大数据时代基于物联网和云计算的智能物流发展模式研究_高连周
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Keywords: logistics; development mode; big data; IOT; cloud computation
1 物联网和云计算在物流业中的应用
1.1 物联网在物流业中的应用
物联网是所有现实物品在 RFID、GPS、二维码、激光扫描 等信息检验和识别设备的基础上，通过互联网络连接，进行信 息交换和信息传递，实现物品流通的智能识别定位、跟踪和管 理的流通方式[1]。物联网在物流业中应用的特点如下：
基于物联网和云计算的智能物流体系分为应用、物流云 计算平台、大数据中心、物流物联网四个部分，如图 1 所示。
图 1 基于物联网和云计算的智能物流体系结构
系统包括数据生成、数据储存、数据组织、数据查询、数据 分析、客户服务等，形成一个完整的云计算物联网体系结构。 以物联网作为物流数据采集和共享的工具，通过 RFID、GPS、 WSN、MEMS、红外传感器等技术采集物流现场数据；通过移动 互联网、有线网络、卫星等与云计算中心进行即时的、分时的 或离线的数据交流；然后通过网络将物流数据传递到云计算 数据中心（这一中心可以是集中的，但是随着云计算中心的不 断扩大可以逐步形成分散式的云计算大数据中心），所传输的 数据包括普通物流数据、物流管理数据、物流金融数据和物流 设备数据，这些数据以格式化或非格式化的形式体现；基于物 联网的物流云计算中心通过虚拟化等体系技术实现物流数据 的存储、计算、整合，在物流专有网络内建立物流私有云，在互 联网上建立物质公有云，并提供不同粒度的数据服务、计算服 务等云服务，对物流所需软件、设备、物资进行资源化管理、仓 储管理、路径计算、运输管理、装卸管理甚至包括资金管理，并
物流业系统组成 物流信息采集 数据流 物流、资金流
共同特征 全面感知 可靠传输 智能处理
1.2 云计算在物流业中的应用及前景
《Google101 计划》最早提出了云计算的概念，认为云计算
（Cloud Computing）是能够通过对信息的统一组织和灵活调用
各种 ICT 信息资源，实现大规模计算的处理方式，最终形成共
物流业在物联网及云计算的应用还处于起步阶段，从私 有云向公有云和混合云发展的过程中需要第三方运营商及物 流企业首先奠定三个基础：首先要建立物流业专属的安全稳 定的网络；其次要建立一套适合物流行业特点的、系统较为成 熟的信息平台；最后需要将物流业中相关规范进一步统一并 与国际接轨。
3.3 应用层发展模式
云计算的智能物流发展模式“服务管理层-应用层-基础设施层”的三层结构，预测物联网和云计算带来的大数据时代将使物流业
产生巨大的变化。
[关键词]物流；发展模式；大数据；物联网；云计算
[中图分类号]TP391.44；TN929.5
[文献标识码]A
[文章编号]1005-152X(2014)06-0350-03
4 结论
物联网和云计算极大程度的拓展了现代物流的应用能 力，为提高物流效率、物流精确度及服务水平提供了数据基 础。通过三层云计算物联网，物流业发展进入了一个新的模 式。
[参考文献] [1]孙其博,刘杰,范春晓,孙娟娟.物联网：概念、架构与关键技术研究综
3.2 基础设施层发展模式
基于基于物联网和云计算的物理发展结构基础层包括支 撑信息平台的硬件和软件。硬件包括服务器、网络设备、信息 存储设备、PC 等。通过软硬件结合形成针对不同功能的三种
- 351 -
网络与信息化
集合： （1）公有云模式。通过第三方运营商提供包括软硬件及
系统的维护等在内的物流企业云服务，物流企业无需自建网 络信息平台和进行维护，随着物流业的全球化发展，会有越来 越多的的物流企业投入到公有云的建设中。
其云计算大数据中心采用局部集中、整体分散布局的方 式进行管理，通常采用 Hadoop 下的 Map Reduce 进行大数据存 储、分析和处理。
3 基于物联网和云计算的智能物流发展模 式的结构分析
根据物联网和云计算的智能物流体系建立起包括服务管 理层、应用层和基础设施层的三层 SOA 发展结构，如图 2 所示。
图 2 基于物联网和云计算的智能物流 SOA 发展结构
将物联网和云计算的智能物流发展结构分为对整体结构 剖析、基础设施发展模式分析、应用层发展模式分析三个部 分：
3.1 建立物流面向服务的信息体系结构
