+ 張鵬，崔旭，韓偉中國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所

北斗智能物流終端在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的應(yīng)用研究

+ 張鵬，崔旭，韓偉中國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)初具規(guī)模，物流行業(yè)蓬勃發(fā)展、北斗導(dǎo)航技術(shù)日趨成熟、智能手持設(shè)備已經(jīng)普及，北斗智能物流終端的發(fā)展迎來(lái)了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。本文討論北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的必然性，并從物聯(lián)網(wǎng)的組成結(jié)構(gòu)出發(fā)，討論北斗智能物流終端在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用；重點(diǎn)討論了北斗智能物流終端在物流領(lǐng)域的應(yīng)用，并針對(duì)現(xiàn)有物流體系提出北斗智能終端的應(yīng)用場(chǎng)景。通過研究發(fā)現(xiàn)，北斗系統(tǒng)在未來(lái)必將迎來(lái)高速發(fā)展，并將廣泛應(yīng)用于物流領(lǐng)域，而未來(lái)的物流終端將廣泛采用北斗作為定位和應(yīng)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(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)展較晚。但是從2007第一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)射成功到現(xiàn)在的16顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的順利組網(wǎng)完成，北斗衛(wèi)星定位技術(shù)日趨成熟。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，特別是物流領(lǐng)域正得到加速推廣應(yīng)用。

本文主要針對(duì)北斗智能物流終端在物流領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行了闡述。通過分析北斗導(dǎo)航系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)以及傳統(tǒng)物流領(lǐng)域現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)物流隨著時(shí)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(lǐng)域的應(yīng)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(shí)別（FRID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、追蹤一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人，所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、控制。目前，物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、物流、交通、電網(wǎng)、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等等領(lǐng)域。2012年我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到3650億元。預(yù)計(jì)隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，2015年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到7500億。作為信息產(chǎn)業(yè)的第三次革命，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在融入到我們生活的方方面面。

2.2 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的現(xiàn)狀

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

由于GPS在部署進(jìn)度上遙遙領(lǐng)先，GPS得到廣泛的應(yīng)用，特別是在個(gè)人位置服務(wù)中被GPS壟斷。不過隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的不斷完善，在軍用市場(chǎng)迅速推廣，民用領(lǐng)域也在穩(wěn)步推行。目前已經(jīng)在在車輛定位、地質(zhì)災(zāi)害檢測(cè)等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。

3 北斗終端的應(yīng)用

北斗導(dǎo)航系統(tǒng)具有定位、短報(bào)文通信和授時(shí)功能。物聯(lián)網(wǎng)由三個(gè)層級(jí)來(lái)構(gòu)成，分別是：感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。和GPS單純的作為感知層不同，北斗導(dǎo)航可以同時(shí)作為物聯(lián)網(wǎng)中的感知層和網(wǎng)絡(luò)層。北斗授時(shí)功能已經(jīng)在科學(xué)、金融和電力及通信中得到了應(yīng)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(cè)、氣象及大氣環(huán)境檢測(cè)、勘探及地質(zhì)監(jiān)測(cè)的方面取得了廣泛的應(yīng)用，例如：車輛的調(diào)度、油田管道的生產(chǎn)監(jiān)控、鐵道運(yùn)輸?shù)娜瘫O(jiān)控系統(tǒng)、船舶航行的調(diào)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(lǐng)域交通部“兩客一危”示范工程以及物流行業(yè)的發(fā)展對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用起到了積極的推動(dòng)作用。

3.1 “兩客一?！笔痉豆こ?/p>

“兩客一?！保糜伟?、三類以上班線客車和危險(xiǎn)品運(yùn)輸車）工程作為中國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的首個(gè)民用示范工程，2012年12月31日交通運(yùn)輸部《交通運(yùn)輸部關(guān)于加快推進(jìn)“重點(diǎn)運(yùn)輸過程監(jiān)控管理服務(wù)示范系統(tǒng)工程”實(shí)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(gè)省市建立首個(gè)北斗專項(xiàng)示范項(xiàng)目，要求“兩客一危”車輛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(yàn)道路運(yùn)輸證。

