源，能够支持与单点式的无缝对接及业务快速升级。未来，无源物联网可以充分利用蜂窝网络基础设施和授权频谱，一是在通信距离、可靠性和安全性等通信性能上将有大幅提升，支持长距离传输、轻量级身份鉴权和多传感融合等重要能力；二是支持跨域标签管理，能够实现端到端全业务流程的打通，消除信息孤岛，实现全程全网全生命周期的综合管理；三是复用蜂窝基站站址，降低读写设备成本及业务部署的难度，利用蜂窝网络实现“一网多能”。基于上述能力优势，无源物联网将实现对各类对象的无源物联网将实现对各类对象的“三全三化三全三化”管理管理，即全要素、全流程和全生命周期的可视化、自动化和智能化，即全要素、全流程和全生命周期的可视化、自动化和智能化，实现万物“可感、可连”，全流程“可管、可控”，全生命周期数据贯通，进而打造万物互联数字化基座，有效满足产业数字化新需求，将助力物联网连接规模实现千亿级乃至万亿级突破，打造万物互联新业态，促进行业提质、降本、增效、绿色化和安全化，赋能企业生产、人民生活和社会可持续发展。1.2 应用场景分类应用场景分类随着物联网技术在各行各业的深入应用，面对更加灵活多变的应用场景，无源物联网凭借其较低的部署及维护成本、无需传统电池供能等优势，正成为实现“千亿级乃至万亿级物联”愿景的关键使能技术。如图 2 所示，根据标签在其全生命周期所涉及的业务环节和应用特点，可将无源物联网的典型场景分为区域盘点、广域追踪和全域管理三类。图 2.无源物联网应用场景分类及典型场景示例中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）4区域盘点类，其应用环境以局域为主，应用需求以对相对固定区域内的标区域盘点类，其应用环境以局域为主，应用需求以对相对固定区域内的标识对象进行盘点为主识对象进行盘点为主。区域盘点类重点面向仓储管理、资产管理、设备监测、智慧家庭、商超零售等场景，对仓库、园区和家庭等区域的物品进行自动化盘点及管理，降低人工盘点成本和出错风险，提升盘存效率及安全性，实现“一码定识”。广域追踪类广域追踪类，其应用环境以广域为主其应用环境以广域为主，标识对象的移动可能具备不规律性标识对象的移动可能具备不规律性，应用需求以对标识对象进行定位和追踪为主应用需求以对标识对象进行定位和追踪为主。广域追踪类重点面向人员物品追踪、交通车辆监管、城市可流动资产管理等场景，通过快速监控、定位和跟踪重要的人和物，有效地防止人员或动物走失和物品丢失，帮助个人用户和城市管理单位更好地保护人员和资产，提高综合管理及运营效率，减少损失和风险，实现“一码追寻”。全域管理类，其应用环境兼具局域和广域，涉及多个业务主体、应用环节全域管理类，其应用环境兼具局域和广域，涉及多个业务主体、应用环节和管理流程和管理流程，应用需求以端到端全流程管理和信息溯源为主应用需求以端到端全流程管理和信息溯源为主。全域管理类重点面向工业、物流、冷链、建造、供应链管理等领域，对标识对象进行全生命周期的端到端监管。以生产流程管理为例，从物料入厂开始，对物料仓储、生产制造和成品物流等环节进行监管及追溯，实现产品全流程的数字化、透明化和智能化，实现“一码到底”。2.无源物联网典型场景无源物联网典型场景2.1 区域盘点区域盘点“一码定识一码定识”2.1.1 大型仓储管理大型仓储管理近年来，随着电子商务、跨境贸易、冷链和医药等领域的快速发展以及制造业和零售业等传统行业的转型升级，大型仓储的需求持续增长。面向大型仓储信息化、自动化和智能化的发展趋势，无源物联网支持仓库内外连续覆盖无源物联网支持仓库内外连续覆盖、物品精物品精准定位、信息智能识别等，可实现对大型仓储物资的高效盘点和管理。准定位、信息智能识别等，可实现对大型仓储物资的高效盘点和管理。