SOA（Service-Oriented Architecture）即面向服务的体系结 构是将不同功能服务的应用程序通过网络服务、物流服务的 接口及契约进行紧密链接的方式。SOA 原本是一种在现实服 务编程语言和硬件平台、普通操作系统之外的，通过第三方中 立方式定义各个连接口。SOA 的功能主要是将对物流的数据 服务及企业对客户的物流服务进行系统的重新整合，协助物 流业制定符合行业特征的业务流程，使物流业务更体现服务 性能并满足客户的需求。对于具体某一个物流企业的发展模 式来说，其系统设计的每一个结构类型都不完全相同，因此对 其进行体系结构的构建也要根据具体情况而制定。
（1）全面的感知：通过 RFID、GPS、红外感应、传感器等对 派送物资的信息进行随时随地的采集，为呈现运输货物的即 时状态提供现场端的数据，包括温湿度、所处位置、压力，以及 运输距离、速度等。
（2）可靠的传送：通过有线及无线信息网络，使处于物流 状态中的货物在网络中实现状态同步，通过可靠的信息共享 使物流企业与物流企业、物流企业与客户、物流产业与其他产 业之间实现即时沟通和相互融合，形成一体化服务。物联网 使物流业脱离孤岛状态，更深入到对客户的服务中去。
- 350 -
高连周：大数据时代基于物联网和云计算的智能物流发展模式研究
网络与信息化
业实现高度集约化、统一化、综合化打好基础。 应用云计算的物流业能够增强物流信息的安全性，物流
企业不用再担心物流数据丢失、病毒入侵、系统软件更新等问 题。物流企业只需在 PC 端加载少量程序就可以在广泛的服 务器中进行计算和信息服务，提高了物流企业的计算资源。 云计算使物流信息存储容量达到数百 PB（100 万兆字节），并 能够实现动态在扩展；其设施是第三方所提供，物流企业并不 需要购买计算硬件，也无需再进行自建信息平台，因此也不需 要 进 行 系 统 维 护 等 工 作 ，大 大 的 降 低 了 在 物 流 信 息 上 的 投 入。此外，我国物流业通过云计算能够为物流客户提供更多 的服务，并将当前所使用的软、硬件进行虚拟化云计算设置， 使物流服务在虚拟化动态扩展中进行。
（2）私有云模式。私有云模式是物流企业自己构建基础 云计算设置的大数据方式，因在内网与外网之间设置了防火 墙因此具有较高的安全性，缺点是需要非常高的投入成本，因 此除少数国际大型物流企业外很少有企业能够拥有建立私有 云的经济能力。
（3）混合云模式。混合云是将公有云和私有云进行结合 的模式，从专业运营商选择物流商业公有云服务，将部分核心 系统功能放置在私有云中，不仅能够提高资源利用的效率，还 能够降低云服务成本。可以说混合云模式是更适合现代物流 业发展的一种中间模式。
享资源池并动态的将这些信息向客户传送[2]。云计算其巨大
的分布规模成为因特网的超级计算方式，能够极大程度的整
合物流业的数据资源、计算资源，提高物流产业的整体信息化
能力和便捷性。云计算的产生背景具有“一切皆按需服务”的
理念，在物流领域中搭建云计算平台能够使地区内不同服务
器中的“物流云滴”汇集融合成为“物流小云”，将一定区域的
Study on Development of Intelligent Logistics Development Mode Based on IOT and Cloud Computation in Big Data Era
Gao Lianzhou (Henan Vocational & Technical College of Communications, Zhengzhou 450005, China)
（3）智能化处理：通过智能控制、云计算等技术，对物流相 关信息进行采集、分析和整合，为物流管理决策提供最详实的 数据并提供智能化决策建议和管理控制工具，体现更深一步
的“人与物的沟通”。
物联网、物流业都具有感知层、网络层和应用层的三层结
构的共同特征，见表 1。
表 1 物联网、物流业三层结构的共同特征
物联网网络架构 感知层 网络层 应用层
Abstract: In this paper, we analyzed the influence of IOT and cloud computation on the development of the logistics industry, built the intelligent logistics system on the basis of IOT and cloud computation, analyzed the three- layer architecture of the system and at the end, predicted the great change to be caused by IOT and cloud computation for the logistics industry in the big data era.
