物流信息處理13w

1、物流信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)物流信息處理與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)第三篇第三篇 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論第第1章章 物流信息自動識別物流信息自動識別1.1 概述概述 一、自動識別技術(shù)一、自動識別技術(shù) 1. 發(fā)展背景發(fā)展背景 （1）在信息處理早期，大部分數(shù)據(jù)處理都是通過）在信息處理早期，大部分數(shù)據(jù)處理都是通過人工手工錄入。數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)錄入工作，不僅勞動人工手工錄入。數(shù)量龐大的數(shù)據(jù)錄入工作，不僅勞動強度大、耗時多，而且數(shù)據(jù)強度大、耗時多，而且數(shù)據(jù)誤錄誤錄率高，使得數(shù)據(jù)的使率高，使得數(shù)據(jù)的使用失去了實時的意義。用失去了實時的意義。 （2）為解決數(shù)據(jù)錄入問題，研究和開發(fā)了各種）為解決數(shù)據(jù)錄入問題，研究和開

2、發(fā)了各種自動識別技術(shù)，將自動識別技術(shù)，將人人從繁重、重復(fù)且又十分不精確從繁重、重復(fù)且又十分不精確的手工勞動中解放出來，提高系統(tǒng)信息的實時性和的手工勞動中解放出來，提高系統(tǒng)信息的實時性和準確性。準確性。2. 定義定義 （1）自動識別技術(shù)是指應(yīng)用一定的識別裝置，通）自動識別技術(shù)是指應(yīng)用一定的識別裝置，通過被識別物品和識別裝置之間的某種聯(lián)系，主動地獲過被識別物品和識別裝置之間的某種聯(lián)系，主動地獲取被識別物品的相關(guān)信息，并提供給后臺的計算機處取被識別物品的相關(guān)信息，并提供給后臺的計算機處理系統(tǒng)來完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)。理系統(tǒng)來完成相關(guān)后續(xù)處理的一種技術(shù)。 （2）超市購物使用的條碼識別技術(shù)、銀行卡消

3、費）超市購物使用的條碼識別技術(shù)、銀行卡消費或者取款采用的磁條技術(shù)、辦公室門禁則采用非接觸或者取款采用的磁條技術(shù)、辦公室門禁則采用非接觸IC卡技術(shù)等，都是應(yīng)用自動識別技術(shù)的例子?？夹g(shù)等，都是應(yīng)用自動識別技術(shù)的例子。 （3）自動識別技術(shù)是以計算機和通信技術(shù)的發(fā)展）自動識別技術(shù)是以計算機和通信技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的綜合性科學(xué)技術(shù)，它是信息數(shù)據(jù)自動采集、為基礎(chǔ)的綜合性科學(xué)技術(shù)，它是信息數(shù)據(jù)自動采集、自動輸入計算機的重要方法和手段。自動識別技術(shù)是自動輸入計算機的重要方法和手段。自動識別技術(shù)是一種高度自動化的信息采集技術(shù)。一種高度自動化的信息采集技術(shù)。二、自動識別系統(tǒng)的一般模型二、自動識別系統(tǒng)的一般模型 1

4、. 自動識別系統(tǒng)自動識別系統(tǒng) 包括系統(tǒng)前端、中間件或者接口包括系統(tǒng)前端、中間件或者接口(包括軟件和硬件包括軟件和硬件的的)、后臺處理軟件等部分組成，系統(tǒng)將識別數(shù)據(jù)傳、后臺處理軟件等部分組成，系統(tǒng)將識別數(shù)據(jù)傳輸給計算機，由計算機對所采集的數(shù)據(jù)進行處理或者輸給計算機，由計算機對所采集的數(shù)據(jù)進行處理或者加工，最終形成對人們有用的信息。加工，最終形成對人們有用的信息。 2. 完整的自動識別計算機管理系統(tǒng)完整的自動識別計算機管理系統(tǒng) 包括自動識別系統(tǒng)、應(yīng)用程序接口或中間件、應(yīng)用包括自動識別系統(tǒng)、應(yīng)用程序接口或中間件、應(yīng)用系統(tǒng)軟件組成。系統(tǒng)的一般模型如圖所示。系統(tǒng)軟件組成。系統(tǒng)的一般模型如圖所示。 （1）