当前，大型仓储主要通过二维码、机器视觉、RFID 等技术结合人工操作实现对货物的出入库和盘存等日常管理，普遍存在自动化程度低、盘存不及时、数据上传不及时、数据不准确和找物效率低等问题，不但消耗了大量的人力物力，中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）5也极大影响了仓储管理效率。此外，大型电商和医药等高端客户也需要及时掌握仓库货物的供应流转情况，传统管理方式难以满足需求。无源物联网能够扩展系统覆盖范围，在库房内的货物上或包装容器上（例如：纸箱、木箱或塑料托盘等等）部署 A 类或 B 类标签，标签与货物信息进行绑定，并通过在库房卡口、房顶、平库和立库等关键区域布设激励和接收设备（如图 3），可实现对目标货物的快速盘点、出入库管理和定位查找等应用。当货物进出卡口当货物进出卡口时时，标签被自动读取，实现出入货物的自动识别。同时，读取的货物信息将上报至管理平台，平台对接客户的仓库管理系统，从而实现货物出入库状态的自动更新及出入库手续的自动办理。当货物上架时当货物上架时，通过部署在叉车上的读写器可对车上货物进行识别并与库位信息进行匹配，从而实现货物精准入位和信息及时更新。当货物被盘点时，当货物被盘点时，通过在库位部署的基站设备可对标签实现分钟级准实时盘点，盘点效率较人工大幅提升。当货物被查找时当货物被查找时，无源物联网支持天线级和库位级精度的库内找物，结合智能算法可实现低成本米级定位。图 3.无源物联网在大型仓库部署示意图中国智能仓储市场规模大，且中长期市场存量和增量仍有增长空间。无源物联网可以利用在仓库现场部署设备，并结合管理平台进行远程自动盘点和米级定位，一方面能够提高仓库管理的便捷性，进一步节约人力成本，另一方面能够提升库内货物信息的准确性，解决仓储管理中存在的账实不符等问题，较好地满足大型仓储的综合管理需求。中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）62.1.2 办公资产管理办公资产管理办公资产包括办公用品、通讯设备和专用设备等等，企业园区办公资产一般具有种类多、数量大、流动频繁和使用频率高等特点，亟需采用高效、精准和便捷的方式满足企业对资产的审批、检查、盘点和追踪等综合管理要求。无源物联无源物联网通过办公区域、库房和室外园区的连续覆盖，实现区域内资产全要素信息的网通过办公区域、库房和室外园区的连续覆盖，实现区域内资产全要素信息的自动化采集。自动化采集。当前园区资产的日常管理主要通过电子表格、二维码、机器视觉等结合人工盘点的方式实现，但仍存在一定问题。一是人工盘点时间长、效率低并且易出错，资产管理的实时性差且无法实现按需盘点，出现问题易推诿扯皮。二是部分资产具有借用频率高和位置移动频繁等特点，当前的管理方式难以及时发现资产的变化，也难以实现资产的快速找回。三是不同类别的办公资产差异性较大，现有方式难以针对资产的特点进行全要素信息采集，无法实现精细化管理。四是现有方法受环境影响较大，在夜间等光线较暗的环境下难以发挥作用。基于无源物联网，在电脑、打印机、文件柜和办公桌椅等资产上部署 A 类或B 类标签，为办公资产赋予唯一的“身份证”（如图 4），并在企业园区内的办公室、库房或园区出入口等关键区域布设蜂窝无源基站，管理平台与企业内部的信息系统打通，可有效实现园区内办公资产从采购、分发、使用、日常清点到报废整个生命周期的精细化信息采集（例如：颜色、功能、用途、采购时间、使用周期和使用人等等）和自动化综合管理。无源物联网不但能够大幅降低区域内资产盘点的时间，解决“每年盘一次，一次盘一年”的管理难题，还能结合定位技术实现天线级精度的定位，便于资产丢失后快速找回，进一步解决企业日常管理中存在的资产数量不清、权属不明和账实不符等问题，特别是处于园区的室外环境时，基于蜂窝基站的连续覆盖，依然能够实现资产的快速定位。除资产盘点外，无源物联网结合电子围栏技术也能够实现园区内人员的管理，例如人员出入自动打卡等。中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）7图 4.