張榮連 盧云峰 潘純峰 江西中投科信科技有限公司 南昌市 330000

基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)解決方案

張榮連 盧云峰 潘純峰 江西中投科信科技有限公司 南昌市 330000

基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)是為高端物流鏈中各環(huán)節(jié)的可信交接提供完整的解決方案。貴重物品由于其不同的屬性，對配送環(huán)境和狀態(tài)有特殊要求，需要實時監(jiān)控到配送過程中的多種環(huán)境狀態(tài)。

物流系統(tǒng) 有源傳感 解決方案

0、引言

所謂高端物流是區(qū)別于普通一般商品的物流而言，其主要特征一是物品價值昂貴，例如現(xiàn)金、有價證券、稀土貴金屬、名牌商品、名貴生鮮、甚至古董和藝術(shù)品等；二是對配送過程有特殊要求，例如溫度要求、振動要求、重力方向要求、箱體封閉性要求等；三是配送安全性要求，例如現(xiàn)金和有價證券是由專業(yè)護(hù)衛(wèi)公司配送的。這些高端物流的特性要求整個配送鏈不能出現(xiàn)差錯，全過程可控，出現(xiàn)問題可追溯等，否則會給客戶帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失。

本文提出一種基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)解決方案，引入有源傳感技術(shù)。平臺對外提供標(biāo)準(zhǔn)接口，方便與上層應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)融合，方便與系統(tǒng)現(xiàn)有信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合。基于這個平臺架構(gòu)，當(dāng)需要擴(kuò)展新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時，只需根據(jù)新應(yīng)用業(yè)務(wù)流程開發(fā)上層應(yīng)用軟件即可。這種實施架構(gòu)實現(xiàn)了高端物流的數(shù)據(jù)融合共享，方便信息平臺的維護(hù)和管理。

1、系統(tǒng)架構(gòu)分析

圖1 應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖

上圖給出了有源傳感技術(shù)在高端物流系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖，分為采集層，通訊層，數(shù)據(jù)層，應(yīng)用層四個部分，其中數(shù)據(jù)層包括核心數(shù)據(jù)。

1）采集層：體現(xiàn)了物流系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)特點，先要做好應(yīng)用對象和傳感技術(shù)的關(guān)聯(lián)，通過采集終端感知外界的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，比如物體的位置，狀態(tài)，溫濕度，人員及物體的運動軌跡等等。采集層包括有源封簽傳感器，無源RFID射頻卡，指紋采集器，有源封簽讀寫器，無源射頻卡手持終端，GPRS無線通訊卡等。對于無源RFID射頻卡需要通過手持終端讀取數(shù)據(jù)，通過GPRS無線通訊方式跟后臺服務(wù)器通訊；對于有源封簽傳感器，定期主動發(fā)射信號，信號內(nèi)包含傳感器檢測的數(shù)據(jù)。

2）通訊層：實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，在銀行的高端物流系統(tǒng)中采用LAN網(wǎng)絡(luò)和GPRS結(jié)合的通訊模式。手持終端通過GPRS向后臺通訊，對于其他的客戶端，讀寫器都通過內(nèi)部的LAN網(wǎng)絡(luò)，保證數(shù)據(jù)的傳輸安全可靠。所有的客戶端，包括中心的任務(wù)伺服器，它們都通過WebService執(zhí)行遠(yuǎn)程動作。以此來完成對數(shù)據(jù)源的訪問與操作。 在WebService的通訊中，我們使用了SSL對通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，使通訊更安全。

3）數(shù)據(jù)層：實現(xiàn)核心數(shù)據(jù)的存儲，數(shù)據(jù)源服務(wù)器專門存儲核心數(shù)據(jù)，主要負(fù)責(zé)全系統(tǒng)數(shù)據(jù)的保存，如果應(yīng)用量大的情況下，數(shù)據(jù)源服務(wù)器也可采用分布式進(jìn)行部署，使數(shù)據(jù)源服務(wù)器的負(fù)載均衡。一般情況下，數(shù)據(jù)訪問只由WebService來負(fù)責(zé)，這樣對數(shù)據(jù)源的訪問只有單用戶，就提高了可靠性。

