北斗智能物流终端在物联网领域的应用研究

+ 张鹏，崔旭，韩伟中国航天标准化研究所

北斗智能物流终端在物联网领域的应用研究

+ 张鹏，崔旭，韩伟中国航天标准化研究所

北斗导航系統建设已经初具规模，物流行业蓬勃发展、北斗导航技术日趋成熟、智能手持设备已经普及，北斗智能物流终端的发展迎来了前所未有的发展机遇。本文讨论北斗导航系统和物联网结合的必然性，并从物联网的组成结构出发，讨论北斗智能物流终端在物联网中的应用；重点讨论了北斗智能物流终端在物流领域的应用，并针对现有物流体系提出北斗智能终端的应用场景。通过研究发现，北斗系统在未来必将迎来高速发展，并将广泛应用于物流领域，而未来的物流终端将广泛采用北斗作为定位和应急通信系统。

北斗；物联网；物流终端；

1 引言

北斗卫星导航系统发展较晚。但是从2007第一颗北斗导航卫星的发射成功到现在的16颗北斗导航卫星的顺利组网完成，北斗卫星定位技术日趋成熟。北斗导航系统在物联网领域，特别是物流领域正得到加速推广应用。

本文主要针对北斗智能物流终端在物流领域的应用进行了阐述。通过分析北斗导航系统、物联网以及传统物流领域现状，发现传统物流随着时代的发展所面临的问题，提出了北斗智能物流终端在物流领域的应用方案，使得这些问题可以得到改善。

2 发展现状

2.1 物联网的发展现状

物联网最初在1999年被提出，它最初的定义是：通过射频识别（FRID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，将任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、追踪一种网络技术。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、控制。目前，物联网已经广泛的应用于工业、物流、交通、电网、医疗、农业、环境保护等等领域。2012年我国物联网产业市场规模已经达到3650亿元。预计随着物联网技术的发展，产业规模的扩大，2015年市场规模将达到7500亿。作为信息产业的第三次革命，物联网技术正在融入到我们生活的方方面面。

2.2 北斗导航系统的现状

北斗卫星导航系统作为中国自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，与美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的GALILEO，并称为全球四大卫星导航系统。北斗卫星导航系统已经与2011年12月27日期提供连续的导航、定位与授时服务。截止2013年10月25日，随着第16颗北斗导航卫星送入预定轨道，北斗导航工程区域组网顺利。

由于GPS在部署进度上遥遥领先，GPS得到广泛的应用，特别是在个人位置服务中被GPS垄断。不过随着北斗导航系统的不断完善，在军用市场迅速推广，民用领域也在稳步推行。目前已经在在车辆定位、地质灾害检测等领域得到了应用。

3 北斗终端的应用

北斗导航系统具有定位、短报文通信和授时功能。物联网由三个层级来构成，分别是：感知层、网络层和应用层。和GPS单纯的作为感知层不同，北斗导航可以同时作为物联网中的感知层和网络层。北斗授时功能已经在科学、金融和电力及通信中得到了应用。定位和通信功能也在渔业、森林防火、水利及海洋信息检测、气象及大气环境检测、勘探及地质监测的方面取得了广泛的应用，例如：车辆的调度、油田管道的生产监控、铁道运输的全程监控系统、船舶航行的调度指挥以及数据采集传输系统等。

目前物联网领域交通部“两客一危”示范工程以及物流行业的发展对北斗卫星导航系统的应用起到了积极的推动作用。

3.1 “两客一危”示范工程

“两客一危”（旅游包车、三类以上班线客车和危险品运输车）工程作为中国北斗导航系统应用的首个民用示范工程，2012年12月31日交通运输部《交通运输部关于加快推进“重点运输过程监控管理服务示范系统工程”实施工作的通知》中要求，在河北、江苏、安徽、山东、湖南、贵州、宁夏、陕西省，天津市9个省市建立首个北斗专项示范项目，要求“两客一危”车辆需安装北斗兼容车载终端，凡未按规定加装北斗兼容车载终端的车辆，不予核发审验道路运输证。

