智能物流 第01章

1、第第1章章 物聯網與智能物流物聯網與智能物流學習要點l 物聯網和智能物流的概念l 智能物流的核心技術l 智能物流的應用情況目錄1.5小結小結1.4 物聯網的智能物流應用物聯網的智能物流應用1.3 核心技術的組成核心技術的組成1.2 智能物流定義及其發(fā)展智能物流定義及其發(fā)展1.1 物聯網的概念物聯網的概念思考題思考題1.1 物聯網的概念物聯網的概念 近幾年來物聯網技術受到了人們的廣泛關注，“物聯網”被稱為繼計算機、互聯網之后，世界信息產業(yè)的第三次浪潮。于是在不同的階段或從不同的角度出發(fā)，對物聯網就有了不同的理解和解釋。目前，有關物聯網定義的爭論還在進行之中，尚不存在一個世界范圍內認可的權威定義。

2、為了盡量準確地表達物聯網內涵，需要比較全面地分析其實質性技術要素，以便給出一個較為客觀的詮釋。1.1.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展物聯網概念最早出現于比爾蓋茨1995年出版的未來之路一書。該書提出了“物物”相聯的物聯網雛形，只是當時受限于無線網絡、硬件及傳感器設備的發(fā)展，并未引起世人的重視。1.1.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展1998年，美國麻省理工學院（MIT）創(chuàng)造性地提出了當時被稱為EPC（Electronic Product Code）系統的“物聯網”構想。1999年，美國Auto-ID首先提出“物聯網”的概念，主要是建立在物品編碼、射頻識別（Radio Frequency Identifica

3、tion, RFID）技術和互聯網的基礎上。這時對物聯網的定義很簡單，主要是指把所有物品通過射頻識別等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。也就是說，物聯網是指各類傳感器和現有的互聯網相互銜接的一種技術。1.1.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展2005年，國際電信聯盟（International Telecommunications UnionInternational，ITU）在ITU互聯網報告2005：物聯網中，正式提出了“物聯網”的概念。該報告指出，無所不在的“物聯網”通信時代即將來臨，世界上所有的物體從輪胎到牙刷、從房屋到紙巾都可以通過互聯網主動進行交換。射頻識別技術、傳感器技術

4、、納米技術、智能嵌入技術將得到更加廣泛的應用。1.1.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展2008年3月在蘇黎世舉行了全球首個國際物聯網會議“物聯網2008”，探討了“物聯網”的新理念和技術，以及如何推進“物聯網”發(fā)展。奧巴馬就任美國總統后，與美國工商業(yè)領袖舉行了一次“圓桌會議”，作為僅有的兩名代表之一，IBM首席執(zhí)行官彭明盛首次提出“智慧地球”的概念，建議新政府投資新一代的智慧型基礎設施，并闡明了其短期和長期效益。奧巴馬對此給予積極回應：“經濟刺激資金將會投入到寬帶網絡等新興技術中去，毫無疑問，這就是美國在21世紀保持和奪回競爭優(yōu)勢的方式?！薄爸腔鄣厍颉钡母拍钜唤浱岢?，就得到了美國各界的高度關注；甚至有

5、分析認為，IBM公司的這一構想將有可能上升至美國的國家戰(zhàn)略，并在世界范圍內引起轟動。1.1.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展2009年8月7日溫家寶在無錫微納傳感網工程技術研發(fā)中心視察并發(fā)表重要講話，“在傳感網發(fā)展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術”，提出了“感知中國”的理念，這標志著政府對物聯網產業(yè)的關注和支持力度已提升到國家戰(zhàn)略層面。之后，“傳感網”、“物聯網”成為熱門名詞術語。2009年9月11日，“傳感器網絡標準工作組成立大會暨感知中國高峰論壇”在北京舉行，會議提出了傳感網發(fā)展的一些相關政策。2009年11月12日，中國移動與無錫市人民政府簽署“共同推進TD-SCDMA與物聯網融合”戰(zhàn)略

