徐惠平（中央儲(chǔ)備糧管理總公司安徽分公司宣城直屬庫(kù),安徽 宣城 242500）

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在糧食物流系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

徐惠平
（中央儲(chǔ)備糧管理總公司安徽分公司宣城直屬庫(kù),安徽 宣城 242500）

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，縮寫IOT）是基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)。本文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念，物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)。針對(duì)糧食倉(cāng)儲(chǔ)這一特定領(lǐng)域，設(shè)計(jì)了基于物聯(lián)網(wǎng)的倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)。

物聯(lián)網(wǎng)；糧食；倉(cāng)儲(chǔ)；物流

1 引言

市場(chǎng)全球化和Internet/Intranet技術(shù)的應(yīng)用，形成了企業(yè)全新的運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)作方式，也形成了全新的企業(yè)決策環(huán)境[1,2,3]：決策過(guò)程中使用的數(shù)據(jù)和知識(shí)資源不再集中于某一地點(diǎn)，而是分散在網(wǎng)絡(luò)上的不同地區(qū)、部門；決策問(wèn)題不再僅僅局限于面對(duì)具體問(wèn)題的單一決策，而更多地利用大量歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行全局分析；決策模型及知識(shí)處理方法從一臺(tái)機(jī)器上的集中式處理，轉(zhuǎn)變?yōu)樵诰W(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的分布、并行處理方式。這種決策環(huán)境的變化要求全新的決策支持方式。另一方面，隨著信息化的深入，企業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)量的增大，不確定因素的增多，各種決策支持系統(tǒng)中對(duì)更加有效的數(shù)據(jù)分析的工具的需求顯得格外迫切。在一些復(fù)雜的決策應(yīng)用中，問(wèn)題的復(fù)雜程度常常超出人的理解能力，采用基于數(shù)據(jù)的決策方法如數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)技術(shù)、OLAP技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法等有效地從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)信息和知識(shí)的數(shù)據(jù)挖掘方法，是為企業(yè)決策提供有效的信息支持的重要手段之一[4]。

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)飛速發(fā)展的環(huán)境下，如何充分利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)構(gòu)建現(xiàn)代化的信息系統(tǒng)對(duì)于企業(yè)提高生產(chǎn)實(shí)踐效率具有重要的意義。

2 物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)介

物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，縮寫IOT）是基于互聯(lián)網(wǎng)、傳統(tǒng)電信網(wǎng)等信息承載體，讓所有能夠被獨(dú)立尋址的普通物理對(duì)象實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)[9]。物聯(lián)網(wǎng)一般為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)人周圍的設(shè)備可達(dá)數(shù)千個(gè)，所以物聯(lián)網(wǎng)可能要包含數(shù)百兆甚至上千兆個(gè)物體。在物聯(lián)網(wǎng)上，每個(gè)人都可以使用電子標(biāo)簽將實(shí)體上網(wǎng)聯(lián)結(jié)，在物聯(lián)網(wǎng)上任意位置都可以查找出它們的具體信息。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)可以用中心計(jì)算機(jī)對(duì)人員、設(shè)備、機(jī)器等進(jìn)行集中化管控，也可以對(duì)家用設(shè)備、汽車等進(jìn)行遙控，以及搜尋實(shí)體位置、定位被盜物品等各種應(yīng)用。

物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的又一次信息產(chǎn)業(yè)浪潮。楊震教授說(shuō)，世界上的一切物體，小到錢包、戒指，大到住宅、大廈，只要內(nèi)置一個(gè)微芯片，就可以讓這個(gè)物體智能化，同時(shí)借助于有線無(wú)線網(wǎng)絡(luò)我們就可以和“它”進(jìn)行交談。這種交談不僅可以發(fā)生在人和物之間，也可以發(fā)生在物和物之間，這種特殊的“交談”，就是物聯(lián)網(wǎng)。如果再將物聯(lián)網(wǎng)連入廣泛使用的互聯(lián)網(wǎng)，那么在地球的每一個(gè)角落，我們都可以實(shí)時(shí)獲取世界上一切物體的信息和狀態(tài)。這就是智慧地球的最終目標(biāo)。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)在物體上安裝各類信息采集器，如射頻識(shí)別（RFID）、GPS全球定位系統(tǒng)、溫度、濕度、距離、狀態(tài)探測(cè)器等，將這些安裝了采集器的物體使用網(wǎng)絡(luò)連在一起，實(shí)現(xiàn)物——物、物——人以及人——人之間的通信，這就是物聯(lián)網(wǎng)。