4）應(yīng)用層：包含日常業(yè)務(wù)應(yīng)用處理子系統(tǒng)，金庫管理終端子系統(tǒng)，網(wǎng)點尾（款）箱交接終端子系統(tǒng)，系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。

2、系統(tǒng)主要工作流程

押運任務(wù)生成并自動派工：每個押運任務(wù)指派一輛押運車和兩個解款員，每條線路對應(yīng)一個押運任務(wù)，對參與解款任務(wù)的解款員的信息進(jìn)行維護(hù)，包括信息錄入、照片維護(hù)、解款員卡發(fā)放和采集指紋，每個解款員配一張解款員身份卡用于唯一標(biāo)識解款員的身份，解款員身份卡優(yōu)選無源RFID射頻卡；每個解款員必須采集兩個手指的指紋，用于在錢箱交接過程中網(wǎng)點核對解款員的身份、金庫出入庫時庫管員核對解款員的身份；同時每個錢箱上各配備一張無源RFID射頻卡和一張有源電子封簽，錢箱上的無源RFID射頻卡用于網(wǎng)點交接時使用解款員隨身攜帶的無線POS機(jī)掃描識別錢箱用，錢箱上的有源電子封簽用于金庫錢箱出入庫時使用RFID高頻讀寫設(shè)備進(jìn)行快速高效的識別錢箱，錢箱卡上的信息均采用特殊加密算法進(jìn)行加密。

被派工的解款員通過自己隨身攜帶的無線POS機(jī)刷卡簽到：解款員到達(dá)網(wǎng)點，開始錢箱交接，在交接時，需要利用無線射頻手持終端對人員和款箱進(jìn)行確認(rèn)，并實時將確認(rèn)結(jié)果上傳到數(shù)據(jù)庫后臺進(jìn)行確認(rèn)，無線射頻手持終端并可從監(jiān)控中心后臺實時下載押運線路、應(yīng)交款箱信息。

網(wǎng)點操作員通過指紋識別系統(tǒng)驗證解款員身份，解款員驗證身份后，由網(wǎng)點的另外一個操作員輸入操作員號和密碼啟動交接，同時記錄網(wǎng)點的這兩個操作員在和解款員進(jìn)行交接，系統(tǒng)自動生成電子化的出入庫交接記錄備日后查詢，網(wǎng)點操作員在無線POS機(jī)上刷網(wǎng)點機(jī)構(gòu)卡，并按無線POS機(jī)提示逐一地刷需要交接的尾箱。

完成網(wǎng)點的交接后，解款員繼續(xù)前往線路上的下一個網(wǎng)點，按照上面的操作流程繼續(xù)網(wǎng)點的尾箱交接直至線路上所有網(wǎng)點均已交接完畢，線路上的所有網(wǎng)點交接完畢后，解款員返回金庫進(jìn)行尾箱入庫，解款員到達(dá)金庫進(jìn)行身份驗證，進(jìn)入金庫錢箱交接界面，使用錢箱高速出/入庫通道門進(jìn)行錢箱交接直到所有錢箱均已入庫。

3、系統(tǒng)的技術(shù)路線與應(yīng)用部署

系統(tǒng)技術(shù)路線作為一個完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其技術(shù)路線包括系統(tǒng)的基本架構(gòu)、各節(jié)點的通訊方式、軟件架構(gòu)和相關(guān)硬件設(shè)計。

系統(tǒng)基本架構(gòu)：由存儲數(shù)據(jù)及應(yīng)用管理軟件的服務(wù)器作為后臺；各交接點的讀寫設(shè)備（含手持讀寫器）作為前端；內(nèi)置電子封簽的款箱作為整個系統(tǒng)的信息來源和跟蹤對象。電子封簽與讀寫設(shè)備使用2.4Ghz的短距離微波通訊，通訊協(xié)議自定義；讀寫設(shè)備與后臺服務(wù)器之間的通訊使用有線網(wǎng)絡(luò)或GPRS/CDMA無線網(wǎng)絡(luò)，使用TCP/IP協(xié)議，所有設(shè)備之間的通訊使用加密方式傳輸。