6、合作協議，中國移動將在無錫成立中國移動物聯網研究院，重點開展TD-SCDMA與物聯網融合的技術研究與應用開發(fā)。1.1.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展2009年8月7日溫家寶在無錫微納傳感網工程技術研發(fā)中心視察并發(fā)表重要講話，“在傳感網發(fā)展中，要早一點謀劃未來，早一點攻破核心技術”，提出了“感知中國”的理念，這標志著政府對物聯網產業(yè)的關注和支持力度已提升到國家戰(zhàn)略層面。之后，“傳感網”、“物聯網”成為熱門名詞術語。2009年9月11日，“傳感器網絡標準工作組成立大會暨感知中國高峰論壇”在北京舉行，會議提出了傳感網發(fā)展的一些相關政策。2009年11月12日，中國移動與無錫市人民政府簽署“共同推進TD-S

7、CDMA與物聯網融合”戰(zhàn)略合作協議，中國移動將在無錫成立中國移動物聯網研究院，重點開展TD-SCDMA與物聯網融合的技術研究與應用開發(fā)。1.1.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展2011年11月28日，工業(yè)和信息化部正式發(fā)布了我國物聯網“十二五”發(fā)展規(guī)劃。該規(guī)劃要求到2015年，我國要在核心技術研發(fā)與產業(yè)化、關鍵標準研究與制定、產業(yè)鏈條建立與完善、重大應用示范與推廣等方面取得顯著成效，初步形成創(chuàng)新驅動、應用牽引、協同發(fā)展、安全可控的物聯網發(fā)展格局。1.1.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展目前，我國物聯網發(fā)展與全球同處于起步階段，初步具備了一定的技術、產業(yè)和應用基礎，呈現出良好的發(fā)展態(tài)勢。 無線射頻識別（RFID

8、）產業(yè)市場規(guī)模超過100億元，其中低頻和高頻RFID相對成熟。全國有1600多家企事業(yè)單位從事傳感器的研制、生產和應用，年產量達24億只，市場規(guī)模超過900億元，其中, 微機電系統（MEMS）傳感器市場規(guī)模超過150億元；通信設備制造業(yè)具有較強的國際競爭力。建成全球最大、技術先進的公共通信網和互聯網。機器到機器（M2M）終端數量接近1000萬，形成全球最大的M2M市場之一。據不完全統計，我國2010年物聯網市場規(guī)模接近2000億元。1.產業(yè)發(fā)展初具基礎。 我國在芯片、通信協議、網絡管理、協同處理、智能計算等領域開展了多年技術攻關，已取得許多成果。在傳感器網絡接口、標識、安全、傳感器網絡與通信網

9、融合、物聯網體系架構等方面相關技術標準的研究取得進展，成為國際標準化組織（ISO）傳感器網絡標準工作組（WG7）的主導國之一。2010年，我國主導提出的傳感器網絡協同信息處理國際標準獲正式立項，同年，我國企業(yè)研制出全球首顆二維碼解碼芯片，研發(fā)了具有國際先進水平的光纖傳感器，TD-LTE技術正在開展規(guī)模技術試驗。2技術研發(fā)和標準研制取得突破 目前，我國物聯網在安防、電力、交通、物流、醫(yī)療、環(huán)保等領域已經得到應用，且應用模式正日趨成熟。在安防領域，視頻監(jiān)控、周界防入侵等應用已取得良好效果；在電力行業(yè)，遠程抄表、輸變電監(jiān)測等應用正在逐步拓展；在交通領域，路網監(jiān)測、車輛管理和調度等應用正在發(fā)揮積極作用