无源物联网在园区办公资产管理场景部署示意图园区办公资产数量多且管理难，无源物联网具备快速盘点、区域定位和支持室内外连续覆盖等优势，能够进一步满足企业对园区办公资产管理精细化、自动化和智能化的要求，具有极大的市场发展潜力。2.1.3 行业设备监测行业设备监测工业和能源等行业是经济社会发展的基础支撑，数字化、智能化和绿色发展是新型工业及能源体系的重要方向。当前，行业中各类设备的自动化程度和设备复杂性不断提高，需要对设备进行有效的状态监测和故障诊断，以满足安全生产的需求。以电力行业为例，输电及变电是实现电力远距离传输的核心环节，存在对工作设施运行状态和工作环境进行周期性监测的需求。无源物联网能够为行业无源物联网能够为行业提供更高效和更便捷的设备全生命周期状态监测方法。提供更高效和更便捷的设备全生命周期状态监测方法。现代化制造和电力等行业通常会采用布设大量传感器节点、人工手持监测设备（例如红外测温仪等）或无人机巡检等手段进行工作设施及环境监测，缺乏实时性强和性价比高的手段。同时，某些监测设备可能部署在恶劣环境（如高/低温、高湿度或易电磁击穿等）、特殊位置空间（如地下管廊等）或危险环境中（如高速移动或旋转设备等），导致现有的监测方式存在诸多不便。以电力行业为例，在地下管廊等环境中在地下管廊等环境中，地下输电线缆多埋于顶部距地面深度 1 米以下的空间内，最上层覆盖物为混凝土或沥青路面，存在作业空间小和通信信号弱等特点。采用无源物联网，将具备传感能力的 B 类或 C 类标签安装在需要监测温湿度和水位等参数的位置，并布设中继设备增强信号覆盖（如图 5）。传感标签可通过高效采集电磁能、光能（日光灯）和热能等环境能量实现自供能。基站或中继设备可周期性读取标签传感数据，平台通过对数据进行过滤、曲线描绘和多环境量组合分析，从而实现基于点位的低成本和高实时性环境监测，及时中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）8发现线路发热、异常震动、环境高湿和积水等情况，并定位故障点，保障地下输电电缆运行安全。在室外监测环境中在室外监测环境中，电力一次设备的工作电压从800kV到0.4kV不等，存在作业范围广、取电困难且可能被电磁击穿等问题。可将具备传感和抗高压击穿能力的 B 类标签安装在待测温设备的触点位置（如图 6）。标签可以利用太阳能实现环境供能，基站周期性的读取测温点的传感数据，平台利用采集到的温度数据分析设备运行状态，实现低成本和免维护的一次设备运行状态监测。同时，实际部署中，可以复用园区内已有的蜂窝基站进行标签信息读取与传感监测，实现一网多能。图 5.无源物联网在地下管廊设备监测应用示意图图 6.无源物联网在一次变电设备监测应用示意图综上所述，无源物联网具备通信距离远且可复用现有通信资源等优势，能够高质量的满足垂直行业各类设备及环境的监测需求，较好地解决监测设备取电困难及人工巡检运维成本高的痛点问题，为行业提供性价比高和实时性强的设备数字化监测新型技术手段。2.1.4 家庭物品管理家庭物品管理随着生活水平的提升，个人和家庭物品的种类日渐多样，对于钥匙、护照、银行卡、钱包、书籍和儿童玩具等小型或重要物品，人们可能经常忘记它们的位中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）9置或不确定它们是否还在家里，因此，对于家庭物品查找及贵重物品管理的需求不断提升。无源物联网利用蜂窝基站、家庭网络设备和手机等移动终端，能够无源物联网利用蜂窝基站、家庭网络设备和手机等移动终端，能够支持家庭物品的精细化管理。支持家庭物品的精细化管理。家庭物品管理当前多采用蓝牙或 UWB 定位终端实现，但这些终端存在能耗高和成本高等问题。利用无源物联网，将一部分无源标签放置在家中的门、墙壁、桌子、沙发、电灯和床等固定位置上，使其作为辅助定位的参考点，将另一部分无源标签粘贴在易失或贵重的物品上，可实现对移动物品的管理。