5、前端部分）前端部分 采用不同的自動識別技術(shù)來自動進行數(shù)據(jù)采集，包采用不同的自動識別技術(shù)來自動進行數(shù)據(jù)采集，包括條碼技術(shù)、射頻識別技術(shù)、磁條技術(shù)、各種生物技括條碼技術(shù)、射頻識別技術(shù)、磁條技術(shù)、各種生物技術(shù)等；術(shù)等； （2）中間件或者數(shù)據(jù)接口部分）中間件或者數(shù)據(jù)接口部分 根據(jù)不同的自動識別技術(shù)具有不同的配置方式，可根據(jù)不同的自動識別技術(shù)具有不同的配置方式，可以是軟件或硬件接口；以是軟件或硬件接口； （3）應(yīng)用軟件）應(yīng)用軟件 接受中間件傳來的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理，完成各接受中間件傳來的數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)處理，完成各種具體業(yè)務(wù)應(yīng)用。種具體業(yè)務(wù)應(yīng)用。1.2 射頻識別（射頻識別（RFID）技術(shù)）技術(shù) 一、概述一

6、、概述 1. RFID的定義的定義 射頻識別（射頻識別（Radio Frequency IDentification） RFID技術(shù)，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一項技術(shù)，又稱電子標簽、無線射頻識別，是一項從上世紀從上世紀90年代興起并發(fā)展成熟的自動識別技術(shù)。年代興起并發(fā)展成熟的自動識別技術(shù)。 RFID基本原理是利用無線射頻信號通過空間耦基本原理是利用無線射頻信號通過空間耦合（電磁感應(yīng)或電磁耦合），實現(xiàn)無接觸信息傳遞，合（電磁感應(yīng)或電磁耦合），實現(xiàn)無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息達到識別物體的目的。并通過所傳遞的信息達到識別物體的目的。2. RFID的特點的特點 與條形碼、磁條、與條形碼、

7、磁條、IC卡等相比，卡等相比，RFID技術(shù)具有技術(shù)具有較突出的優(yōu)點：較突出的優(yōu)點： （1）非接觸操作，非直視長距離識別（幾厘米）非接觸操作，非直視長距離識別（幾厘米到幾十米），應(yīng)用便利；到幾十米），應(yīng)用便利； （2）無機械磨損，壽命長，能適應(yīng)惡劣環(huán)境；）無機械磨損，壽命長，能適應(yīng)惡劣環(huán)境； （3）可識別高速運動物體，可同時識別多個電）可識別高速運動物體，可同時識別多個電子標簽；子標簽； （4）讀寫器自身較安全；）讀寫器自身較安全； （5）數(shù)據(jù)較安全，具有相互認證，密碼保護多）數(shù)據(jù)較安全，具有相互認證，密碼保護多種方式；種方式；二、二、 RFID系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成 RFID讀寫器通過天線與讀寫器通

8、過天線與RFID電子標簽進行無線電子標簽進行無線通信，實現(xiàn)對標簽識別碼和標簽內(nèi)存儲數(shù)據(jù)的讀出通信，實現(xiàn)對標簽識別碼和標簽內(nèi)存儲數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮鳌；驅(qū)懭氩僮鳌?. 電子標簽電子標簽 （1）標簽由耦合元件及芯片組成，每個）標簽由耦合元件及芯片組成，每個RFID標簽具有標簽具有唯一唯一的電子編碼的電子編碼(id)，附著在物體上用于，附著在物體上用于標識目標對象，電子標簽中一般保存有約定格式的標識目標對象，電子標簽中一般保存有約定格式的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 （2）標簽分類：有源標簽，無源標簽；）標簽分類：有源標簽，無源標簽； （3）工作原理：標簽進入電磁場后，標簽中的）工作原理：標簽進入電磁場后，標簽中的

9、天線接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所天線接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量推動芯片工作，實現(xiàn)讀獲得的能量推動芯片工作，實現(xiàn)讀/寫數(shù)據(jù)操作，寫數(shù)據(jù)操作，并發(fā)送信息給讀寫器，讀寫器獲取信息并解碼后，并發(fā)送信息給讀寫器，讀寫器獲取信息并解碼后，送至軟件系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。送至軟件系統(tǒng)進行有關(guān)數(shù)據(jù)處理。 2. 天線系統(tǒng)天線系統(tǒng) （1）指在）指在RFID讀寫器和讀寫器和RFID卡中的天線；卡中的天線； （2）天線在標簽和讀寫器之間傳遞射頻信號，）天線在標簽和讀寫器之間傳遞射頻信號，即標簽的數(shù)據(jù)信息；即標簽的數(shù)據(jù)信息；3. 讀寫器讀寫器 （1）讀取或?qū)懭霕撕炐畔⒌脑O(shè)備，分為固定式