專家預(yù)測(cè)數(shù)年內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)就將大規(guī)模普及，可應(yīng)用的領(lǐng)域非常廣泛，可以說(shuō)生活中無(wú)處不在，如物流、市政管養(yǎng)、交通領(lǐng)域、企業(yè)生產(chǎn)、智能家居、醫(yī)療健康等，有了物聯(lián)網(wǎng)的存在，人們的生活和工作更加輕松便捷。

3 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

物聯(lián)網(wǎng)包含感知延伸層、網(wǎng)絡(luò)層、業(yè)務(wù)和應(yīng)用層三層。感知延伸層主要功能是收集與物品有關(guān)的數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)層是指各種用于通訊的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，包括最廣泛的使用的互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視電網(wǎng)、內(nèi)部專網(wǎng)、電話通訊網(wǎng)、等各種通訊網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將感知延伸層收集來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和處理；業(yè)務(wù)和應(yīng)用層，是與用戶聯(lián)系最密切的一層，用戶可以通過(guò)計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、PDA、平板電腦等各種終端接收這一層提供的各種應(yīng)用服務(wù)。

3.1 感知層

主要功能是收集與物品有關(guān)的數(shù)據(jù)，相當(dāng)于人的眼睛、耳朵、鼻子、嘴巴。這是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中人與物、物與物相互通信的基礎(chǔ)，感知延伸層是作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)保障的存在。感知延伸層的根本任務(wù)就是在盡量控制成本、縮小體積、降低功耗的同時(shí)使用各類關(guān)鍵技術(shù)對(duì)物體的各種屬性信息進(jìn)行采集，包含傳感器技術(shù)、RFID射頻技術(shù)、GPS定位以及各種有線無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等。同時(shí)提高數(shù)據(jù)采集的精確度和擴(kuò)大采集的范圍達(dá)到更全面的采集也是感知延伸層的重要任務(wù)。

3.2 網(wǎng)絡(luò)層

物聯(lián)網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)，相當(dāng)于人體的的血管。主要負(fù)責(zé)將感知延伸層收集來(lái)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和處理，包括接人網(wǎng)和核心網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層要根據(jù)不同的需求，來(lái)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的速度、兼容性等屬性，其目的就是為了實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)中物——物、物——人以及人——人之間的通信，這就要求網(wǎng)絡(luò)層一定要提供全域互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，保障通信的順暢。物聯(lián)網(wǎng)中存在著大量不同的設(shè)備和終端，也就決定了接入方式會(huì)千差萬(wàn)別，包括最廣泛的使用的互聯(lián)網(wǎng)、廣播電視電網(wǎng)、內(nèi)部專網(wǎng)、電話通訊網(wǎng)、等各種有線、無(wú)線通訊網(wǎng)的范在、異構(gòu)接入。物聯(lián)網(wǎng)不同于互聯(lián)網(wǎng)，其最主要的接入方式并非有線的，因?yàn)槲镂锿ㄓ嵉谋憬菪孕枰?，很多物體是在不斷移動(dòng)中的，這個(gè)時(shí)候必須使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)才能時(shí)刻保證與無(wú)線網(wǎng)互聯(lián)；無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)具備范圍大、架設(shè)簡(jiǎn)單、移動(dòng)性強(qiáng)、低成本等優(yōu)點(diǎn)使其正慢慢的成為主要的接入方式。網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)會(huì)越來(lái)越廣泛，必然會(huì)吸收各類異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的接入，這是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)，也是網(wǎng)絡(luò)層發(fā)展的一個(gè)必要方向。

3.3 業(yè)務(wù)和應(yīng)用層

顧名思義這一層的功能就是給用戶提供業(yè)務(wù)和應(yīng)用的。是與用戶聯(lián)系最為密切的一層，是與用戶聯(lián)系最密切的一層，可以提供諸如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)提煉等應(yīng)用和服務(wù)。用戶可以通過(guò)計(jì)算機(jī)、智能手機(jī)、PDA、平板電腦等各種終端接收這一層提供的各種應(yīng)用和服務(wù)。這是三個(gè)層次中涉及最多技術(shù)的一層，如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)提煉等多種技術(shù)。隨著網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，感知延伸層采集的信息越來(lái)越多，網(wǎng)絡(luò)層也會(huì)有越來(lái)越的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接入，同時(shí)使用物聯(lián)網(wǎng)的用戶也會(huì)越來(lái)越多，這些數(shù)據(jù)都會(huì)隨著時(shí)間成指數(shù)型增長(zhǎng)，這就決定了云計(jì)算勢(shì)必會(huì)成為是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的核心計(jì)算引擎。有 了云計(jì)算技術(shù)的參與，成指數(shù)型增長(zhǎng)的大數(shù)據(jù)才能得以分析、處理和挖掘。云計(jì)算為物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、高效運(yùn)行提供了重要保障。