在智能家居环境下，可以利用家庭网络设备，也可以结合手机等智能终端作为中继设备，进一步扩展无源物联网在家庭中的覆盖范围3（如图 7），实现物品快速查找、异常告警、物品状态监控等应用。利用标签、家庭网络设备和手机终端，能够快速实现物品定位查找，避免丢失或遗忘。同时，无源物联网可以记录物品使用的时长和频率等信息，从而帮助用户更好地规划生活，及时进行物品保养或维修。图 7.家庭中无源物联网部署及通信示意图以快速找物为例，当用户在家中要寻找某个物品时，可通过手机等智能终端接收家中无源标签（待寻找物品上粘贴的标签和一些固定位置的标签）发送的信号，通过信号处理算法进行物品定位。当用户位于室外时，如果发现个人物品（例如钥匙、银行卡等）不在身边，可利用手机与基站交互，远程和家中的网络设备建立连接，触发设备对物品的查找，从而确认物品是否在家中（如图 8）。图 8.家庭物品管理示意图中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）10无源物联网用于家庭物品管理的场景，具备超低功耗、免维护、安装便捷、极低成本和集成传感能力等优势。在超低功耗和免维护方面在超低功耗和免维护方面，标签可通过收集环境能量供电，无需传统电池或电源，能够极大降低维护成本。以射频能量为例，家庭中的网关设备、路由器和 CPE 等，以及个人智能设备如手机等，均可以发送射频信号，可复用这些设备或者部署专用射频设备为标签供能。在安装便捷方面在安装便捷方面，标签可以做到极小尺寸，具有柔性可折叠、耐氧化和可清洗等特点，无需布线或安装电源接口，可以更灵活地放置在家中或者粘贴在家庭物品上。在极低成本方在极低成本方面面，相较于 GPS、蓝牙和 UWB 等定位设备，标签价格通常较低，同时由于无需嵌入电池及连接线，相应的减少了硬件开销和维护成本。在集成传感能力方面在集成传感能力方面，标签可集成温湿度等传感器来收集环境数据，及时对家庭物品进行状态监测和异常告警，未来应用潜力巨大。2.1.5 小结小结区域盘点类场景以局部范围内对物品的盘点和查找等需求为主，然而现有技术方案仅面向行业应用提供服务，且难以适用于室外开阔区域。未来，无源物联网将实现海量标签的高性能、低功耗通信以及全域、多维度融合感知，具备室内外连续组网覆盖、自动化盘点、出入库及低成本米级定位等优势，将为区域盘点类场景提供更优的解决方案，并进一步拓展面向个人和家庭的应用，高效实现“一码定识”的区域盘点。2.2 广域追踪广域追踪“一码追寻一码追寻”2.2.1 人员物品追踪人员物品追踪近年来，人们的户外活动越来越丰富，户外环境中的个人物品安全日益受到关注。同时，家中的老人、小孩和宠物也存在户外走失的可能，需要及时了解人员和宠物的当前位置，定位追踪的需求不断增加。无源物联网以其高实时性和支无源物联网以其高实时性和支持广域连续覆盖的特点，能够为人员物品追踪提供新思路。持广域连续覆盖的特点，能够为人员物品追踪提供新思路。当前对于人员和物品的定位及追踪多采用 GPS 或蓝牙等方式实现，但仍存在一定弊端。GPS 追踪器仅能在户外使用，且存在功耗高、安全性低等劣势。蓝牙中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）11定位追踪器仅支持近距离的数据传输，虽然定位精度较高，但无法单独用于广域的人员物品追踪，往往需要借助众包等手段，一定程度上存在实时性差和安全性低等问题。针对人员及物品的定位追踪需求，可在人员（如老人、小孩等）及重要物品上（例如：行李、钥匙、卡证等）部署 C 类标签。标签支持定时主动上报信息，利用标签与蜂窝基站的交互，可实现与标签绑定目标的精准定位和轨迹追踪，并能够在手机端展现，实现低成本和快速寻找。当用户获取标签后，可激活标签并绑定个人信息，标签定期向蜂窝网络上报心跳信号，手机应用程序可展示标签当前位置。