全國(guó)重點(diǎn)營(yíng)運(yùn)車輛聯(lián)網(wǎng)聯(lián)控系統(tǒng)以2010年上海世博會(huì)為契機(jī)開始建立，系統(tǒng)采用縱向分級(jí)、橫向?qū)拥捏w系結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多部門、多地區(qū)和相關(guān)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(dǎo)航終端為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了車輛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)跨地區(qū)、跨部門流轉(zhuǎn)，建立了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，整合了全國(guó)30個(gè)省級(jí)平臺(tái)資源。重點(diǎn)營(yíng)運(yùn)車輛動(dòng)態(tài)信息公共交換平臺(tái)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(wù)能力，項(xiàng)目建設(shè)實(shí)現(xiàn)了對(duì)陸路交通風(fēng)險(xiǎn)的信息化管理，可及時(shí)的將相關(guān)預(yù)警信息發(fā)布給管理相對(duì)人，切實(shí)提升了對(duì)管理相對(duì)人的服務(wù)能力。同時(shí)，方便了車輛管理企業(yè)的申報(bào)工作，有效地節(jié)約了企業(yè)的營(yíng)運(yùn)成本。

3.2 物流行業(yè)應(yīng)用

作為物聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)重要應(yīng)用，物流行業(yè)隨著近年來(lái)電子商務(wù)的飛速發(fā)展也得到了不斷的壯大，特別是近年來(lái)以淘寶天貓主導(dǎo)的雙十一活動(dòng)之后的海量貨物。流通的貨品數(shù)量越來(lái)越大、種類越來(lái)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(shí)客戶對(duì)物流行業(yè)的體驗(yàn)提出了更高的要求，如物流的可視化。因此物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)如RFID、一維/二維碼、GPS等在物流行業(yè)被廣泛應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)物流車輛的監(jiān)控、物流調(diào)度、商品的跟蹤、車輛服務(wù)、預(yù)警管理和客戶服務(wù)等；無(wú)線手持終端產(chǎn)品也在自動(dòng)化物流倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中得到的廣泛的應(yīng)用。

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

4 北斗智能物流終端在物流行業(yè)的應(yīng)用

4.1 傳統(tǒng)物流

物流系統(tǒng)就是在一定的時(shí)間和空間，由輸送的物料和輸送工具、倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備、人員、客戶資料及通信聯(lián)系等若干相互制約的動(dòng)態(tài)要素構(gòu)成的特定功能的有機(jī)整體。

物流的基本流程可以分為以下9個(gè)部分：①、客戶通過電話、郵件、網(wǎng)絡(luò)等方式下單；②、物流公司通過電信公司通知業(yè)務(wù)員取件；③、業(yè)務(wù)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(yùn)送至攬收站點(diǎn)；⑤、快遞被送到分撥中心，包裹按照區(qū)域和省市進(jìn)行第一次分揀；⑥、通過公路、鐵路、航空運(yùn)輸信件、包裹到目的城市分公司；⑦、貨物抵達(dá)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(diǎn)；⑧、在派送站點(diǎn)進(jìn)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(wù)員進(jìn)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(dá)的幾個(gè)點(diǎn)上查詢到位置，實(shí)時(shí)性差，客戶不能實(shí)時(shí)了解到貨物的中轉(zhuǎn)情況，體驗(yàn)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(yīng)用，但主要集中在物流倉(cāng)儲(chǔ)、物流配送等環(huán)節(jié)。物流倉(cāng)儲(chǔ)中物流手持終端主要實(shí)現(xiàn)組箱、組盤、下達(dá)入庫(kù)任務(wù)、入庫(kù)任務(wù)確認(rèn)、出庫(kù)確認(rèn)、庫(kù)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(jié)算環(huán)節(jié)。手持終端并沒有在整個(gè)物流的各個(gè)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(yīng)用

北斗智能物流終端是面向行業(yè)用戶的移動(dòng)信息化產(chǎn)品，建立在自動(dòng)識(shí)別技術(shù)和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)基礎(chǔ)上，基于WCDMA和GSM等蜂窩網(wǎng)絡(luò)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(dǎo)航系統(tǒng)的融入。