10、；在物流領域，物品倉儲、運輸、監(jiān)測應用廣泛推廣；在醫(yī)療領域，個人健康監(jiān)護、遠程醫(yī)療等應用日趨成熟。除此之外，物聯網在環(huán)境監(jiān)測、市政設施監(jiān)控、樓宇節(jié)能、食品藥品溯源等方面也開展了廣泛的應用。3應用推廣初見成效由于物聯網概念出現不久，其內涵還在不斷發(fā)展、完善。目前，對于“物聯網”這一概念的準確定義尚未形成比較權威的表述。1.1.2 定義和主要特點定義和主要特點1物聯網的定義關于物聯網（IoT）的比較準確的定義是：物聯網是通過各種信息傳感設備及系統（傳感器、射頻識別系統、紅外感應器、激光掃描器等）、條碼與二維碼、全球定位系統，按約定的通信協議，將物與物、人與物、人與人連接起來，通過各種接入網、互聯網

11、進行信息交換，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種信息網絡。這個定義的核心是，物聯網的主要特征是每一個物件都可以尋址，每一個物件都可以控制，每一個物件都可以通信。1）物聯網是針對具有全面感知能力的物體及人的互聯集合 兩個或兩個以上物體如果能交換信息即可稱為物聯。使物體具有感知能力需要在物品上安裝不同類型的識別裝置，如電子標簽、條碼與二維碼等，或通過傳感器、紅外感應器等感知其存在。同時，這一概念也排除了網絡系統中的主從關系，能夠自組織。2）物聯網必須遵循約定的通信協議，并通過相應的軟、硬件實現 互聯的物品要互相交換信息，就需要實現不同系統中的實體的通信。為了成功的通信，它們必須遵守相關

12、的通信協議，同時需要相應的軟件、硬件來實現這些規(guī)則，并可以通過現有的各種接入網與互聯網進行信息交換。3）物聯網可以實現對各種物品（包括人）進行智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等功能 這也是組建物聯網的目的。也就是說，物聯網是指通過接口與各種無線接入網相連，進而聯入互聯網，從而給物體賦予智能，可以實現人與物體的溝通和對話，也可以實現物體與物體相互間的溝通和對話，即對物體具有全面感知能力，對數據具有可靠傳送和智能處理能力的連接物與物的信息網絡。1.1.2 定義和主要特點定義和主要特點物聯網的上述定義包含了一下3個主要含義：p 2有關物聯網的其他定義1）麻省理工學院（MIT）最早提出的物聯網概念早

13、在1999年，MIT的Auto-ID研究中心首先提出：把所有物品通過射頻識別（RFID）和條碼等信息傳感設備與互聯網連接起來，實現智能化識別和管理。這種表述的核心是RFID技術和互聯網的綜合應用。RFID標簽可謂是早起物聯網最為關鍵的技術與產品，當時認為物聯網最大規(guī)模、最有前景的應用就是在零售和物流領域。利用RFID技術，通過計算機互聯網實現物品（商品）的自動識別、互聯與信息資源共享。1.1.2 定義和主要特點定義和主要特點1.1.2 定義和主要特點定義和主要特點2）國際電氣聯盟（ITU）對物聯網的定義2005年，國際電氣聯盟（ITU）在“The Internet of Things”報告中對

14、物聯網概念進行了擴展，提出了任何時刻、任何地點、任意物體之間的互聯，無所不在的網絡和無所不在的計算的發(fā)展前景3）歐洲智能系統集成技術平臺（EPoSS）報告對物聯網的闡釋2008年5月27日，歐洲智能系統集成技術平臺（EPoSS）在其發(fā)布的報告Internet of Things in 2020中，分析預測了物聯網的發(fā)展趨勢。該報告認為：由具有標識、虛擬個性的物體/對象所組成的網絡，這些標識和個性等信息在智能空間使用智慧的接口與用戶、社會和環(huán)境進行通信。顯然，對物聯網的這個闡述說明RFID和相關的識別技術是未來物聯網的基石，并側重于RFID的應用及物體的智能化。4）歐盟第7框架下RFID和物聯網