10、）讀取或?qū)懭霕撕炐畔⒌脑O(shè)備，分為固定式或手持式；或手持式； （2）讀寫器通常和計算機相連接，將標簽信息）讀寫器通常和計算機相連接，將標簽信息傳送給計算機進行處理。傳送給計算機進行處理。手持式手持式RFID讀卡讀卡三、三、RFID應(yīng)用程序設(shè)計應(yīng)用程序設(shè)計 1. 基本原理基本原理 （1）設(shè)計高級語言（例如）設(shè)計高級語言（例如VB）程序，應(yīng)用生產(chǎn)）程序，應(yīng)用生產(chǎn)廠家提供的軟件接口，完成對廠家提供的軟件接口，完成對RFID卡的數(shù)據(jù)讀卡的數(shù)據(jù)讀/寫寫操作；操作； （2）生產(chǎn)廠家提供的軟件接口一般是動態(tài)鏈接）生產(chǎn)廠家提供的軟件接口一般是動態(tài)鏈接庫程序（例：庫程序（例：Mr915Ap.dll）或高級語言程序

11、模塊）或高級語言程序模塊（例：（例：Module1.bas），要復(fù)制到指定文件夾；），要復(fù)制到指定文件夾； （3）在高級語言程序中使用生產(chǎn)廠家提供的命）在高級語言程序中使用生產(chǎn)廠家提供的命令，即可實現(xiàn)對令，即可實現(xiàn)對RFID卡的數(shù)據(jù)讀卡的數(shù)據(jù)讀/寫操作；寫操作； 2. VB程序舉例程序舉例（1）連接）連接RFID讀卡器讀卡器 Private Sub isButton1_Click() Dim temp&, temp1&, tempstr$, strComm$, major As Byte, minor As Byte Dim result As Integer Dim addr As Inte

12、ger If Combo3.ListIndex = 0 Then addr = 255 Else addr = Combo3.ListIndex End If bButton2 = True temp = Combo2.ListIndex strComm = Combo1.Text result = CommOpen(hCom, strComm) If result = 0 Then Display ( Open SerialPort & (Combo1.ListIndex + 1) & success!) temp1 = SetBaudRate(hCom, temp, addr) If te

13、mp1 = 0 And result = 0 Then Display (設(shè)置波特率成功設(shè)置波特率成功!) isButton1.Enabled = False isButton2.Enabled = True Else Display (設(shè)置波特率失敗設(shè)置波特率失敗!) result = CommClose(hCom) End If Else tempstr = 打開串口打開串口 & (Combo1.ListIndex + 1) & 失敗失敗! Display (tempstr) End IfEnd Sub“斷開按鈕”代碼：Private Sub isButton2_Click() Dim r

14、esult As Integer result = SetBaudRate(hCom, 0, 255) result = CommClose(hCom) If result = 0 Then Display (關(guān)閉串口關(guān)閉串口 & (Combo1.ListIndex + 1) & 成功成功!) isButton2.Enabled = False isButton1.Enabled = True Else Display (關(guān)閉串口失敗關(guān)閉串口失敗!) End IfEnd Sub（2）RFID卡讀操作卡讀操作RFID卡的存儲結(jié)構(gòu)卡的存儲結(jié)構(gòu) 實驗用的實驗用的RFID卡讀寫時采用卡讀寫時采用“wo

15、rd”為單位，即為單位，即按按word為單位讀出或?qū)懭?，為單位讀出或?qū)懭?，word也稱為字長。也稱為字長。1個個word對應(yīng)對應(yīng)2個字節(jié)，個字節(jié)，1個字節(jié)對應(yīng)個字節(jié)對應(yīng)2個個16進制數(shù)；進制數(shù)； word的編號是從的編號是從0開始；開始； RFID卡內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)：卡內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)： （1）RESERVE區(qū)，長度為區(qū)，長度為3word，即，即12個個16進進制數(shù)，可供用戶放些額外信息。制數(shù)，可供用戶放些額外信息。 （2）EPC區(qū)，長度為區(qū)，長度為16word以上，其中前以上，其中前2個個word為只讀為只讀(word編號編號0，1)，在物流上常用的是，在物流上常用的是6個個word長度長度(wor

16、d編號編號2至至7) ； （3）TID區(qū)，長度為區(qū)，長度為4word，這是，這是RFID卡序列卡序列號，全世界唯一，該區(qū)只讀，無法寫入。這個區(qū)域號，全世界唯一，該區(qū)只讀，無法寫入。這個區(qū)域用于防偽和身份任證；用于防偽和身份任證； （4）USER區(qū)，有些超大容量的區(qū)，有些超大容量的RFID卡有很大卡有很大的的USER區(qū)，可以存放物流日志信息，甚至一張相區(qū)，可以存放物流日志信息，甚至一張相片。片。Private Sub isButton3_Click() Dim tempstr As String, result As Integer Dim I As Long, j As Integer Dim