4 物聯(lián)網(wǎng)與物流

即使對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)不了解的人也能根據(jù)第一印象將物聯(lián)網(wǎng)與物流關(guān)聯(lián)起來(lái)，實(shí)際上也正是如此，物流和生產(chǎn)領(lǐng)域是物聯(lián)網(wǎng)大展身手的兩個(gè)重要領(lǐng)域[5]。而物流領(lǐng)域被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)中最核心的應(yīng)用也是最有意義的應(yīng)用。這是可能是因?yàn)樵趪?guó)際貿(mào)易中，由于物流帶來(lái)的瓶頸而導(dǎo)致國(guó)際貿(mào)易的效率難以得到較大幅度的提升，而物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以降低人力、倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的成本，這將帶來(lái)國(guó)際物流效率的質(zhì)的躍升。

物聯(lián)網(wǎng)通過(guò)在物體上安裝各類信息采集器，如射頻識(shí)別（RFID）、GPS全球定位系統(tǒng)、溫度、濕度、距離、狀態(tài)探測(cè)器等，將這些安裝了采集器的物體使用網(wǎng)絡(luò)連在一起，實(shí)現(xiàn)了全球范圍內(nèi)的貨物跟蹤監(jiān)控。不僅僅是物流企業(yè)，生產(chǎn)制造商、國(guó)際貿(mào)易商等國(guó)際貿(mào)易的多個(gè)參與者都可以通過(guò)物流網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控貨物、人員的動(dòng)態(tài)信息，從而大大降低了各方在貿(mào)易中的風(fēng)險(xiǎn)和提高了貿(mào)易效率。

物流與物聯(lián)網(wǎng)關(guān)系十分密切，物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域得到廣泛使用之后，不僅僅幫助企業(yè)提高了物流運(yùn)行效率，城市的交通狀況也會(huì)得到很好的改善。

物流企業(yè)使用了物聯(lián)網(wǎng)之后到底可以提高多少效率呢，這個(gè)是大家都很關(guān)注的問(wèn)題。舉個(gè)例子，大家都經(jīng)常接觸的條形碼，條形碼在物流系統(tǒng)、圖書館、超市等眾多領(lǐng)域有大量的使用案例。一般使用機(jī)器手持掃描讀取條形碼大約花費(fèi)2-3秒，如果因?yàn)橐恍┰驒C(jī)器掃描不上，改用使用人工輸入，至少也要十多秒的時(shí)間，這種情況我們?cè)诔匈?gòu)物時(shí)應(yīng)該都會(huì)遇到。如果采用物聯(lián)網(wǎng)常用的RFID射頻技術(shù)來(lái)讀取，那么0.1秒就能完成貨物識(shí)別。這種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)大量的用于物流領(lǐng)域之后，將會(huì)減少人力成本，并可以有效的提高效率。

通過(guò)實(shí)際案例我們可以看到物聯(lián)網(wǎng)對(duì)于物流的顯著影響。一家專門做食品原料的物流公司采用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。公司的每一輛貨運(yùn)車輛都安裝了全球定位系統(tǒng)。物流公司在運(yùn)輸原料時(shí)，會(huì)將包裝內(nèi)安裝具備溫度測(cè)量的RFID芯片，用來(lái)裝原料的集裝箱也會(huì)安裝RFID芯片。當(dāng)貨運(yùn)船到達(dá)港口后需要進(jìn)行海關(guān)檢查，海關(guān)和港口都是用了RFID技術(shù)，因此可以快速的通過(guò)海關(guān)檢查，同時(shí)物流公司和客戶方都能夠隨時(shí)掌握貨物位置信息和環(huán)境信息。隨后物流公司將一部分貨物送至客戶生產(chǎn)基地，一部分運(yùn)往倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)。倉(cāng)庫(kù)的過(guò)道、叉車、倉(cāng)儲(chǔ)貨架等都設(shè)有RFID芯片，這樣貨物的流轉(zhuǎn)信息就會(huì)全程記錄下來(lái)，同時(shí)在需要調(diào)用時(shí)可以做到準(zhǔn)確無(wú)誤。如果貨架上的原料數(shù)量下降到一定程度，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示需要補(bǔ)充原料。使用了物聯(lián)網(wǎng)的物流活動(dòng)，可以從原料出廠、中間運(yùn)輸、到海關(guān)檢查、倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)等多個(gè)環(huán)節(jié)監(jiān)控原料的流轉(zhuǎn)以及狀態(tài)信息，整個(gè)過(guò)程的所有信息可以電腦上可以輕松查看。

