基于衛星物聯網RFID技術的第三方智能物流系統設計研究

劉智慧

摘要：近年來，隨著國內、國際間貿易往來不斷迅猛發展，物流行業也隨之有了長足的進步和發展，物流已經成為現代商品流通的基礎，因此物流產業也成為了國民經濟發展的重要保障。如今，物流行業的發展水平已然成為衡量一個國家經濟發展水平的重要指標之一。我國物流行業發展起步較晚，雖然發展速度較快，但與發達國家相比仍然存在著較大差距。物流管理水平的落后會導致經濟成本較高，因此目前物流已經逐漸成為企業差別化經營的重要一環。本文首先闡述了第三方智能物流系統的基本理論和關鍵技術，再結合衛星物聯網的發展現狀，提出了基于衛星物聯網射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）技術的第三方智能物流系統的設計方案，希望對以后物流行業的發展能夠有所助益。

關鍵詞：第三方智能物流系統;衛星物聯網;RFID

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）08-0153-04

0 引言

隨著社會經濟的飛速發展，物流業在國民經濟發展中發揮著愈來愈重要的作用，因此物流業也早被國家列為需要重點發展的一項重要產業。經過近年來的快速發展，我國的物流業目前已具備了一定規模，尤其在蘇浙等經濟發達省份，物流業已成為重要支柱產業。

從事運輸業務的第三方物流企業是物流市場中的活動主體，同時也是專業物流服務的提供商。目前其提供的服務主要是運輸及倉儲等基本項目，行業競爭也圍繞這些項目進行;隨著用戶需求的不斷提高，其競爭空間逐步被壓縮，因此需要為企業提供更全面的服務，除基本服務外還能為企業提供智能路線設計、智能物流設計以及庫存管理等服務項目?；谏鲜鲈?，需要進行第三方智能物流系統的設計研究，進一步提高物流系統的高效化、智能化水平，實現物流信息的智能化管理，方便企業實時掌握資源及業務狀況，從而有效提高市場競爭能力[1]。

1 ILS基本理論

1.1 ILS基本概念

智能物流系統（Intelligent Logistics System，ILS）通常是指運用衛星物聯網等技術實現企業采購、倉儲、運輸到銷售所有環節的信息化管理，其中關鍵技術包括信息采集管理技術、衛星物聯網技術、RFID技術及網絡技術等。智能物流系統主要通過信息化管理為企業以及客戶提供詳細的決策支持服務[2]。

1.2 ILS體系結構

一般而言，一套完備的ILS包括以下幾個部分：

（1）能夠對物流所有環節的信息進行全方位監控管理。

（2）能夠對貨物信息進行全面的智能采集和迅速感知，貨物信息錄入企業信息系統后，根據目的地進行智能分倉以備高效流轉和配送。

（3）能夠對物流配送過程進行調度優化，包括商品配送及配送路徑分析等。

（4）能夠對商品運輸整個過程進行實時監控。

（5）能夠通過銷售訂單等信息對客戶群體進行全面分析，為企業提供準確的市場信息。

1.3 ILS關鍵技術

ILS涉及到多種關鍵技術，下面對主要的關鍵技術逐條進行闡述：

（1）集成化的物流規劃設計仿真技術，利用物流規劃設計仿真技術可以對企業的物流園區及物流過程進行規劃和設計。通過建立物流中心模型來模擬實際運行情況，從而對物流園區的建設進行更加精準的投入及產出分析。

（2）智能倉儲管理技術，即分布式倉儲管理及庫存控制技術，由于第三方物流企業的資源以及需求極度分散化，地域跨度非常大，因此需要其庫存根據不同區域的市場需求環境變化對不同區域的倉儲活動進行實時的動態控制，此項技術可以幫助第三方物流企業降低庫存管理成本、提高效率。

（3）智能交通系統技術，智能交通系統（Intelligent Transportation System，ITS）主要解決物流配送的運輸以及流通問題，通過合理使用ITS可縮短配送周期、降低運輸成本并且實時掌握商品流通的狀態信息。

（4）RFID技術，RFID（Radio Frequency Identification）技術是一種射頻識別技術，其基本原理是當標簽進入解讀器磁場后，能夠接收到解讀器發出的射頻信號并且能夠憑借感應電流獲得的能量發出存儲在芯片中的信息，這些信息經過解讀器讀取并解碼后送至中心信息系統進行處理，即可獲取標簽內的信息，

（5）衛星物聯網技術，文章將在下一節著重介紹衛星物聯網技術在第三方ILS中的運用[3]。

1.4 衛星物聯網在第三方ILS中的運用

物聯網定義的“萬物互聯”世界，僅依靠地面通訊網絡很難實現，尤其在一些人跡罕至或人類難以生存的環境中。由于環境、空間、氣候等多種條件制約，當需要在大范圍、跨地域以及極端惡劣氣候條件下進行數據信息收集，地面物聯網就顯得無能為力，在這種情況下，衛星物聯網技術應運而生[4]。

衛星物聯網開辟了將衛星產業與物聯網進行創造性融合的偉大創舉，通過由數百顆低軌衛星星座和專用衛星通訊終端，實現覆蓋全球的實時網絡通訊功能，衛星物聯網具有其獨特的優勢：

（1）通訊網絡覆蓋范圍廣，可實現全球覆蓋，不受地域空間限制;

（2）不受氣候影響，可實現全天候工作;

（3）在受到自然災害、地質災害等突發情況下仍可繼續工作。

因此在物流倉儲管理中運用衛星物聯網技術，可將管理過程（包括實時位置信息，倉儲環境及貨物的狀態信息等）通過RFID技術匯集到物聯網終端，上傳至物聯網星座系統，最終傳送到信息管理中心。