如果发生人员走失或物品丢失，用户可在应用程序上点击查找，蜂窝网络对与人员或物品绑定的标签进行快速定位，并展示位置信息，用户可据此对人员或物品进行找回。无源物联网在人员和物品追踪场景中的应用具有低功耗、高安全性和高实时性等特点，标签的环境能量采集和低功耗通信的特点能够支持其长时间待机和使用。蜂窝网络的信息交互能够提供高安全性，有效保护用户隐私。基于蜂窝网络广域连续覆盖的特点，有基站的地方都可找到标签，不受室内或室外环境的限制，使追踪“无死角”。未来，随着无源物联网产业的不断发展和壮大，标签将进一步降低成本，并融合多元定位方式以提升定位精度，不断增强无源物联网在广域追踪场景的应用优势。2.2.2 交通车辆监管交通车辆监管随着城市化进程的日益加速，交通车辆管理面临着越来越大的挑战，如何在不影响城市交通运行效率的前提下提高交通运输监管效率、增强交通安全性，已成为城市道路交通管理部门亟待解决的问题。无源物联网具备海量数据感知无源物联网具备海量数据感知、超超低成本部署低成本部署、免维护运行的特点免维护运行的特点，将为车辆和交通安全管理提供新的技术手段将为车辆和交通安全管理提供新的技术手段。当前的交通车辆监管主要依靠重点区域部署摄像头结合人工卡口检查实现，然而，一方面摄像头的拍摄受环境影响较大，出现脏污、遮挡或光线昏暗等情况无法获得高质量的视觉证据，另一方面车辆的移动性较强而摄像头的视野范围有限，采集到的图像或视频仅展现当前位置点的情况，无法对车辆进行连续定位追踪，无法满足对异常车辆的快速追查。中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）12针对交通车辆监管的需求，通过在车辆上部署无源物联网 C 类标签，形成电子车牌，结合城市内广域部署的蜂窝无源基站，可以实现车辆的数字化管理。标签存储车辆的标识和基本信息，如车架号、车牌号、车型、颜色和年检信息等等，可实现交通证件管理的无纸化、自动化和智能化，最大限度地减少证件的冒用、盗用和仿制。标签定时向基站上报车辆信息，并结合摄像头提供的影像信息，可帮助交管部门提高管理效率。一方面，无源物联网结合摄像头能够对逆向行驶、不按车道行驶、禁行检测、超速、超载和超限等违法行为进行自动监测，一旦发生交通事故，可快速定位和追踪肇事车辆，并可辅助救援人员迅速获取事故地点和车辆信息，提高应急反应速度，降低交通违法的追查难度。另一方面，对无源物联网收集的道路交通信息进行分析，管理部门可快速了解交通综合负载，并根据分析结果安排车辆行驶路线和出行时间，按需调整交通信号时序，充分利用交通资源，缓解交通拥堵并提高车辆通行效率。道路监管涉及范围广并且管理难度高，未来，基于环境能量采集和低功耗的通信方式，通过推动无源物联网的“一张网”，可加强构建道路交管的“一盘棋”，不断促进城市道路交通监管的信息化和智能化，推动城市交通的有序运行。2.2.3 流动资产监管流动资产监管城市资产监管是政府管理工作中一个重要的组成部分，城市资产种类繁杂且数量庞大，部分资产存在流动性强、价值高、使用周期长和使用地点分散等特点，例如自动体外除颤器（AED）、安全锤、窨井盖、雨水篦子、消防器材和公共救生衣等等。此类流动资产管理难度大且易发生丢失，一旦丢失难以及时找回，将给市民生命安全和城市运营管理带来极大的隐患。无源物联网的广域覆盖能力无源物联网的广域覆盖能力，可为城市高值易失的流动资产管理提供创新解决方案。可为城市高值易失的流动资产管理提供创新解决方案。当前，城市流动资产的管理方式主要包括人工核对、基于二维码/条形码扫描、视频监控和 RFID 几种。人工记录和基于二维码/条形码扫描存在工作效率低且准确率低的问题，出现丢失也难以找回。图像视频采集设备及识别算法部署成本高，并且存在覆盖死角，出现丢失能够提供一定线索，但仍然无法实现失物快速找回。