物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，這與網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程的深入、信息技術(shù)的發(fā)展以及國(guó)家相關(guān)政策的扶持是分不開(kāi)的。相信物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在將來(lái)會(huì)和物流領(lǐng)域成為不可放開(kāi)相互依存的關(guān)系。這也就是我們所說(shuō)的智慧物流[6]最終呈現(xiàn)的面貌。智慧物流的發(fā)展概況有如下幾個(gè)方向：

一是智慧企業(yè)的誕生。隨著物流領(lǐng)域中RFID技術(shù)與各種不同功能的傳感器的廣泛使用，人與物，物與物之間建立了完善的通信交流網(wǎng)絡(luò)。這勢(shì)必將帶動(dòng)未來(lái)物流企業(yè)智慧生產(chǎn)與智慧供應(yīng)鏈的逐步融合，從而造就一個(gè)立足新技術(shù)的具有創(chuàng)造性的智慧企業(yè)。

二是開(kāi)放的智慧物流。物聯(lián)網(wǎng)是基于各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)的，應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)的物流系統(tǒng)，具備著同樣的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。互聯(lián)網(wǎng)的精神就是開(kāi)放和共享，那么同樣的智慧物流也包含著這些開(kāi)放共享的特色。一個(gè)共享開(kāi)放的物流系統(tǒng)，為用戶提供了實(shí)時(shí)使用各種終端通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)獲取物流信息的可能，智慧物流就是如此滲入到人們的日常工作和生活中。

三是智慧物流各項(xiàng)技術(shù)百花齊放。當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)最常見(jiàn)的技術(shù)有RFID和GPS定位。隨著技術(shù)的進(jìn)一步提高，各項(xiàng)技術(shù)得到發(fā)展與成熟，可服務(wù)于物聯(lián)網(wǎng)。如：藍(lán)牙技術(shù)、紅外感應(yīng)等多種技術(shù)。

無(wú)論是在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中還是國(guó)家的重要產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中，物流行業(yè)都占有很重要的一席地位。應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的物流更能實(shí)現(xiàn)信息化的物流管理和流程控制，從而提高了企業(yè)信息化的水平，為企業(yè)帶來(lái)高效率、低成本運(yùn)營(yíng)的實(shí)際意義。對(duì)于整個(gè)產(chǎn)業(yè)的活躍發(fā)展也起到了重要的推動(dòng)作用。經(jīng)過(guò)物聯(lián)網(wǎng)武裝后的物流系統(tǒng)，可以大大降低物資流通成本，并且會(huì)極大的提高物流運(yùn)輸效率。

5 結(jié)語(yǔ)

在闡述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及其在決策支持系統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在糧食物流領(lǐng)域的應(yīng)用，進(jìn)一步歸納分析了基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧物流應(yīng)用的發(fā)展方向。針對(duì)本文的研究基礎(chǔ)，下一步的工作一是結(jié)合實(shí)際應(yīng)用需求設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)的智慧糧食物流系統(tǒng)，以提高糧食物流產(chǎn)業(yè)的工作效率。

[1]任明侖. 智能決策支持系統(tǒng)：研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)[J]. 系統(tǒng)工程學(xué)報(bào), 2002,10(05):430-440.

[2]肖人彬, 羅云峰, 費(fèi)奇. 決策支持系統(tǒng)發(fā)展的新階段[J]. 系統(tǒng)工程理論與實(shí)踐,1999(01)：47-49.

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徐惠平（1976-），女，安徽涇縣人，主要研究方向：智慧倉(cāng)儲(chǔ)。

教育部人文社會(huì)科學(xué)研究基金面上項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：12YJA630136），安徽省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：1408085MF127），安徽省高校省級(jí)優(yōu)秀青年人才基金重點(diǎn)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：2013SQRL031ZD。