浅谈物联网技术的应用与发展.docx

南京理工大学机械工程学院 课程考核论文课程名称： 企业物流与供应链管理 论文题目： 浅谈物联网技术的应用与发展 姓 名： 学 号： 成 绩： 任课教师评语： 签名： 年 月 日注：请将该封面与论文装订成册。浅谈物联网技术的应用与发展 -刘洋 912101400115摘 要：在科学技术日益发展的今天，作为新型的战略性信息产业的物联网产业也随之受到很大的推动。本文主要介绍了物联网的相关概念及关键技术，并以物联网技术在仓储管理系统中的应用为例，深入了解物联网技术在企业中的具体应用，最后并对物联网技术的发展进行了相关研究。关键词: 物联网 关键技术 仓储管理 物联网发展0 引言 在“物联网”时代,实物将由物联网技术通过芯片、宽带等信息系统整合为统一的基础设施,他将大大影响社会的经济管理、生产运行、乃至个人生活。物联网技术可以实现智能交通管理、智能物流、智能医疗等等，开发超小型、低功耗物联网元件，推进物联网标准化将使得物联网的应用得到广泛的发展。目前，我国仓储业的发展存在一定的问题，如行业和地区分割、相互封闭、 重复建设、以人工作业为主、管理繁乱松散等。这不仅影响了仓储的工作效率， 降低了仓储能力，也使得仓储管理缺乏可靠性、 安全性， 给企业造成的严重的损失，增加了仓储管理成本。而这种现象多数是由于仓储作业效率不高、信息获取不及时或出错、决策和控制落后等一些原因造成的，要改变这种现状就要在仓储管理中采用一些先进的技术设备。物联网技术由于全面感知、可靠传送和智能处理的基本特征，在很多行业都得到了应用，同时也带动了整个物流行业的革新，尤其是 RFID 技术，其应用领域在不断扩大。1 物联网的相关概念1.1 物联网的定义物联网，简而言之就是物物相互连接的互联网，这个概念在上世纪末就提出来了，其最初被称为“传感网”，它依据相应的协议通过信息传感设备将物品和英特网连接起来，以便进行各种数据信息的交换和共享。物联网的关键性构成部分是互联网，物品之间的数据信息只有通过互联网才能得到广泛的延展。物联网通过射频识别（RFID）、感应器和扫描器等中介将物品和网络连接起来的，其实际意义就是使得人们能够通过网络对物品进行智能化的识别和管理。1.2 物联网的关键技术1.2.1 感知和识别技术 物联网要实现“物物互连”，用于标签物体的电子标签和感知物体的传感器网络相当关键。在电子标签方面，业界都倾向于使用RFID 技术。在物联网的开发过程中，集分布式信息采集技术、信息传输技术和信息处理技术于一体的无线传感网络(WSN)发挥着重要的作用。1. 网络传感器技术 传感技术利用传感器和多跳自组织传感器网络协作感知、采集网络覆盖区域中被感知对象的信息。传感器技术依附于敏感机理、敏感材料、工艺设备和计算机测量技术,对基础技术和综合技术的要求非常高。2. RFID 技术RFID是一项利用射频信号通过空间电磁耦合实现无接触信息传递，并通过所传递的信息识别物体的技术。RFID系统主要3部分组成:电子标签、读写器和天线。其中，电子标签芯片用于存储待识别物品的标识信息；读写器将约定格式的待识别物品的标识信息写入电子标签的存储区中，或在读写器的阅读范围内以无接触的方式将电子标签内保存的信息读取出来；天线用于发射和接收射频信号，它被内置在电子标签或读写器中。1.2.2 网络通讯技术1. Zigbee 技术 Zigbee 是一种高可靠的无线数传网络，类似CDMA和GSM网络。Zigbee 数据传输模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几千米，并且支持无限扩展。Zigbee是由多达65000个无线传输模块组成的一个无线数据传输网络平台，在整个网络范围内，每个Zigbee网络传输模块之间可以相互通信，每个网络节点间的距离可以从标准的75m开始无限扩展。2. 纳米技术MEMS 纳米技术MEMS是建立在微米/纳米基础上，对微米/纳米材料进行设计、加工、制造、测量和控制的技术。完整的MEMS是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通讯接口和电源等部件组成的一体化微型器件系统。MEMS传感器集信息获取、处理和执行于一体，能组成多功能微型系统，从而大幅度提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。3. 信息安全技术物联网的目标是方便人与物或物与物的信息交换。该技术在简化、方便人们日常生活的同时，信息的安全性问题也随之出现。物联网的信息安全技术主要涉及入侵检测、信息加密、恶意节点识别与剔除等方面，因此，建立信息安全技术必须从存储信息的软硬设备和管理流程同时入手。所构建的物联网系统一旦遭到信息安全攻击，不仅所获得的数据或信息失去意义，甚至会导致系统崩溃或瘫痪。2 物联网技术在仓储管理中的应用2.1 仓储的定位分析仓储作为物流环节的一部分，其产生的原因主要分为主动储存和被动储存。其中主动储存包括战略考虑、时间差异、市场因数（如为了使货物价格趋高避低进行的储存）；被动储存包括管理失误、供需脱节、不可抗拒因素等。