RFID 技术能够从一定程度实现自动化管理，但现有 RFID 仅能支持卡口和室内小区域覆盖的方式进行资产管理，无法满足对城市流动资产快速定位追踪中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）13的需求。基于无源物联网可实现各类城市高值易失的流动资产状态监测和定向查找。以窨井盖为例，其资产价值较高，并且存在震动、位移和压力等维度的感知需求，可以将支持传感能力的 C 类标签部署在窨井盖上，实现其状态和位置的定时主动上报。通过标签与蜂窝无源基站的交互，一方面管理人员可以定时查看井盖状态，确认其位置，如果发生丢失，可以利用蜂窝基站的广域覆盖的特点实现大范围的资产追踪，从而快速找回。另一方面可利用标签中集成的传感能力随时监控井盖状态，一旦出现震动或位移超过设定的安全阈值时，能够主动上报告警信息至管理平台，协助相关人员快速处理异常状况。无源物联网支持环境能量采集和低功耗通信，因此能够实现在大规模城市环境中的长时间应用。蜂窝网络的广域覆盖特性能够使丢失的城市流动资产“无所遁形”，实现快速定位和找回。未来随着无源物联网技术及产业的发展，标签形态将更加多样化，成本将逐步下降，定位精度和实时性将逐渐提升，为智慧城市提供更加低成本、高精度和高实时性的流动资产管理方案，进一步满足种类繁杂和数量庞大的城市流动资产管理及追踪需求。2.2.4 小结小结广域追踪类场景中，标识对象具有移动性强且移动不规律等特点，现有技术方案由于覆盖范围、通信距离和功耗等方面受限，难以满足应用需求。未来，基于无源物联网的广覆盖、高实时性和授权频谱的优势，广域追踪类场景能够更好的实现，并有望成为无源物联网的代表性场景之一。无源物联网具备高实时性的定位追踪能力，有望面向个人、家庭和行业深度赋能，从而支持高效、安全和极低功耗“一码追寻”的广域追踪。2.3 全域管理全域管理“一码到底一码到底”2.3.1 生产流程管理生产流程管理数字化生产是将传统的生产过程通过数字技术进行升级改造，实现自动化和智能化生产制造。数字化生产场景下，需要对生产制造全流程中的物料、工具和中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）14成品等进行监管，实现物料到成品的全流程管理。其中，在库区、道口和产线区域，制造工厂对物料和成品存在快速盘点的需求。无源物联网具备中远距离传输无源物联网具备中远距离传输和规模化覆盖的能力，能够解决大型工厂生产流程管理中存在的业务痛点。和规模化覆盖的能力，能够解决大型工厂生产流程管理中存在的业务痛点。当前的生产流程管理主要依赖人工，工人基于纸质清单或扫码清点物料和产品，在生产过程中，从主体零件上线、零部件装配、成品质检到成品下线环节，均涉及各种零部件的签到及核减等操作，人工操作繁琐且效率低，存在漏点、错点、效率低和信息不互通等问题，导致产线效率难以提高。同时，产品的流转缺乏有效指引，效率低，仓库空间无法得到有效利用，管理成本增加。采用无源物联网，在工厂的生产物料、容器、工装车和成品部署 A 类标签，在出入库道口、库区和工位部署蜂窝无源基站，可对管理对象的类型、数量和位置等进行自动化管理。在出入库管理方面在出入库管理方面（如图 9），当携带标签的载具装载相关物料或成品经过时，道口自动识别物料或成品信息并上传至工厂物流系统，及时更新厂内物流信息，实现对物料或成品物流路径的可视化管理，实现计划、看板和波次等的拉动，避免因物料未及时送达导致停机。在库存管理方面在库存管理方面，基于蜂窝网络在库区的无缝覆盖，标签将资产信息快速上报给上层物料及成品管理系统，从而实现仓库资产数量和库存状态的高实时性监控以及资产精准定位等功能，实现快速出入库及资产盘点，提高工作效率、改善盘点质量并提升仓储利用率。在在产线信息读取方面产线信息读取方面，基站自动读取并上传每个工位经过的物料及在制品信息，实现关键零部件自动签到。