基础设施层类似于没有安装系统的电脑，不能够直接实 现对客户的服务，而应用层的物联网和云计算如同电脑系统 一样使物流真正活起来。基于物联网和云计算的智能物流模 式中，实现系统功能的软件全部集中在应用层中，而其构成要 素包括：
（1）应用层开发平台，是为物流企业提供的由 SOA 架构进 行 应 用 层 的 发 平 台 ，物 流 企 业 通 过 开 发 平 台 利 用 云 计 算 的 SDK（软件工程开发包）和调用外部 Webservice 等进行个性化
物流技术 2014 年第 33 卷第 6 期（总第 309 期）
定制。 （2）应用层服务应用平台。基于物联网和云计算的智能
物流的服务应用平台应该包括物流基本信息管理模块、监测 数据管理模块、资金及缴费管理模块和系统维护管理模块这 四个组成部分，分别调用、分析和处理台的数据。将功能性服 务分为即时性服务和固定信息服务。对于静态数据，例如库 存总量、集装箱规格等数据在云服务器中存放，根据物流企业 定期设置进行分析和处理。对于动态数据，例如运输状态、库 存状态等通过对应的功能模块进行数据提交并形成图标，一 旦超过阈值则启动安全评估模块或提醒模块。
网络与信息化
物流技术 2014 年第 33 卷第 6 期（总第 309 期）
Байду номын сангаас
doi:10.3969/j.issn.1005-152X.2014.06.110
大数据时代基于物联网和云计算的 智能物流发展模式研究
高连周
（河南交通职业技术学院，河南 郑州 450005）
[摘 要]分析了物联网及云计算对物流业发展产生的影响，构建基于物联网和云计算的智能物流体系，分析了基于物联网和
“物流小云”再整合为更大区域的“物流大云”乃至与物流有关
的其他行业的云之间形成“混合云”，从信息层面为我国物流
[收稿日期]2014-03-16 [基金项目]河南软科学项目“物联网和云计算的智能物流发展”（L8134553） [作者简介]高连周（1963-），男，河南内黄人，硕士，河南交通职业技术学院副教授，研究方向：物流工程与管理、物流信息化。
2 基于物联网和云计算的智能物流体系的 构建
能够根据云中心提供的数据整合掌握更加清晰的物流企业运 营状态，为物流企业管理者掌握企业发展动态提供科学和详 实的数据；物流企业能够通过客户端应用程序获取物流相关 信息并发布对应的措施，物流客户能够通过一般 PC 浏览器、 平板电脑、手机等通过云客户端查询物资流通的具体状态。
（3）应用层共享平台。通过应用层共享平台，将多个物流 企业之间、物流区域之间、物流业与服务行业之间进行数据连 接，通过物联网设置权限，使不同需求对象在云计算的物联网 模式中获取最及时的信息。
此外，服务管理层包括物流管理、客户管理、资源管理和 安全管理四个模块，负责对物流信息平台的不同功能的内容 进行管理和监控。
1 物联网和云计算在物流业中的应用
1.1 物联网在物流业中的应用
物联网是所有现实物品在 RFID、GPS、二维码、激光扫描 等信息检验和识别设备的基础上，通过互联网络连接，进行信 息交换和信息传递，实现物品流通的智能识别定位、跟踪和管 理的流通方式[1]。物联网在物流业中应用的特点如下：
基于物联网和云计算的智能物流体系分为应用、物流云 计算平台、大数据中心、物流物联网四个部分，如图 1 所示。
图 1 基于物联网和云计算的智能物流体系结构
系统包括数据生成、数据储存、数据组织、数据查询、数据 分析、客户服务等，形成一个完整的云计算物联网体系结构。 以物联网作为物流数据采集和共享的工具，通过 RFID、GPS、 WSN、MEMS、红外传感器等技术采集物流现场数据；通过移动 互联网、有线网络、卫星等与云计算中心进行即时的、分时的 或离线的数据交流；然后通过网络将物流数据传递到云计算 数据中心（这一中心可以是集中的，但是随着云计算中心的不 断扩大可以逐步形成分散式的云计算大数据中心），所传输的 数据包括普通物流数据、物流管理数据、物流金融数据和物流 设备数据，这些数据以格式化或非格式化的形式体现；基于物 联网的物流云计算中心通过虚拟化等体系技术实现物流数据 的存储、计算、整合，在物流专有网络内建立物流私有云，在互 联网上建立物质公有云，并提供不同粒度的数据服务、计算服 务等云服务，对物流所需软件、设备、物资进行资源化管理、仓 储管理、路径计算、运输管理、装卸管理甚至包括资金管理，并