15、研究項目組對物聯網給出的解釋歐盟第7框架下RFID和物聯網研究項目組對RFID和物聯網進行了比較系統的研究后，在其2009年9月15日發(fā)布的研究報告中指出：物聯網是未來互聯網的一個組成部分，可以定義為基于標準的和交互通信協議的且具有自配置能力的動態(tài)全球網絡基礎設施，在物聯網內物理和虛擬的“物件”具有身份、物理屬性、擬人化等特征，它們能夠被一個綜合的信息網絡所連接。1.1.2 定義和主要特點定義和主要特點1.1.3 核心技術核心技術物聯網已成為目前IT業(yè)界的新興領域，引發(fā)了相當熱烈的研究和探討。不同的視角對物聯網概念的看法不同，所涉及的關鍵技術也不相同?？梢源_定的是，物聯網技術涵蓋了從信息獲取、

16、傳輸、存儲、處理直至應用的全過程，在材料、器件、軟件、網絡、系統各個方面都要有所創(chuàng)新才能促進其發(fā)展。國際電信聯盟報告提出，物聯網主要需要四項關鍵性應用技術： RFID 傳感傳感器器 智能智能技術技術 納米納米技術技術標識標識感知感知處理處理信息信息傳送傳送歐盟物聯網研究路線圖將物聯網研究劃分為十個層面：一是感知，ID發(fā)布機制與識別；二是物聯網宏觀架構；三是通信（OSI參考模型的物理層與數據鏈路層）；四是組網（OSI參考模型的網絡層）；五是軟件平臺、中間件（OSI參考模型的網絡層以上各層）；六是硬件；七是情報提煉；八是搜索引擎；就是能源管理；十是安全。當然，這些都是物聯網研究的內容，但對于實現物

17、聯網而言略顯重點不夠突出。1.1.3 核心技術核心技術通過對物聯網的內涵分析，可以將實現物聯網的核心技術歸納為感知技術、網絡通信技術（主要為傳感網技術和通信技術）、數據融合與智能技術、云計算等。1.1.3 核心技術核心技術物聯網是一個由感知層、網絡層和應用層共同構成的龐大的社會信息系統，是一個涉及國民經濟各行各業(yè)、社會與生活各個領域的一個無所不包的龐大的產業(yè)鏈。物聯網的結構復雜，主要包括感知、傳輸和應用這三個層面。而感知層，它又是多種技術，包括傳感器網絡、智能卡、RFID標簽、識別碼等等。在網絡層是融了三網，無論是通訊網、計算機網還是廣電網以及各種專網都可以作為物聯網應用傳輸的載體。第三是應用

18、的層面，把感知和傳輸來的信息進行分析和處理。做出正確的控制和決策，實現智能化的管理、應用和服務。它實現的是物與物、人與物之間的感知和發(fā)揮智能的作用。1.1.4 應用前景應用前景p 智能物流（Intelligent Logistics System，ILS）是指貨物從供應者向需求者的智能移動過程，包括智能運輸、智能倉儲、智能配送、智能包裝、智能裝卸以及智能信息的獲取、加工和處理等多項基本活動，為供方提供最大化的利潤，為需方提供最佳的服務，同時也應消耗最少的自然資源和社會資源，最大限度地保護好生態(tài)環(huán)境，從而形成完備的智能社會物流管理體系。p 物流信息技術是物流現代化的重要標志，也是物流技術中發(fā)展最

19、快的領域。未來智能物流系統將采用最新的紅外、激光、無線、編碼、認址、自動識別、定位、無接觸供電、光纖、數據庫、傳感器、RFID、衛(wèi)星定位等高新技術，這種集光、機、電、信息等技術于一體的新技術在物流系統的集成應用就是物聯網技術在物流業(yè)應用的體現。1.2 智能物流定義及其發(fā)展智能物流定義及其發(fā)展1.2.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展21世紀是物聯網的世紀，隨著物聯網的發(fā)展，物流也自然朝著智能化的方向發(fā)展。雖然智能物流一詞在物流業(yè)已被廣泛談論，對它的闡述和解釋也是多種多樣，見仁見智，但是還都是停留在智能物流系統這一層次上。而實際上智能物流應該是一個體系，它是智能型社會的一個重要基礎。“智慧物流”是2009