同时，通过记录工位的操作耗时，结合大数据技术分析瓶颈问题，可提高生产效率。在产品下线时，自动进行质检并进行下流分配。基于自动收集各工序机器过站数据并通过 LOB 分析瓶颈，可改善生产节拍，完成产线上单品级产品的无人、自动及准确识别，提高生产效率，满足自动生产和精益生产的需求。图 9.基于无源物联网的道口出入库管理示意图中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）15综上所述，无源物联网能够较好的满足大型工厂生产制造环节物料自动化盘存和自动识别读取等需求，有效解决制造行业中物料流转效率低、易出错和信息不透明等痛点问题，提供低成本、高自动化和高准确率的生产透明化监控技术手段。未来无源物联网在生产制造全流程管理应用场景的连接规模预计每年将达到千万量级，发展空间较大。2.3.2 快递物流管理快递物流管理随着电商的高速增长，消费者对快递速度和服务质量的要求不断提高，特别是对于物流环节较多的快递以及高值快递，例如：保价物品、票据证件、跨境商品等，其端到端全流程数字化和智能化管理的需求日益突出。无源物联网能够打无源物联网能够打通物流各业务环节，实现高效的全生命周期管理，具有较大的发展潜力。通物流各业务环节，实现高效的全生命周期管理，具有较大的发展潜力。当前，对于快递物流管理，RFID 方案已经较为成熟，即每个快递中转袋或其他物流容器中粘贴或内嵌 RFID 标签，可通过 RFID 设备对容器进行盘点和出入库管理。然而，RFID 只能支持设备近距离扫描，受网络部署成本约束，读写设备也无法大范围部署，因此基于 RFID 的快递物流无法做到对各环节物流状态的高实时性跟踪，也难以实现对每一件快递的精细化管理。利用无源物联网技术，将 A 类或 B 类标签部署在单件快递中，对于特别重要或贵重的快件，也可选择 C 类标签，结合快递中转点、配送站等各环节部署的蜂窝基站，利用基站的广域覆盖能力，物流人员可快速完成识别、分拣、储存和配送，提高物流拣选与分发的效率与准确率，并且减少人工、降低成本，帮助快递物流企业随时掌握快递的位置和使用状态，大幅降低丢失率，实现其在全生命周期环节中的状态跟踪和全程管理。同时，标签可集成温度、湿度和压力等传感能力，实现对生鲜等易损商品的高效环境监控和快速信息上报。在揽件环节在揽件环节，可将标签部署在快递包裹上，激活标签并录入快递信息。在分拣环节在分拣环节，部署在分拣中心的蜂窝无源基站对快递包裹上的标签进行读取，根据目的地等信息对包裹进行自动化分拣。在运输环节在运输环节，通过读取标签信息能够了解在途快递数量、状态和位置，以准确掌握预期的到达时间等信息。在中转环节在中转环节，部署在中转仓的基站读取标签，对快递包裹进行信息核对，如有物品损坏，可对标签进行信息更新。在配在配送环节，送环节，利用标签可快速定位快件当前位置，便于丢失找回和送错找回。中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）16据统计，中国快递业务量每年超千亿件，具有较大的市场空间和发展潜力。无源物联网支持广域盘点、低成本融合定位及标签传感能力集成，能够解决 RFID小范围点状覆盖无法连续组网、缺乏传感能力而导致的无法及时跟踪、定位和获取物流状态等问题，较好的支撑快递物流行业的精细化和智能化管理，加强快递端到端全流程监管，减少快件损失，提高整体运营流转效率。除快递物流外，供应链物流管理也可采用无源物联网实现。结合全域覆盖的蜂窝基站，以及中继设备、终端设备和供应链商品中部署的无源标签，实现物流全流程各个关键作业环节中数据的快速准确采集，为企业决策提供有效依据，从而实现可视化、精细化和差异化的综合物流服务。2.3.3 冷链物品管理冷链物品管理冷链物品是指全生命周期的各个环节需始终处于特定低温环境下的物品，例如冷鲜食品、生物活性药品等等。