仓储管理内容研究大致可以分为仓、储、物和环境四个方面。仓是指仓储活动所需的设施、设备；储是指仓储业务及其管理，包括商品的出入库业务、在库业务、仓储规划和货位管理等；物是指对仓库内货物及人的管理。环境是指仓、物的活动、存放环境仓储的总体示意图如图1所示。2.2 基于物联网技术的仓储管理系统2.2.1 仓储管理系统的软件设计基于物联网技术的仓储管理系统主要实现三个功能：一是利用物联网技术优化仓库作业流程；二是利用物联网技术对仓库内的人员、叉车、托盘、货架等设备进行监管、调配和权限管理，实现合理布控。三是利用物联网技术对仓库内温度、 湿度等环境进行实时监控。 根据实际运用中的要求，该智能仓储管理系统软件结构上分为业务管理、安全管理、数据管理、协作管理、基本信息管理、设备管理和电子地图7大功能模块。系统软件功能结构如图2所示。2.2.2 仓储管理系统的硬件布局方案未来仓储的发展趋势是多功能混合运用、自动化、智能化和集约化。根据仓储管理系统的功能，结合物联网技术，实现模块功能所涉及到硬件设备大致有PC机、手机、PDA、FID货物标签（大件物品）、RFID托盘标签（散装小物品）、工作人员RFID标签、RFID货位标签、叉车载读卡器、天线、电子显示屏、电子语音设备、温度传感标签、湿度传感标签、光传感标签、红外传感器和相应读卡器、门式固定读卡器、摄像头、通风和供暖设备等。结合仓储管理系统原理，运用物联网硬件设备对仓库进行方案布局。仓储管理系统的硬件平台主要是将物理信息通过数字信息的方式采集、传播给系统软件部分进行处理，硬件设施再根据返回的任务信息做自动调整，完成任务。这些物理信息主要包括的内容如表1所示。系统硬件在信息采集后，通过各种网络技术 如多跳移动无线网络，传感器网络，Wi-Fi等）进行汇总，将大范围内的信息整合到一起，传输到系统的软件处理层处理，再根据处理结果将数字信息任务在系统硬件上实现。2.2.3 仓储管理系统实施过程中的问题和建议 运用物联网技术搭建仓储管理系统，在实际的布置实施中可能会出现许多问题，对于这些问题需要灵活的进行处理，以减少系统搭建的难度与投入。（1） RFID 识别技术在距离上存在问题，识别范围大致在百米内。如果仓库面积太大，安装天线的数量就较大，增加了成本。对于一些不需要及时识别的功能，可以采用在仓库上方部分区域设置移动天线，减少天线数量的同时实现信息识别。（2） 仓库出入通道中设置RFID阅读器查阅出入货，但是有可能受到通道外其它货物RFID的干扰，影响出入货检测的正确性。鉴于此，可以将通道用金属做成一个闭环的形式RFID阅读器置于闭环通道中，屏蔽外部信号，只能阅读通道内部货物的信息。（3） 针对金属和液体货物管理，FRID 技术的穿透能力有限，在不改用其他技术的情况下，可以改变天线的空间布局，实现信号叠加，增强穿透能力。（4） 由于目前识别技术的编码各个行业还没有完全统一，而且采用统一的编码有可能会给小的企业带来不必要的麻烦，所以企业可以在内部制定编码，采用软件法实现货物、货位、工作人员的虚实识别技术，将企业关注的信息进行编码、采集和分析处理。物联网技术和设备更新很快，所以在系统实施时要仔细比较各种技术和设备的优缺点，结合自身的需要进行选择。很多硬件技术不能解决的问题，可以转移到布置方法中解决，能够为企业节约成本。3 物联网的发展物联网被认为是继计算机、互联网与移动通信网之后的第三次信息产业浪潮，这是全球信息产业发展的必然趋势，它的存在对于一国经济发展具有强大的推动力，所以各国都制定了很多物联网规划，促进其发展。2008年底，IBM公司提出的“智慧地球”概念，这个概念的提出就是建议将这种信息技术设备应用到各种行业，让物品和互联网连接起来，让人们的生产活动和生活方式都可得到比较智能和精细的管理。欧盟于2009年10月发布欧盟物联网战略研究线路图，提出物联网研发路线图，提出物联网在航空航天、医药、能源等18个领域的应用。日本和韩国也随即提出了国家信息化战略推动物联网的发展。就我国也十分重视物联网产业的发展，政府于2006年发布的国家中长期科学和技术发展规划纲要均有涉及物联网的内容。几年来，随即发布了很多我国物联网发展的政策极力推进信息技术元件的生产，为国内各个行业的发展制造商机。4 结束语本文首先介绍了物联网的基本概念以及物联网技术中的几种关键技术，对物联网技术在仓储管理系统中的应用进行了简单了解，这不不仅能实现仓储的智能化管理，适应仓储发展的趋势，也能对物联网技术在供应链其他环节的利用起到示范作用。最后对物联网技术发展进行了总体阐述。5 参考文献1 侯宇明.中国物联网产业发展趋势J.电子与电脑，2011（12）.2 马寅.物联网技术特点与应用J.办公自动化，2012(12).3 姚万华.关于物联网的概念及基本内涵J.中国信息界,2010(05).4 苗云飞. 我国仓储物流业发展现状及趋势J.现代物流，2009(8):56-57.5 郑平标,侯海永.RFID技术在仓储管理系统中的应用J.铁道货运，2005(12):18-21.6 孔晓波. 物联网概念和演进路径J.电信工程技术与标准化，2009,22(12):12-14.