17、 bank As Integer, ptr As Integer, cnt As Integer Dim ID(100) As Byte flagTag = 1 Dim Memb(4) As Integer Memb(0) = 0 Memb(1) = 1 Memb(2) = 2 Memb(3) = 3 bank = Memb(Combo4.ListIndex) ptr = CByte(Combo5.Text) cnt = CByte(Combo6.Text) result = Gen2Read(hCom, bank, ptr, cnt, ID(0), 255) If result = 0 Th

18、en tempstr = tempstr = tempstr & For I = 0 To cnt * 2 - 1 tempstr = tempstr & & Right$(00 & Hex(ID(I + 1), 2) Next Text2.Text = tempstr Display (讀卡成功讀卡成功) Else Display (讀卡失敗讀卡失敗!) End IfEnd Sub（3）RFID卡寫操作卡寫操作1.3 衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù) 一、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)概述一、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)概述 1. 基本概念基本概念 （1）衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)是指利用衛(wèi)星定位導(dǎo)）衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)是

19、指利用衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)提供的航系統(tǒng)提供的位置、速度及時間位置、速度及時間等信息來完成對各等信息來完成對各種目標的定位、導(dǎo)航、監(jiān)測和管理的技術(shù)。衛(wèi)星定種目標的定位、導(dǎo)航、監(jiān)測和管理的技術(shù)。衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)是一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。位導(dǎo)航系統(tǒng)是一種以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)。 （2）隨著通信技術(shù)、計算機技術(shù)、信息及航天）隨著通信技術(shù)、計算機技術(shù)、信息及航天與空間技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使導(dǎo)航與定位技術(shù)、無與空間技術(shù)的迅猛發(fā)展，促使導(dǎo)航與定位技術(shù)、無線電導(dǎo)航設(shè)備及導(dǎo)航系統(tǒng)日新月異。線電導(dǎo)航設(shè)備及導(dǎo)航系統(tǒng)日新月異。 （3）衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)提供了全球、全天候、）衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)提供了全球、全天候、

20、高精度、快速響應(yīng)的連續(xù)導(dǎo)航、定位和授時信息服高精度、快速響應(yīng)的連續(xù)導(dǎo)航、定位和授時信息服務(wù)務(wù),是一種可供陸、海、空領(lǐng)域的軍民用戶共享的信是一種可供陸、海、空領(lǐng)域的軍民用戶共享的信息資源，越來越受到各個國家高度重視。目前，衛(wèi)息資源，越來越受到各個國家高度重視。目前，衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)已基本取代了無線電導(dǎo)航、天文測星定位導(dǎo)航技術(shù)已基本取代了無線電導(dǎo)航、天文測量和傳統(tǒng)的大地測量技術(shù)，成為人類活動中普遍采量和傳統(tǒng)的大地測量技術(shù)，成為人類活動中普遍采用的定位導(dǎo)航技術(shù)。用的定位導(dǎo)航技術(shù)。2. 衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)組成衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)組成 衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)是以衛(wèi)星為導(dǎo)航臺的無線電導(dǎo)衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)是以衛(wèi)星為導(dǎo)航臺

21、的無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，通常由衛(wèi)星、地面支持網(wǎng)和用戶設(shè)備三大部航系統(tǒng)，通常由衛(wèi)星、地面支持網(wǎng)和用戶設(shè)備三大部分組成。分組成。 （1）衛(wèi)星）衛(wèi)星 作為空間導(dǎo)航臺，它接收和儲存地面站制備的導(dǎo)作為空間導(dǎo)航臺，它接收和儲存地面站制備的導(dǎo)航信息，再向用戶發(fā)射，它還接收來自地面站的控制航信息，再向用戶發(fā)射，它還接收來自地面站的控制指令并向地面站發(fā)射衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)，以便地面站了解指令并向地面站發(fā)射衛(wèi)星遙測數(shù)據(jù)，以便地面站了解衛(wèi)星狀況。衛(wèi)星狀況。 （2）地面支持網(wǎng)）地面支持網(wǎng) 由多種地面站和計算中心組成，其功能是收集來由多種地面站和計算中心組成，其功能是收集來自衛(wèi)星及與系統(tǒng)工作有關(guān)的信息數(shù)據(jù)并進行處理，自衛(wèi)星及與系統(tǒng)