北斗智能物流終端在物流中作為移動(dòng)辦公終端，使物流過程可視化、智能化、時(shí)效化、便捷化.可應(yīng)用與攬件、倉(cāng)庫(kù)分撿、路網(wǎng)物流、配送等物流的各個(gè)環(huán)節(jié)。北斗智能物流終端依托網(wǎng)絡(luò)為提派員、調(diào)度員、庫(kù)管、驗(yàn)貨員等經(jīng)常處于非辦公場(chǎng)所的角色中提供隨時(shí)隨地的信息查詢、資源調(diào)度、消息發(fā)布，極大的提高物流行業(yè)工作效率。同時(shí)，在路徑規(guī)劃、任務(wù)調(diào)度、任務(wù)全程跟蹤以及貨物全程跟蹤過程中發(fā)揮不可替代的應(yīng)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(wù)器構(gòu)成的物流信息化平臺(tái)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(luò)可以實(shí)時(shí)的和物流信息化平臺(tái)相連接，實(shí)現(xiàn)終端和服務(wù)器端數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新；另外由于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的存在，服務(wù)器端可以實(shí)時(shí)的獲得終端的位置。短報(bào)文功能可以在沒有蜂窩網(wǎng)絡(luò)的偏遠(yuǎn)位置維持其應(yīng)急的通信。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)還可以為服務(wù)器間提供時(shí)鐘的同步。

詳細(xì)的應(yīng)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(shí)，物流信息化平臺(tái)將信息推送給相應(yīng)業(yè)務(wù)員的北斗智能物流終端。實(shí)現(xiàn)取件信息的即時(shí)推送，讓業(yè)務(wù)員第一時(shí)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(lái)告知，缺乏時(shí)效性并且對(duì)人的依賴性強(qiáng)，且產(chǎn)生額外的不必要的通信費(fèi)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(shí)時(shí)上傳至物流公司信息化平臺(tái)。

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

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

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

6、配送過程，業(yè)務(wù)員使用北斗智能物流終端了解包裹地點(diǎn)分布、同一小區(qū)包裹數(shù)量、以及到達(dá)送貨地址后通知客戶取包裹。同時(shí)記錄每一個(gè)包裹被取走的地點(diǎn)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(wù)員在派件和取件過程提供導(dǎo)航服務(wù)，實(shí)現(xiàn)任務(wù)全程跟蹤、配送軌跡記錄、包裹查詢等服務(wù)。北斗導(dǎo)航的短報(bào)文功能還可以在蜂窩網(wǎng)絡(luò)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(luò)互聯(lián)的便利性，同時(shí)加上北斗導(dǎo)航的定位和導(dǎo)航功能，不僅實(shí)現(xiàn)整個(gè)物流環(huán)節(jié)的智能化、可視化、提高工作效率，同時(shí)可以實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)了解物流各個(gè)環(huán)節(jié)，增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)。

4.3 技術(shù)構(gòu)架

4.3.1 總體技術(shù)構(gòu)架

北斗物流信息化平臺(tái)為整個(gè)物流系統(tǒng)的核心，主要由北斗導(dǎo)航位置服務(wù)系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)、車輛管理調(diào)度系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)、信息采集和推送系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫(kù)組成。其中斗導(dǎo)航位置服務(wù)系統(tǒng)完成接收定位信息并將其翻譯轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)庫(kù)中；提供地圖基本操作、地理信息查詢以及對(duì)終端的位置進(jìn)行監(jiān)控、查詢、實(shí)時(shí)定位，以及軌跡回放等功能。信息采集和推送系統(tǒng)主要來(lái)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(wù)接收的終端。北斗導(dǎo)航模塊通過響應(yīng)衛(wèi)星的廣播信號(hào)及接收衛(wèi)星發(fā)回的信號(hào)獲知自己的位置。采用Android系統(tǒng)通過系統(tǒng)的推送功能，結(jié)合3G和Wifi等通訊模塊實(shí)現(xiàn)信息和云端服務(wù)器的同步。

5 總結(jié)

隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的完善，北斗導(dǎo)航在很多領(lǐng)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(yīng)用進(jìn)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(gè)環(huán)節(jié)中應(yīng)用進(jìn)行分析，提出了北斗智能手持終端在物流領(lǐng)域的應(yīng)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(yàn)。

可以預(yù)見，隨著大規(guī)模商用后北斗導(dǎo)航芯片成本會(huì)逐漸降低，在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)必然得到充分的應(yīng)用，同時(shí)也將融入消費(fèi)導(dǎo)航市場(chǎng)。