物流业系统组成 物流信息采集 数据流 物流、资金流
共同特征 全面感知 可靠传输 智能处理
1.2 云计算在物流业中的应用及前景
《Google101 计划》最早提出了云计算的概念，认为云计算
（Cloud Computing）是能够通过对信息的统一组织和灵活调用
各种 ICT 信息资源，实现大规模计算的处理方式，最终形成共
物流业在物联网及云计算的应用还处于起步阶段，从私 有云向公有云和混合云发展的过程中需要第三方运营商及物 流企业首先奠定三个基础：首先要建立物流业专属的安全稳 定的网络；其次要建立一套适合物流行业特点的、系统较为成 熟的信息平台；最后需要将物流业中相关规范进一步统一并 与国际接轨。
3.3 应用层发展模式
云计算的智能物流发展模式“服务管理层-应用层-基础设施层”的三层结构，预测物联网和云计算带来的大数据时代将使物流业
产生巨大的变化。
[关键词]物流；发展模式；大数据；物联网；云计算
[中图分类号]TP391.44；TN929.5
[文献标识码]A
[文章编号]1005-152X(2014)06-0350-03
4 结论
物联网和云计算极大程度的拓展了现代物流的应用能 力，为提高物流效率、物流精确度及服务水平提供了数据基 础。通过三层云计算物联网，物流业发展进入了一个新的模 式。
[参考文献] [1]孙其博,刘杰,范春晓,孙娟娟.物联网：概念、架构与关键技术研究综
3.2 基础设施层发展模式
基于基于物联网和云计算的物理发展结构基础层包括支 撑信息平台的硬件和软件。硬件包括服务器、网络设备、信息 存储设备、PC 等。通过软硬件结合形成针对不同功能的三种
- 351 -
网络与信息化
集合： （1）公有云模式。通过第三方运营商提供包括软硬件及
系统的维护等在内的物流企业云服务，物流企业无需自建网 络信息平台和进行维护，随着物流业的全球化发展，会有越来 越多的的物流企业投入到公有云的建设中。
其云计算大数据中心采用局部集中、整体分散布局的方 式进行管理，通常采用 Hadoop 下的 Map Reduce 进行大数据存 储、分析和处理。
3 基于物联网和云计算的智能物流发展模 式的结构分析
根据物联网和云计算的智能物流体系建立起包括服务管 理层、应用层和基础设施层的三层 SOA 发展结构，如图 2 所示。
图 2 基于物联网和云计算的智能物流 SOA 发展结构
将物联网和云计算的智能物流发展结构分为对整体结构 剖析、基础设施发展模式分析、应用层发展模式分析三个部 分：
3.1 建立物流面向服务的信息体系结构
SOA（Service-Oriented Architecture）即面向服务的体系结 构是将不同功能服务的应用程序通过网络服务、物流服务的 接口及契约进行紧密链接的方式。SOA 原本是一种在现实服 务编程语言和硬件平台、普通操作系统之外的，通过第三方中 立方式定义各个连接口。SOA 的功能主要是将对物流的数据 服务及企业对客户的物流服务进行系统的重新整合，协助物 流业制定符合行业特征的业务流程，使物流业务更体现服务 性能并满足客户的需求。对于具体某一个物流企业的发展模 式来说，其系统设计的每一个结构类型都不完全相同，因此对 其进行体系结构的构建也要根据具体情况而制定。
（1）全面的感知：通过 RFID、GPS、红外感应、传感器等对 派送物资的信息进行随时随地的采集，为呈现运输货物的即 时状态提供现场端的数据，包括温湿度、所处位置、压力，以及 运输距离、速度等。