同時在物流運輸過程中也可運用衛星物聯網技術。由于在整個運輸過程中部分區域受外界影響較大，特別是途徑沙漠、海洋等人跡罕至區域，無法對運輸信息進行實時追蹤。如果將衛星物聯網技術應用于運輸過程中，即可實時監控、追蹤物流和貨物狀態信息，使運輸過程和貨物安全可控[5]。

2 基于衛星物聯網RFID技術的第三方ILS設計

在第三方ILS中，物流環節包括商品的采購、入庫、盤點、加工、配送、運輸、銷售等。由于各個企業的物流環節都不相同，而這些環節又環環相扣、缺一不可。而ILS分析設計就是在充分了解企業物流特征的基礎上，幫助企業解決存在的物流信息化管理問題。借助先進的衛星物聯網技術對物流過程的所有環節進行智能化監控管理，實現物流業務中的信息管理、分析與決策，為企業的生產和發展提供強有力的決策支持[6]。

2.1 系統框架

在第三方物流作業管理流程中，主要包括商品的入庫、盤點、出庫以及配送等環節，借助衛星物聯網RFID技術實現物流作業的智能化，從而大幅提高工作效率。ILS系統框架圖如圖1所示。

2.2 業務流程設計

在第三方ILS中，其業務流程包括下單、接受訂單、訂貨、入庫、儲存、分揀、出庫、配送以及交貨等環節。在整個業務流程中，入庫、儲存、分揀、出庫、配送等環節與衛星物聯網RFID技術緊密相關[7]。

當客戶提交訂單后，ILS會生成訂單并通知供應商，供應商收到訂單后根據訂單信息發貨并將RFID標簽嵌入物品，當貨物到達配送中心后，中心倉庫內的RFID閱讀器會根據RFID標簽采集物品信息進行后續相應操作。

第三方ILS的業務流程如圖2所示。

2.3 功能模塊設計

ILS系統功能模塊主要包括綜合查詢、中心服務器系統、物流作業管理以及車載終端等，本文主要對物流作業管理功能的設計進行研究，物流作業管理功能主要包括采購入庫、庫存盤點、出貨、運輸、銷售等管理模塊。ILS功能劃分如圖3所示。

2.4 運輸路徑設計

第三方ILS運輸路徑設計的實質是配送中心向多個配送點配送物品的最優運輸路徑選擇問題。

目前對該問題的求解大多使用隨機搜索算法，即首先對配送區域內所有可能的求解進行隨機搜索，得出最優解，然后再以最優解為中心在全局范圍內重復上述搜索過程。如果新解優于最優解，則將新解代替最優解，否則仍然以最優解為中心，從另一個區域繼續進行全局搜索尋找最優解。直至所有區域搜索完成即可得到最優運輸路徑[8]。

3 運用衛星物聯網RFID技術需考慮到的問題

眾所周知，衛星物聯網RFID技術具有實時、高效、方便等無可比擬的優勢，但在第三方ILS實際應用中也存在其固有缺點[9]。

首先便是衛星物聯網RFID技術的安全問題，ILS中存儲著大量人事、財務以及企業供應鏈等信息，有些甚至涉及到個人以及商業機密。如果RFID技術的安全性得不到充分保證，則上述重要信息將有可能會被不法分子竊取并加以利用。因此針對此問題，設計切實可行的標簽與讀寫器之間相互認證方案是解決衛星物聯網RFID系統安全最重要的途徑。

其次，衛星物聯網RFID技術中的防碰撞問題也不容忽視。在智能物聯網應用過程中存在一個讀寫器面對大量標簽集中在一起的情況，比如貨車中的商品、流水線上的產品等，如果不采取切實有效的防碰撞機制，出現大量標簽同時回應讀寫器時，勢必會減弱讀寫正確率以及讀寫效率。因此，衛星物聯網RFID防碰撞機制對于ILS而言也至關重要[10]。

4 結語

基于衛星物聯網RFID技術的ILS相比傳統的物流系統具有較強的優勢，通過衛星物聯網RFID標簽技術解決了快速、高效采集物品信息這一技術難題，通過隨機搜索算法進行物品運輸途徑設計，在保證物品運輸效率同時降低了企業運輸成本。衛星物聯網RFID技術以其安全、高效、可讀寫、標簽壽命長、信號范圍廣等突出優勢在第三方ILS設計中發揮了舉足輕重的作用。對于提高企業物流信息化水平，提高企業市場競爭力等都具有極其重要的意義。

參考文獻

[1] 鐘央.RFID在智能物流系統中的關鍵技術研究[D].上海：復旦大學，2014.

[2] 薛成.智能物流系統開發平臺的研究[D].上海：華東師范大學，2007.

[3] 李禎祺.基于物聯網的第三方智能物流系統設計研究[J].智能城市，2016，2（3）：178-179.

[4] 張惠琳，孫承志，劉銘.基于RFID技術的智能物流系統研究與設計[J].物流技術，2013，32（5）：445-448.

[5] 黃文秀.基于物聯網技術的智能物流系統研究[J].信息通信，2014（6）：100-101.

[6] 林君暖.基于物聯網環境的智能物流系統設計研究[J].企業科技與發展，2016（2）：38-40.

[7] 李家華.基于RFID物聯網技術的智能物流系統設計[J].中國市場，2017（15）：296+300.

[8] 劉洋，魏鋒，崔樹成，等.低軌道衛星通信與物聯網應用研究[J].物聯網學報，2019，3（4）：101-108.

[9] 靳聰.低軌衛星物聯網體系架構研究[D].南京：南京郵電大學，2019.

[10] 邵夢琪.低軌衛星物聯網數據傳輸流程設計分析[J].電子世界，2020（7）：86-87.