20、年12月中國物流技術協會信息中心、華夏物聯網、物流技術與應用編輯部聯合提出的概念。在2009年，奧巴馬提出將“智慧的地球”作為美國國家戰(zhàn)略2010年一系列物聯網發(fā)展相關的產業(yè)政策將陸續(xù)出臺，如2011年底工業(yè)和信息化部出臺的物聯網“十二五”發(fā)展規(guī)劃。1.2.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展從物流行業(yè)的發(fā)展過程看，物流的智能化、集成化以及智能物流系統是社會經濟發(fā)展的必然要求，同時科學技術的進步又為其實現提供了現實基礎。1電子商務和供應鏈發(fā)展的要求電子商務的發(fā)展帶來了巨大的物流需求，同時也給物流企業(yè)提出了新的要求，如能夠及時、準確進行物流信息的獲取和傳遞，為客戶提供實時的貨物和訂單狀態(tài)信息，對訂單進行及時

21、準確的處理，對運輸車輛進行實時優(yōu)化調度，準確預測貨物的銷售，優(yōu)化庫存，對供應商進行優(yōu)化選擇等等。并且隨著電子商務的不斷發(fā)展，其對物流的要求將會越來越高。而要滿足這些要求，實現電子商務的高效運轉，一個高效、暢通、智能化的物流系統是必不可少的。1.2.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展2我國現實國情的要求由于物流產業(yè)在國民經濟中的基礎作用，物流信息化已成為我國信息化戰(zhàn)略的重要內容。我國傳統物流產業(yè)走的是一條物質和能量高投入高消耗的路子。顯然，在可持續(xù)發(fā)展的今天，這種發(fā)展模式越來越不能適應社會經濟對物流產業(yè)的要求。因此尋求避免物質和能量的高投入高消耗，充分利用和挖掘現有基礎設施的物流能力，滿足社會日益復雜的物

22、流要求，實現物流產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑是我國物流領域目前所面臨的一個重要問題。3物流自身發(fā)展的內在要求任何事物發(fā)展都有其內在的規(guī)律性，都是從簡單向復雜、從低級向高級螺旋上升的過程。物流的發(fā)展也不例外，經歷了由簡單的靜態(tài)儲存物流、儲運物流向復雜的一體化物流、供應鏈物流、電子物流的發(fā)展過程，物流信息化則經歷了由簡單粗放型、計算機簡單應用型向信息管理系統化、整體化發(fā)展過程。物流智能化是物流的信息化和自動化的高級形態(tài)。1.2.1 起源與發(fā)展起源與發(fā)展4科學技術的發(fā)展為智能物流系統的實現提供了可能1.2.2 定義和主要特點定義和主要特點智能物流的智能性體現在：一是實現監(jiān)控的智能化，主動監(jiān)控車輛與貨物，

23、主動分析、獲取信息，實現物流過程的全監(jiān)控；二是實現企業(yè)內、外部數據傳遞的智能化，通過電子數據交換（Electronic Data Interchange，EDI）等技術實現整個供應鏈的一體化、柔性化；三是實現企業(yè)物流決策的智能化，通過實時的數據監(jiān)控、對比分析，對物流過程與調度的不斷優(yōu)化，對客戶個性化需求的及時響應；四是在大量基礎數據和智能分析的基礎上，實現物流戰(zhàn)略規(guī)劃的建模、仿真、預測，確保未來物流戰(zhàn)略的準確性和科學性。1.2.2 定義和主要特點定義和主要特點p 智能物流，是基于互聯網、物聯網技術的深化應用，利用先進的信息采集、信息處理、信息流通、信息管理、智能分析技術，智能化地完成運輸、倉儲