（2）可靠的传送：通过有线及无线信息网络，使处于物流 状态中的货物在网络中实现状态同步，通过可靠的信息共享 使物流企业与物流企业、物流企业与客户、物流产业与其他产 业之间实现即时沟通和相互融合，形成一体化服务。物联网 使物流业脱离孤岛状态，更深入到对客户的服务中去。
- 350 -
高连周：大数据时代基于物联网和云计算的智能物流发展模式研究
网络与信息化
业实现高度集约化、统一化、综合化打好基础。 应用云计算的物流业能够增强物流信息的安全性，物流
企业不用再担心物流数据丢失、病毒入侵、系统软件更新等问 题。物流企业只需在 PC 端加载少量程序就可以在广泛的服 务器中进行计算和信息服务，提高了物流企业的计算资源。 云计算使物流信息存储容量达到数百 PB（100 万兆字节），并 能够实现动态在扩展；其设施是第三方所提供，物流企业并不 需要购买计算硬件，也无需再进行自建信息平台，因此也不需 要 进 行 系 统 维 护 等 工 作 ，大 大 的 降 低 了 在 物 流 信 息 上 的 投 入。此外，我国物流业通过云计算能够为物流客户提供更多 的服务，并将当前所使用的软、硬件进行虚拟化云计算设置， 使物流服务在虚拟化动态扩展中进行。
（2）私有云模式。私有云模式是物流企业自己构建基础 云计算设置的大数据方式，因在内网与外网之间设置了防火 墙因此具有较高的安全性，缺点是需要非常高的投入成本，因 此除少数国际大型物流企业外很少有企业能够拥有建立私有 云的经济能力。
（3）混合云模式。混合云是将公有云和私有云进行结合 的模式，从专业运营商选择物流商业公有云服务，将部分核心 系统功能放置在私有云中，不仅能够提高资源利用的效率，还 能够降低云服务成本。可以说混合云模式是更适合现代物流 业发展的一种中间模式。
享资源池并动态的将这些信息向客户传送[2]。云计算其巨大
的分布规模成为因特网的超级计算方式，能够极大程度的整
合物流业的数据资源、计算资源，提高物流产业的整体信息化
能力和便捷性。云计算的产生背景具有“一切皆按需服务”的
理念，在物流领域中搭建云计算平台能够使地区内不同服务
器中的“物流云滴”汇集融合成为“物流小云”，将一定区域的
Study on Development of Intelligent Logistics Development Mode Based on IOT and Cloud Computation in Big Data Era
Gao Lianzhou (Henan Vocational & Technical College of Communications, Zhengzhou 450005, China)
（3）智能化处理：通过智能控制、云计算等技术，对物流相 关信息进行采集、分析和整合，为物流管理决策提供最详实的 数据并提供智能化决策建议和管理控制工具，体现更深一步
的“人与物的沟通”。
物联网、物流业都具有感知层、网络层和应用层的三层结
构的共同特征，见表 1。
表 1 物联网、物流业三层结构的共同特征
物联网网络架构 感知层 网络层 应用层
Abstract: In this paper, we analyzed the influence of IOT and cloud computation on the development of the logistics industry, built the intelligent logistics system on the basis of IOT and cloud computation, analyzed the three- layer architecture of the system and at the end, predicted the great change to be caused by IOT and cloud computation for the logistics industry in the big data era.
