物联网技术基础——物流追踪

物流追踪技术

一．背景介绍

现代物流是国民经济的基础之一，已被认为是企业在降低物质消耗、提高劳动生产率之外创造利润的第三重要源泉，极大地降低了生产成本。但是目前物流运输的营运水平普遍不高，给工商制造企业的发展带来了很大不便，产品脱销、订单流失、货物失窃等事件时常发生。

物流追踪技术作为物流增值服务的一种实现方式和物流过程可视化的重要手段。

在应用方面，首先，物流追踪技术的应用领域进一步拓展。在运输货物和车辆追踪方面，追踪技术开始应用于多式联运，实现多式联运货物全程追踪。物流追踪技术也进一步延伸到仓储和生产物流中，基于条码的仓储货物识别和生产物流中的货物识别应用得到了进一

步发展。同时基于射频的物流追踪技术在医药、零售等行业开始示范应用。其次，物流追踪技术应用开始深入到物流与供应链的多个环节中，包括仓储、运输、配送和生产物流等作业中，呈现出追踪全程化、可视化的发展趋势，实现整个作业过程的实时追踪和可视化[1]。

在技术研究方面，物流追踪技术的研究主要集中在多种追踪技术融合、追踪数据的异构共享、追踪数据的链式查询等方面。国家“十五”攻关项目“多式联运下物流追踪关键技术研究开发”等一批研

究项目已经通过验收。

1.多种追踪技术融合。物流追踪技术从传统的以GPS/GIS为主体技术，转向GPS、GIS、GPS、蓝牙技术、条码技术、射频技术等多种追踪相关技术的融合，同时追踪技术与运输管理系统、仓储管理系统、配送管理系统、企业管理信息系统等管理信息系统呈现出进一步的集成。

2.追踪数据的异构共享。追踪数据来自于多个业务环节和多种信息系统，其数据的格式和内容具有比较强的异构性，目前主要采用XML技术实现异构数据的共享。XML技术将异构数据转换为结构化的数据格式，实现信息的共享。

3.追踪数据的链式查询。链式查询实现物流过程全程追踪中多数据库之间的数据级联接查询。实现方式有同系统非异构链式查询和异系统跨平台链式查询两种。

展望2014年，物流追踪技术的应用将进一步在供应链的采购、运输、仓储等环节上得到应用，同时以射频技术为代表的物流追踪技术将在医药、汽车、零售等行业进一步得到应用。同时，射频技术、追踪数据的异构技术、追踪技术与管理信息系统的集成技术在研究方面会得到重视[1]。

二．功能描述

①微控制器MCU：是一種具備了處理器、記憶體、週邊I/O

等功效的內嵌型控制晶片

②RFID：是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标

并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机

械或光学接触。RFID（射频身份识别）是一种非接触式的

自动识别技术由比米粒还小的感应标签和一套读写装置

组成感应标签由一个与硅片粘在一起的简易天线和内置

封装玻璃或塑料模块组成它的工作原理非常简单先是集

成电路向读写器发出信号读写器收到信号后产生一定的

电场或磁场该磁场或电场又和标签内的装置产生相互作

用使标签内部产生一定的电流进而形成不同的电压产生

由“0”或“1”来表示的信号这些信号又被读卡器转换成

数字信号由集成电路识别出来[4]。

③GPS：一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星

导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、

速度和精确定时等导航信息。

④GPRS：是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端

到端的、广域的无线IP连接。[5]

工作流程：带有电子铅封或者电子标签的物品装车时,RFID 读写器将所有装车的物品进行扫描,扫描完成后将物品的基本信息和GPS 地理位置信息通过微控制器进行数据处理后,将处理后的信息通过GPRS 传输方式传输到监管平台服务器,监管平台服务器将采集到的物流信息存入数据库,可以通过访问数据库进行物流信息的查询[3]。

三、可行性分析

采用微控制器MCU，各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积最小的。内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，可靠性高。分支转移能力，I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。低电压，低功耗，便于便携。

采用RFID，非接触操作，长距离识别（几厘米至几十米），因此完成识别工作时无须人工干预，应用便利；

无机械磨损，寿命长，并可工作于各种油渍、灰尘污染等恶劣的环境；可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签 [2]；

它与RF条码技术比较，RFID技术具有如下图的优势：

采用GPS，毋庸置疑，定位精度高，观测时间短，测站间无须通视，可提供三维坐标，操作简便，全天候作业，在这次的方案设计上是不可或缺的。

它所具备高精度定位的特点，大大提升了测量的精确性。各个点可以直接从GPS卫星发出的讯号中获取其所需的三维定位信息。GPS定位精度可以达到0.1～0.0lppm，而且可以保持精度十分均匀；布点更灵活，不受太多的条件限制，只需要满足站点上空的视野开阔就可以；还具备适应性很强和操作更简便的优势[6]。

采用GPRS，它是分组交换技术，具有“实时在线”、“按量计费”、“快捷登录”、“高速传输”、“自如切换”的优点。

与GSM比较,GPRS有具有的技术优势：GPRS是在GSM基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输方式，与原有的GSM比较，GPRS 在数据业务的承载和支持上具有非常明显的优势：更有效的利用无线网络信道资源，特别适合突发性、频繁的小流量数据传输；支持的数据传输的速率更高，理论峰值达115kbps；计费方式更加灵活，可以支持按数据流量来进行计费；GPRS还能支持在进行数据传输的同时进行语音通话等等。

四、方案设计

1.车载终端处理器设计

该处理器运用STM32F103RBT6，它是物流追踪系统车载终端的MPU 和软件运行的平台,STM32F103 是32 位标准RISC 嵌入式微处理器,

该类处理器工作频率为72 MHz,内置128 kB 的FLASH 存储器和20 kB