全国重点营运车辆联网联控系统以2010年上海世博会为契机开始建立，系统采用纵向分级、横向对接的体系结构，实现多部门、多地区和相关企业的信息共享与联合监管。

该系统以GPS和北斗卫星导航终端为基础，实现了车辆动态数据跨地区、跨部门流转，建立了统一的数据交换标准，整合了全国30个省级平台资源。重点营运车辆动态信息公共交换平台的建成，显著的降低交通事故，做到防祸于未然，提升交通主管部门的公共服务能力，项目建设实现了对陆路交通风险的信息化管理，可及时的将相关预警信息发布给管理相对人，切实提升了对管理相对人的服务能力。同时，方便了车辆管理企业的申报工作，有效地节约了企业的营运成本。

3.2 物流行业应用

作为物联网的一个重要应用，物流行业随着近年来电子商务的飞速发展也得到了不断的壮大，特别是近年来以淘宝天猫主导的双十一活动之后的海量货物。流通的货品数量越来越大、种类越来越多，仅靠传统的管理方式已经很难满足现代物流要求；同时客户对物流行业的体验提出了更高的要求，如物流的可视化。因此物联网技术如RFID、一维/二维码、GPS等在物流行业被广泛应用，从而实现物流车辆的监控、物流调度、商品的跟踪、车辆服务、预警管理和客户服务等；无线手持终端产品也在自动化物流仓储系统中得到的广泛的应用。

北斗导航系统不仅可以提供像GPS一样的导航服务，而且还有独特的短报文通信功能，因此作为国产化的导航系统北斗智能物流终端随着时间的推移将逐步在物流行业导航定位中广泛应用。

4 北斗智能物流终端在物流行业的应用

4.1 传统物流

物流系统就是在一定的时间和空间，由输送的物料和输送工具、仓储设备、人员、客户资料及通信联系等若干相互制约的动态要素构成的特定功能的有机整体。

物流的基本流程可以分为以下9个部分：①、客户通过电话、邮件、网络等方式下单；②、物流公司通过电信公司通知业务员取件；③、业务员接收客户邮件、包裹等物件；④、物流公司将客户信件、包裹等物件运送至揽收站点；⑤、快递被送到分拨中心，包裹按照区域和省市进行第一次分拣；⑥、通过公路、铁路、航空运输信件、包裹到目的城市分公司；⑦、货物抵达目的地分拨中心第二次分拨，将包裹分拣到指定的派送站点；⑧、在派送站点进行第三次分拣，按照每位快递员派件路线、街道和小区等信息区分，业务员进行配送；⑨、客户接收。

从上述流程可以看到，传统物流过程中包裹的信息需要手工录入和上传，客户只能在货物到达的几个点上查询到位置，实时性差，客户不能实时了解到货物的中转情况，体验较差。

在现代的物流体系中物流手持终端已经得到的广泛的应用，但主要集中在物流仓储、物流配送等环节。物流仓储中物流手持终端主要实现组箱、组盘、下达入库任务、入库任务确认、出库确认、库存查询、物料信息查询等。物流配送环节主要用于配送货物信息的扫描和结算环节。手持终端并没有在整个物流的各个环节的充分发挥其作用。

4.2 北斗智能物流终端在物流各环节的应用

北斗智能物流终端是面向行业用户的移动信息化产品，建立在自动识别技术和北斗卫星导航技术基础上，基于WCDMA和GSM等蜂窝网络开发的整套物流行业信息化的终端解决方案。和传统的物流手持终端的不同在于北斗导航系统的融入。

北斗智能物流终端在物流中作为移动办公终端，使物流过程可视化、智能化、时效化、便捷化.可应用与揽件、仓库分捡、路网物流、配送等物流的各个环节。北斗智能物流终端依托网络为提派员、调度员、库管、验货员等经常处于非办公场所的角色中提供随时随地的信息查询、资源调度、消息发布，极大的提高物流行业工作效率。同时，在路径规划、任务调度、任务全程跟踪以及货物全程跟踪过程中发挥不可替代的应用。融入北斗智能物流终端的物流系统，该系统包含服务器构成的物流信息化平台作为云端，以及各分公司的信息化系统和北斗智能物流终端作为终端。

