物联网-基于物联网的物流定位与追踪系统的设计

随着物联网技术的快速发展，物联网在各个领域都得到了广泛的应用，本文对基于物联网的物流定位与追踪系统的设计这一课题进行研究和讨论。还简单介绍了物联网技术在物流行业中的发展历程、应用现状及发展趋势。加快物联网技术在物流领域的应用,对于实现物流可视化、智能化和信息化具有重要意义。

关键字：物联网，物流

1.概述 (2)

2.设计方案 (2)

2.1原理说明 (2)

2.2体系构架 (3)

2.3 详细步骤 (4)

2.3.1 RFID信息采集 (4)

2.3.2 GPS/GSM定位 (5)

2.3.3 定位和追踪的实现 (6)

3. 发展趋势 (6)

4. 总结 (7)

参考文献 (8)

基于物联网的物流定位与追踪系统的设计

1.概述

物联网是指通过各种信息传感设备，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息，与互联网结合形成的一个巨大网络。其目的是实现物与物、物与人，所有的物品与网络的连接，方便识别、管理和控制物流业是物联网很早就参与进来的行业之一，很多先进的现代物流系统已经具备了信息化、数字化、网络化、集成化、智能化、柔性化、敏捷化、可视化、自动化等先进技术特征。很多物流系统和网络也采用了最新的红外、激光、无线、编码、认址、识别、定位、无接触供电、光纤、数据库、传感器、RFID、卫星定位等高新技术，这种集光、机、电、信息等技术为一体的新技术在物流系统的集成应用就是物联网技术在物流业应用的体现。

本文将对基于物联网的物流定位与追踪系统的设计这一课题进行研究和讨论。

2.设计方案

2.1 原理说明

物流信息定位服务(Location Based Service，LBS)是统一信息系统(Unified Information System，UIS)利用无线终端和无线网络的有机配合，运用GPS （Global Positioning Syste，全球定位系统）、GIS (Geographical Information System，地理信息系统)、Internet融合计算机电信集成技术(Computer Telecommunication Integration，CTI)与GSM(Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统)，通过物联网（Internet Of Things，IOT）设备读写出物流实时位置信息，在统一信息系统中

实现物流定位和用户的信息交互。根据物联网技术物物相连的泛在链接特点，通过射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）与传感设备，实现物流流程各环节的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。定位系统运用遥感系统、GIS、GPS/GSM、数据库、通信、网络技术异构构成建物流信息定位系统，实现了感知物流与传感网络的泛在链接与无址化管理，实现了感知物流与传感网络的泛在链接与无址化管理，从而脱离单一固定网络的束缚，用户随时以的手机、掌上电脑、PDA或互联网等为工具，实现物流定位信息的安全查询与管理。

图2-1 物品流动与监控技术示意图

2.2 体系构架

基于物联网的物流统一信息GPS/GSM定位系统主要采用RFID、GPS/GSM 和GIS相结合，实现物流信息的实时定位，并将定位结果通过GSM、WEB等方式反馈到用户手机、PDA或WEB网页上，使物流服务存在于无所不在的泛在链接网络之中。系统主要有三层架构：接入层、传输层和应用层，形成定位信息的监测中心和移动终端服务中心。

图2-2 系统架构图

第一层，接入层。接入层主要通过带有RFID功能的GPS/GSM读写器对安放有RFID信息的物流物品进行信息读取。GPS/GSM移动终端主要由RFID射频识别模块、GPS模块、GSM模块和CPU模块构成，实时通过物流中的RFID进行GPS信息定位，并将定位信息通过GSM发送到统一信息系统。

第二层，交换层。交换层主要由GSMmodem、ISMG、WiFi、Internet等设备组成，完成接入层双向互动信息传输工作。

第三层，应用层。应用层的主要功能是对传输层传回来的信息进行处理，然后以网页或通过手机等方式给用户显示Google 等数字地图上相应位置及追踪器物流的运动轨迹。

2.3 详细步骤

2.3.1 RFID信息采集

GPS/GSM读写器的RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标物流对象并获取相关数据，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，用于控制、检测和跟踪物体，并与GPS/GSM技术融合实现物流信息定位。系统由RFID阅读器和物流货物中的RFID标签（应答器）组成，通过耦合元件实现RFID信号无接触读取，并在耦合通道中，使用防碰撞程序，

实现标签信息传递与数据交换。

耦合类型有两种：一是电感耦合，频率有13.56MHz、225kHz和125kHz，是一种变压器模型，通过空间高频交变磁场实现耦合，适合于中、低频工作的近距离RFID系统，作用距离小于1m；二是电磁反向散射耦合，频率有5.8GHz 、2.45GHz、915MHz、433MHz，是一种雷达原理模型，通过发射出去的电磁波反射目标信息，适合于高频、微波工作的远距离射RFID系统，作用距离为3-l0m。

GPS/GSM阅读器采用自动启动与条件触发两种工作模式，条件触发以短信、GPRS等方式实现设备控制。GPS/GSM读写器电路模块在信息触发的状态下启动信息采集电路，控制继电器闭合，使RFID阅读器进入工作状态，按信息指令的类别搜集物流货物信息，并通过GSM把GPS、物流信息发送到统一信息系统，系统接收到数据后与GIS等程序融合计算出物流的位置信息。

2.3.2 GPS/GSM定位

基于物联网的物流统一信息GPS/GSM定位系统中数据通信采用了GSM的SMS（短消息）业务功能，实现被定位RFID物流货物与统一信息系统数据控制中心之间的数据传输链路。GSM利用信令信道传输SMS，不需要人工拨号建立统一信息系统与物流货物之间的连接，直接把带有物流信息、GPS信息的短消息发送到服务中心，再由统一信息系统完成更高一级的系统计算与指令。GPS/GSM 专业模块采用AT指令来控制整个系统的运行，包括设备的初始化、短信息的收发、GPS定位信息的提取等。

GPS的空间部分是由24 颗工作卫星组成，位于距地表20200km的上空，以4×6均匀分布6 个轨道，轨道倾角为55°。GPS导航系统工作原理与步骤：①测出接收机到已知位置卫星之间的距离，通过卫星信号到用户的时间乘以光速得到；②综合4颗卫星的数据；③根据卫星星历中查出卫星位置；④计算接收机的具体位置。

计算物流运输工具的位置时，可以采用三点定位原理，首先测得接收机与三个GPS卫星之间的距离，然后通过三点定位方式确定接收机的位置。