基于保障用户健康和提高管理水平的需求，在冷链食品或药品的生产、加工、储存、运输和消费等各个环节需对状态信息进行连续采集，放置物品变质或损坏，并确保企业和个人能够及时掌握并追溯冷链物品的状态和流转过程。无源物联网能够满足冷链物品全生命周期可溯源的管理需无源物联网能够满足冷链物品全生命周期可溯源的管理需求，将在冷链管理方面发挥重要作用。求，将在冷链管理方面发挥重要作用。当前，以药品为代表的冷链物品管理多采用条形码或 RFID 方式实现，存在单点操作、分散管理和数据延迟等问题，难以实现物品数量、状态等信息的自动化采集和统一上报，无法实现冷链全生命周期各环节的网络连续覆盖和系统信息联动，管理效率低，维护成本高。并且现有技术方案安全性较低，无法有效实现冷链物品防伪和溯源。基于无源物联网技术，将集成温湿度等环境感知能力的 A 类或 B 类标签部署在冷链物品上，对于价值较高或者管理要求较为严苛的物品，也可采用 C 类标签，一方面利用标签与蜂窝基站的交互实现对冷链物品的定位、定期盘点和信息追溯等功能，另一方面基于标签内置的传感能力，能够按需实现物品全生命周期状态监测。复用生产车间、物流沿途、仓储库房、销售卖场等各个环节的蜂窝无源基站可实现端到端连续覆盖和全流程数据融通，实现冷链物品的生产管理、物流追踪、快速盘点、使用统计和缺货提醒等应用。对于冷链物品召回等特殊情况，还中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）17可以通过标签快速定位问题物品的位置和数量，提高召回效率，最终实现从生产、配送、销售、使用、退损和追溯全流程的闭环管理。同时，由于授权频谱和蜂窝通信高安全性的特点，无源物联网能够有效解决物品伪造和信息涂改等问题，进一步降低安全风险。此外，部分特殊物品（例如血液、生物药剂等）对于环境的要求较为严格，不但需要全程冷链运输和储存，还可能要求冷链环境的温湿度等指标保持在相对稳定的数值区间内。对于此类物品，采用无源物联网能够极大程度的避免冷链设备异常或人为疏漏所导致的环境因素异常，提高对冷链物品的监管力度。综上所述，无源物联网利用基站全程全网的优势，并结合传感能力，能够实现冷链物品的全生命周期管理和溯源，提升全流程信息采集的速度和准确性。未来，无源物联网技术将不断发展和完善，在物品防伪、追溯和监管等综合方面发挥越来越重要的作用。2.3.4 商品供应链管理商品供应链管理供应链管理是无源物联网的目标主战场和展现综合效益的关键应用领域。以商品供应链管理为例，其端到端流程可分为生产、仓储物流及门店销售等环节，标识对象涵盖商品、物流容器、车辆等。供应链管理的重点在于无缝衔接各个业务环节，并打通各环节之间的数据，以提升整体效率。无源物联网能够提供全要无源物联网能够提供全要素、全流程和全生命周期的供应链管理能力，进一步加强端到端管理力度。素、全流程和全生命周期的供应链管理能力，进一步加强端到端管理力度。现有商品供应链管理普遍存在管理效率低、难以按需生产、出入库效率低、库存不准确以及货品防伪防盗难等问题。虽然 RFID 已经在以鞋服为代表的部分零售商品供应链管理中应用，从一定程度上缓解了上述问题，但仍存在问题：一是标签通信距离受限，很多情况下仍需要人工手持读写设备进行批量扫描，管理效率较低；二是现有方案需要在供应链各环节的关键卡口布设读写设备，部署成本较高；三是当前供应链不同环节的后端信息系统往往“各自为战”，系统间数据难以互通，从而影响供应链效率乃至整体竞争力。依托无源物联网技术，将 A 类或 B 类标签部署在单件商品中，将 C 类标签部署在货运容器或车辆中，结合全域覆盖的蜂窝基站和统一的管理平台，能够实现商品供应链的全程无缝对接，提供一站式的信息服务。在生产环节在生产环节，生产流程信中国移动无源物联网典型场景白皮书（2023）18息能够与商品标签实现有机衔接，真实反映每件商品的物料、工艺和产品参数等信息，并支持商品信息在不同环节和不同部门间的高效流转，通过车间电