軟件架構(gòu)方面，后臺服務(wù)器采用W I N D O W SSERVER2003系統(tǒng)，ORACLE數(shù)據(jù)庫，應(yīng)用管理軟件編程工具C#，各監(jiān)控與管理終端使用IE瀏覽器登錄系統(tǒng)完成相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用操作。而讀寫設(shè)備的控制軟件使用C++編程語言，與后臺服務(wù)器之間通訊架構(gòu)為C/S模式。電子封簽內(nèi)部軟件編程采用C和匯編語言，與讀寫器之間使用雙向應(yīng)答通訊。

基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)在銀行款箱管理中的實際應(yīng)用架構(gòu)如下：

本系統(tǒng)涉及分行管理中心、分行中心金庫庫房、以及各儲蓄網(wǎng)點和各上門收送款商戶。在交接時，需要利用有源傳感技術(shù)對人員和款箱進(jìn)行確認(rèn)，并實時將確認(rèn)結(jié)果通過銀行專線上傳到數(shù)據(jù)庫后臺進(jìn)行確認(rèn)。上門收款采用RFID無線手持終端通過GPRS/CDMA上傳信息到后臺。

4、軟件環(huán)境

開發(fā)工具：Microsoft Visual Studio 2005/. netframework 2.0（支持框架）。

源代碼管理： Microsoft Visual SourceSafe（支持VPN及獨享代碼編寫）。

數(shù)據(jù)庫：Microsoft SQL Server 2005（支持?jǐn)?shù)據(jù)任務(wù)清理）。

嵌入式報表套件：Crystal Reports（水晶報表）。

5、結(jié)論

高端物流鏈對智能傳感技術(shù)具有很大的潛在市場需求，以銀行為例，其款箱的配送全部交由保安押運公司第三方負(fù)責(zé)，每天大量的款箱在網(wǎng)點、客戶和金庫之間周轉(zhuǎn)，出現(xiàn)差錯、遺漏、短款、掉包等安全問題需要做到可追蹤。傳統(tǒng)上，在配送鏈的每個交接環(huán)節(jié)使用肉眼辨認(rèn)和簽字確認(rèn)，但實際操作過程中存在交接效率和交接可信度問題，一旦發(fā)生安全問題會給相關(guān)方帶來巨大經(jīng)濟(jì)和信譽(yù)損失，而且原因不好查找。

而通過應(yīng)用高端物流系統(tǒng)進(jìn)行貴重物品配送卻不存在此類問題，雖然基于有源傳感技術(shù)的電子封簽比普通無源RFID電子標(biāo)簽昂貴很多，但對于其承載的貴重物品價值來說卻很微小，公司在前期項目的成功推廣應(yīng)用也證明了這點。以銀行為例，其裝載貴重物品的款箱作為低值易耗品每年損耗超過50萬個，如果全部采用智能款箱，從肉眼識別簽字交接的配送模式轉(zhuǎn)向自動識別確認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)配送模式，其潛在的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)10億元以上，且長期可持續(xù)。因此，我們認(rèn)為基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)研發(fā)作為開拓性技術(shù)產(chǎn)品具有很大的市場潛力。

[1] 賈伯年，俞樸，傳感技術(shù)[M]. 南京∶東南大學(xué)出版社，2000.

[2] 袁希光，傳感器技術(shù)手冊[M].北京：國防工業(yè)出版社，1986.

[3] 何希才，傳感器及其應(yīng)用電路[M].北京：電子工業(yè)出版社，2001.

[4] 苗玲玉.傳感器應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

1009-0940(2014)-4-0025-03

2014-10-03