24、、配送、包裝、裝卸等多項環(huán)節(jié)，并能實時反饋流動狀態(tài)，強化流動監(jiān)控，使貨物能夠快速高效地從供應者送達給需求者，從而為供應方提供最大化利潤，為需求方提供最快捷服務，大大降低自然資源和社會資源的消耗。1.2.2 定義和主要特點定義和主要特點1.3 核心技術的組成核心技術的組成1.3.1 核心技術的應用核心技術的應用根據物聯網本質智能物流主要三大技術體系三大技術體系一是感知技術體系；二是通信與網絡技術體系；三是智能技術體系。1.3.1 核心技術的應用核心技術的應用1智能物流的感知技術物流行業(yè)中，物流的作業(yè)對象是各種“物”，這些“物”不僅品種繁多、形狀各異，而且還處在不定的“移動”、“交換”過程中，因此

25、物流業(yè)組建物聯網，發(fā)展智能物流，在感知層采用的感知技術也很多。1.3.1 核心技術的應用核心技術的應用2智能物流的通信技術綜合分析，物流行業(yè)為了使移動或存儲中形態(tài)各異“物”能夠聯網，最常采用的網絡技術是局域網技術、無線局域網技術、互聯網技術、現場總線技術和無線通信技術。局域網技術無線局域網技術互聯網技術現場總線技術無線通信技術1.3.1 核心技術的應用核心技術的應用綜合來看，物流行業(yè)物聯網常用的智能技術有：智能分析與控制技術、云計算技術、移動計算技術、ERP技術、數據挖掘技術等。智能分析與控制技術云計算技術移動計算技術ERP技術數據挖掘技術1.4 物聯網的智能物流應用物聯網的智能物流應用物聯網

26、技術已經在智能物流中得到了應用，不同行業(yè)物流與物聯網技術需求也不一樣，但是物聯網技術應用的目標都是要將物流更加智能，適應現代物流服務發(fā)展要求。目前，物聯網在智能物流的應用還處于初級階段，如何推動物聯網技術在物流中更好地應用，如何解決智能物流對于物聯網技術新的需求是以下一步智能物流發(fā)展的目標和方向。1.4.1物聯網推動智能物流的發(fā)展物聯網推動智能物流的發(fā)展p 物聯網的興起引發(fā)物流信息化整合進入一個新周期，在這個階段，信息技術的單點應用將會逐步整合成一個體系，以追求整體效應，從而帶來物流信息化的變革，推進物流系統的自動化、可視化、可控化、智能化、系統化、網絡化的發(fā)展，形成智慧物流系統。p 物流業(yè)是

27、物聯網很早就實實在在落地的行業(yè)之一，很多先進的現代物流系統已經具備了信息化、數字化 網絡化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可視化、自動化等先進技術特征。很多物流系統和網絡也采用了最新的紅外、激光、無線、編碼、認址、自動識別、定位、無接觸供電、光纖、數據庫、傳感器、RFID、衛(wèi)星定位等高新技術，這種集光、機、電、信息等技術于一體的新技術在物流系統的集成應用就是物聯網技術在物流業(yè)應用的體現。1.4.2 物聯網在智能物流中的應用物聯網在智能物流中的應用p 當前，物聯網發(fā)展正推動著中國智慧物流的變革。隨著物聯網理念的引入，技術的提升，政策的支持，相信未來物聯網將給中國物流業(yè)帶來革命性的變化，中國智慧物流將迎來大發(fā)展的時代。未來物聯網在物流業(yè)的應用將出現如下四大趨勢：一是智慧供應鏈與智慧生產融合。二是智慧物流網絡開放共享，融入社會物聯網。三是多種物聯網技術集成應用于智慧物流。四是物流領域物聯網創(chuàng)新應用模式將不斷涌現