北斗智能物流终端依靠蜂窝网络可以实时的和物流信息化平台相连接，实现终端和服务器端数据的实时更新；另外由于北斗导航系统的存在，服务器端可以实时的获得终端的位置。短报文功能可以在没有蜂窝网络的偏远位置维持其应急的通信。北斗导航系统还可以为服务器间提供时钟的同步。

详细的应用流程如下所述：

1、在客户下单环节，需要物流公司取件时，物流信息化平台将信息推送给相应业务员的北斗智能物流终端。实现取件信息的即时推送，让业务员第一时间了解取件信息，并可以在终端上显示具体的位置。在传统物流中，该过程主要依靠电话来告知，缺乏时效性并且对人的依赖性强，且产生额外的不必要的通信费用。

2、取件过程中，使用北斗智能物流终端可以扫描包裹信息、录入地理位置信息等，并实时上传至物流公司信息化平台。

3、当包裹送至分拣中心进行分捡。使用北斗智能物流终端进行分捡录入等工作，可以有效的提高精确度并省去培训快件细分员的成本。传统物流中分拣主要靠快件细分员，凭借高超的记忆和熟练程度需要长时间的培训才能上岗。但由于人工误差在所难免，准确率仅有80%。

4、通过公路、铁路、航空运输包裹时，随车配备有车载北斗导航终端，实现运输过程的全程监控，车载北斗导航终端实时的向物流信息化平台传输车辆的位置、速度、驾驶员的状态等信息。

5、当货物抵达目的地后，再次通过北斗智能物流终端进行分拣，扫描包裹信息到物流公司的物流信息化平台，平台自动推送包裹消息给所在地的业务员通知进行配送。

6、配送过程，业务员使用北斗智能物流终端了解包裹地点分布、同一小区包裹数量、以及到达送货地址后通知客户取包裹。同时记录每一个包裹被取走的地点信息、以及客户的电子签名信息等等。

北斗智能物流终端还可以为业务员在派件和取件过程提供导航服务，实现任务全程跟踪、配送轨迹记录、包裹查询等服务。北斗导航的短报文功能还可以在蜂窝网络没有覆盖的地区提供不间断的通信功能。

上述流程充分利用了智能化终端的信息推送、网络互联的便利性，同时加上北斗导航的定位和导航功能，不仅实现整个物流环节的智能化、可视化、提高工作效率，同时可以实时了解各环节员工的工作状态便于公司的管理，更重要的是让客户方便的实时了解物流各个环节，增强用户的体验。

4.3 技术构架

4.3.1 总体技术构架

北斗物流信息化平台为整个物流系统的核心，主要由北斗导航位置服务系统、用户管理系统、车辆管理调度系统、仓库管理系统、信息采集和推送系统以及数据库组成。其中斗导航位置服务系统完成接收定位信息并将其翻译转换存储与数据库中；提供地图基本操作、地理信息查询以及对终端的位置进行监控、查询、实时定位，以及轨迹回放等功能。信息采集和推送系统主要来完成北斗终端信息的采集和消息推送。

4.3.2 北斗智能物流终端

北斗智能物流终端既是信息采集的终端又是信息和服务接收的终端。北斗导航模块通过响应卫星的广播信号及接收卫星发回的信号获知自己的位置。采用Android系统通过系统的推送功能，结合3G和Wifi等通讯模块实现信息和云端服务器的同步。

5 总结

随着北斗导航系统的完善，北斗导航在很多领域得到繁荣发展，本文就物联网的重要分支 —— 物流行业的北斗智能物流终端的应用进行研究；分析现有的物流体系，就手持智能物流终端在物流各个环节中应用进行分析，提出了北斗智能手持终端在物流领域的应用方案，该方案不仅提高了效率、方便管理，还提高了用户的体验。

可以预见，随着大规模商用后北斗导航芯片成本会逐渐降低，在物联网行业必然得到充分的应用，同时也将融入消费导航市场。