基础设施层类似于没有安装系统的电脑，不能够直接实 现对客户的服务，而应用层的物联网和云计算如同电脑系统 一样使物流真正活起来。基于物联网和云计算的智能物流模 式中，实现系统功能的软件全部集中在应用层中，而其构成要 素包括：
（1）应用层开发平台，是为物流企业提供的由 SOA 架构进 行 应 用 层 的 发 平 台 ，物 流 企 业 通 过 开 发 平 台 利 用 云 计 算 的 SDK（软件工程开发包）和调用外部 Webservice 等进行个性化
物流技术 2014 年第 33 卷第 6 期（总第 309 期）
定制。 （2）应用层服务应用平台。基于物联网和云计算的智能
物流的服务应用平台应该包括物流基本信息管理模块、监测 数据管理模块、资金及缴费管理模块和系统维护管理模块这 四个组成部分，分别调用、分析和处理台的数据。将功能性服 务分为即时性服务和固定信息服务。对于静态数据，例如库 存总量、集装箱规格等数据在云服务器中存放，根据物流企业 定期设置进行分析和处理。对于动态数据，例如运输状态、库 存状态等通过对应的功能模块进行数据提交并形成图标，一 旦超过阈值则启动安全评估模块或提醒模块。
网络与信息化
物流技术 2014 年第 33 卷第 6 期（总第 309 期）
Байду номын сангаас
doi:10.3969/j.issn.1005-152X.2014.06.110
大数据时代基于物联网和云计算的 智能物流发展模式研究
高连周
（河南交通职业技术学院，河南 郑州 450005）
[摘 要]分析了物联网及云计算对物流业发展产生的影响，构建基于物联网和云计算的智能物流体系，分析了基于物联网和
“物流小云”再整合为更大区域的“物流大云”乃至与物流有关
的其他行业的云之间形成“混合云”，从信息层面为我国物流
[收稿日期]2014-03-16 [基金项目]河南软科学项目“物联网和云计算的智能物流发展”（L8134553） [作者简介]高连周（1963-），男，河南内黄人，硕士，河南交通职业技术学院副教授，研究方向：物流工程与管理、物流信息化。
2 基于物联网和云计算的智能物流体系的 构建
能够根据云中心提供的数据整合掌握更加清晰的物流企业运 营状态，为物流企业管理者掌握企业发展动态提供科学和详 实的数据；物流企业能够通过客户端应用程序获取物流相关 信息并发布对应的措施，物流客户能够通过一般 PC 浏览器、 平板电脑、手机等通过云客户端查询物资流通的具体状态。
（3）应用层共享平台。通过应用层共享平台，将多个物流 企业之间、物流区域之间、物流业与服务行业之间进行数据连 接，通过物联网设置权限，使不同需求对象在云计算的物联网 模式中获取最及时的信息。
此外，服务管理层包括物流管理、客户管理、资源管理和 安全管理四个模块，负责对物流信息平台的不同功能的内容 进行管理和监控。