基于物联网的智能化物流仓储管理系统设计方案

物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮，目前多个国家都在花巨资进行深入研究。物联网是由多项信息技术融合而成的新型技术体系。随着物联网的提出与发展，"物联网促进物流智能化"已被广泛关注。"基于物联网的智能物流"包含三个基本要点：一是如何部署更加广泛、及时、准确的信息采集技术；二是如何把这些信息实现互联互通，既满足专用的要求，也能实现方便的开放和共享；三是信息如何管理、加工、应用，解决各种现实问题，把虚拟世界的信息转化到实体世界的应用中来，也就是进入到IBM 称之为"智慧地球"的时代。

在物流领域看来，物联网只是技术手段，目标是物流的智能化。仓储管理是现代物流的重要组成部分，本文试图通过对物联网的研究设计一种新型高智能化的仓储管理系统，为"智能物流"开展细节的研究和探索。

2 物联网

2.1 概念

在2005 年突尼斯举行的信息社会世界峰会上，国际电信联盟（ITU）发布了《互联网报告2005:物联网》一文，正式提出了物联网的概念。2009 年初，在美国总统奥巴马与美国工商业领袖举行的会议上，IBM 首席执行官提出"智慧地球"的概念，并建议新政府投资新一代的智慧型基础设施，从此物联网的概念进入了国家的战略层，发达国家也纷纷效仿，提出相应的战略对策。随即物联网概念也在中国升温，2009年8 月温家宝总理指出，在国家重大科技专项中加快推进传感网发展，尽快建立"感知中国中心",2010 年物联网进入了人代会的政府工作报告。

关于物联网概念有很多解释，简言之：物联网是指通过射频识别装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描仪等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络

在这个网络中，系统可以自动地、实时地对物体进行识别、定位、追踪、监控并触发相应事件。

2.2 技术体系

结合实际应用对物联网涉及的核心技术进行归类和梳理，主要包括感知与标识技术、网络与通信技术、计算与服务技术及管理与支撑技术四大体系。

感知和标识技术是物联网的基础，负责采集物理世界中发生的物理事件和数据，实现外部世界信息的感知和识别。网络是物联网信息传递和服务支撑的基础设施，通过泛在的互联功能，实现感知信息高可靠性、高安全性传送；通信技术包括各种有线及无线通信，其中近距离无线通信技术将是物联网的研究重点。

海量感知信息的计算与处理是物联网的核心支撑，需要研究数据融合、高效存储、语义集成、数据挖掘等关键技术，攻克物联网"云计算"中的虚拟化、网格计算、服务化和智能化技术；服务和应用是物联网的最终价值体现，需要面向典型应用需求，提炼核心共性支撑技术，研究规范化、通用化服务体系结构以及应用支撑环境、面向服务的计算技术等。管理与支撑技术是保证物联网实现"可运行-可管理-可控制"的关键，包括测量分析、网络管理和安全保障等方面。

2.3 结构与原理

如图1 所示，物联网划分为感知层、网络层和应用层3 层。其中感知层用于识别物体，采集信息；网络层用于传递和处理感知层获取的信息；应用层与各行各业的专业技术深度融合，实现智能化管理。

图1 物联网结构

一个简单物联网的工作过程如图2 所示[8].物品在生产完成时，贴上存储有电子产品代码（EPC）的电子标签对物品属性进行标识，同时将这个EPC 代码的详细信息存储在EPC 信息服务系统的服务器中。在运输、销售、使用、回收等任何环节，当某个读写器在其读取范围内监测到标签的存在，就会将标签所含EPC 数据传往与其相连的中间件，中间件以该EPC 数据为键值，在ONS 服务器获取包含该物品信息的EPC 信息服务器的网络地址，然后中间件根据该地址查询EPC信息服务器，获得物品的特定信息，并将信息转换为适合网络传输处理的数据格式。再将物品的信息通过网络传输到信息处理中心，由处理中心利用应用程序完成更深层次的计算处理。

图2 物联网工作示意图

3 系统设计

3.1 网络架构

针对仓储管理中存在的物流信息处理效率低以及出入库盘点不准确等问题，提出一种基于物联网的仓储管理系统设计方案。方案中的仓储管理物联网通过RFID 电子标签实现物品的自动识别和出入库，利用无线传感器网络对仓储车间进行实时监控，从而极大地提高了仓储管理的智能化水平。其系统物联网的总体结构如图3 所示。

图3 智能仓储物联网总体结构

3.2 系统流程

仓储管理系统的工作流程包括入库、出库、移库、盘点、拣选与分发等环节。系统采用国际上最先进的无线射频身份识别技术（RFID），为每件物品提供一个惟一标志码（EPC 代码），并在服务器中存储货物的相关属性信息，从而使系统能够自动识别物品，可以对物品进行跟踪和监控。另外，仓储车间还安装多个摄像头或视频传感器以及温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器等构成无线传感器网络，并使其基本覆盖所有盲区，这样工作人员可以在监控中心随时了解仓储车间的情况，并及时处理。这样就在高效、准确、快捷的基础上，进一步提高了仓储管理的安全性。