22、工作有關(guān)的信息數(shù)據(jù)并進行處理，產(chǎn)生導(dǎo)航信號和控制指令，再由地面站發(fā)給衛(wèi)星。產(chǎn)生導(dǎo)航信號和控制指令，再由地面站發(fā)給衛(wèi)星。 （3）用戶設(shè)備。用戶設(shè)備用于接收和處理衛(wèi)星）用戶設(shè)備。用戶設(shè)備用于接收和處理衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號，進行定位計算，為用戶提供高精發(fā)射的導(dǎo)航信號，進行定位計算，為用戶提供高精度、連續(xù)的三維位置（經(jīng)度、緯度、高度）、三維度、連續(xù)的三維位置（經(jīng)度、緯度、高度）、三維速度和時間等信息。速度和時間等信息。 衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)是一個龐大而且復(fù)雜的系統(tǒng)。衛(wèi)星定位導(dǎo)航系統(tǒng)是一個龐大而且復(fù)雜的系統(tǒng)。在一定的空間軌道上配置一定數(shù)量的衛(wèi)星，就可實現(xiàn)在一定的空間軌道上配置一定數(shù)量的衛(wèi)星，就可實現(xiàn)從地面、近

23、地空間并延至外層空間的全球性連續(xù)導(dǎo)航從地面、近地空間并延至外層空間的全球性連續(xù)導(dǎo)航服務(wù)，且不受氣象條件、晝夜和地形的影響。服務(wù)，且不受氣象條件、晝夜和地形的影響。NoImage3. 衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展衛(wèi)星定位導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展 （1）1957年年10月，蘇聯(lián)成功發(fā)射世界第一顆人月，蘇聯(lián)成功發(fā)射世界第一顆人造地球衛(wèi)星；造地球衛(wèi)星； （2） 1964年年9月，美國研制成功海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系月，美國研制成功海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)統(tǒng)(NNSS)。該系統(tǒng)的衛(wèi)星網(wǎng)由。該系統(tǒng)的衛(wèi)星網(wǎng)由6顆衛(wèi)星組成，其軌道顆衛(wèi)星組成，其軌道通過地球南北極上空，與地球子午線相一致，因此也通過地球南北極上空，與地球子午線相一致，因此也稱子

24、午衛(wèi)星系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要服務(wù)對象是稱子午衛(wèi)星系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要服務(wù)對象是“北極星北極星”級核潛艇，級核潛艇，1967年年7月，美國政府批準該系統(tǒng)解密提月，美國政府批準該系統(tǒng)解密提供民用服務(wù)，為各種海面艦船定位導(dǎo)航。但該系統(tǒng)存供民用服務(wù)，為各種海面艦船定位導(dǎo)航。但該系統(tǒng)存在著定位實時性差、不能確定高程等缺陷，無法滿足在著定位實時性差、不能確定高程等缺陷，無法滿足高精度、高動態(tài)用戶的要求。高精度、高動態(tài)用戶的要求。 （3）美國從）美國從1978年發(fā)射年發(fā)射GPS首顆衛(wèi)星，到首顆衛(wèi)星，到1994年完成年完成24顆中高度圓軌道衛(wèi)星組網(wǎng)，顆中高度圓軌道衛(wèi)星組網(wǎng)，GPS系統(tǒng)全部系統(tǒng)全部建成，投資共達建成，投資

25、共達300億美元。億美元。 GPS實現(xiàn)了全球、全天候、連續(xù)、實時、高精度實現(xiàn)了全球、全天候、連續(xù)、實時、高精度導(dǎo)航定位，對人類活動影響極大，應(yīng)用價值極高。導(dǎo)航定位，對人類活動影響極大，應(yīng)用價值極高。該系統(tǒng)由美國國防部控制，屬軍民兩用，分成軍碼該系統(tǒng)由美國國防部控制，屬軍民兩用，分成軍碼和民碼。軍碼定位精度和民碼。軍碼定位精度10m，僅供美軍及其盟友使，僅供美軍及其盟友使用；民碼定位精度用；民碼定位精度20m左右，平時向全球開放，戰(zhàn)左右，平時向全球開放，戰(zhàn)時能實施局部關(guān)閉。時能實施局部關(guān)閉。 GPS目前在實際應(yīng)用中和產(chǎn)業(yè)化上處于國際壟斷目前在實際應(yīng)用中和產(chǎn)業(yè)化上處于國際壟斷地位，它已經(jīng)成為一個國際性的產(chǎn)業(yè)。地位，它已經(jīng)成為一個國際性的產(chǎn)業(yè)。 （4）俄羅斯從）俄羅斯從1982年開始進行年