基于卫星物联网RFID技术的第三方智能物流系统设计研究

刘智慧

摘要：近年来，随着国内、国际间贸易往来不断迅猛发展，物流行业也随之有了长足的进步和发展，物流已经成为现代商品流通的基础，因此物流产业也成为了国民经济发展的重要保障。如今，物流行业的发展水平已然成为衡量一个国家经济发展水平的重要指标之一。我国物流行业发展起步较晚，虽然发展速度较快，但与发达国家相比仍然存在着较大差距。物流管理水平的落后会导致经济成本较高，因此目前物流已经逐渐成为企业差别化经营的重要一环。本文首先阐述了第三方智能物流系统的基本理论和关键技术，再结合卫星物联网的发展现状，提出了基于卫星物联网射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术的第三方智能物流系统的设计方案，希望对以后物流行业的发展能够有所助益。

关键词：第三方智能物流系统;卫星物联网;RFID

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）08-0153-04

0 引言

随着社会经济的飞速发展，物流业在国民经济发展中发挥着愈来愈重要的作用，因此物流业也早被国家列为需要重点发展的一项重要产业。经过近年来的快速发展，我国的物流业目前已具备了一定规模，尤其在苏浙等经济发达省份，物流业已成为重要支柱产业。

从事运输业务的第三方物流企业是物流市场中的活动主体，同时也是专业物流服务的提供商。目前其提供的服务主要是运输及仓储等基本项目，行业竞争也围绕这些项目进行;随着用户需求的不断提高，其竞争空间逐步被压缩，因此需要为企业提供更全面的服务，除基本服务外还能为企业提供智能路线设计、智能物流设计以及库存管理等服务项目。基于上述原因，需要进行第三方智能物流系统的设计研究，进一步提高物流系统的高效化、智能化水平，实现物流信息的智能化管理，方便企业实时掌握资源及业务状况，从而有效提高市场竞争能力[1]。

1 ILS基本理论

1.1 ILS基本概念

智能物流系统（Intelligent Logistics System，ILS）通常是指运用卫星物联网等技术实现企业采购、仓储、运输到销售所有环节的信息化管理，其中关键技术包括信息采集管理技术、卫星物联网技术、RFID技术及网络技术等。智能物流系统主要通过信息化管理为企业以及客户提供详细的决策支持服务[2]。

1.2 ILS体系结构

一般而言，一套完备的ILS包括以下几个部分：

（1）能够对物流所有环节的信息进行全方位监控管理。

（2）能够对货物信息进行全面的智能采集和迅速感知，貨物信息录入企业信息系统后，根据目的地进行智能分仓以备高效流转和配送。

（3）能够对物流配送过程进行调度优化，包括商品配送及配送路径分析等。

（4）能够对商品运输整个过程进行实时监控。

（5）能够通过销售订单等信息对客户群体进行全面分析，为企业提供准确的市场信息。

1.3 ILS关键技术

ILS涉及到多种关键技术，下面对主要的关键技术逐条进行阐述：

（1）集成化的物流规划设计仿真技术，利用物流规划设计仿真技术可以对企业的物流园区及物流过程进行规划和设计。通过建立物流中心模型来模拟实际运行情况，从而对物流园区的建设进行更加精准的投入及产出分析。

（2）智能仓储管理技术，即分布式仓储管理及库存控制技术，由于第三方物流企业的资源以及需求极度分散化，地域跨度非常大，因此需要其库存根据不同区域的市场需求环境变化对不同区域的仓储活动进行实时的动态控制，此项技术可以帮助第三方物流企业降低库存管理成本、提高效率。

（3）智能交通系统技术，智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）主要解决物流配送的运输以及流通问题，通过合理使用ITS可缩短配送周期、降低运输成本并且实时掌握商品流通的状态信息。

（4）RFID技术，RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种射频识别技术，其基本原理是当标签进入解读器磁场后，能够接收到解读器发出的射频信号并且能够凭借感应电流获得的能量发出存储在芯片中的信息，这些信息经过解读器读取并解码后送至中心信息系统进行处理，即可获取标签内的信息，

（5）卫星物联网技术，文章将在下一节着重介绍卫星物联网技术在第三方ILS中的运用[3]。

1.4 卫星物联网在第三方ILS中的运用

物联网定义的“万物互联”世界，仅依靠地面通讯网络很难实现，尤其在一些人迹罕至或人类难以生存的环境中。由于环境、空间、气候等多种条件制约，当需要在大范围、跨地域以及极端恶劣气候条件下进行数据信息收集，地面物联网就显得无能为力，在这种情况下，卫星物联网技术应运而生[4]。

卫星物联网开辟了将卫星产业与物联网进行创造性融合的伟大创举，通过由数百颗低轨卫星星座和专用卫星通讯终端，实现覆盖全球的实时网络通讯功能，卫星物联网具有其独特的优势：

（1）通讯网络覆盖范围广，可实现全球覆盖，不受地域空间限制;

（2）不受气候影响，可实现全天候工作;

（3）在受到自然灾害、地质灾害等突发情况下仍可继续工作。

因此在物流仓储管理中运用卫星物联网技术，可将管理过程（包括实时位置信息，仓储环境及货物的状态信息等）通过RFID技术汇集到物联网终端，上传至物联网星座系统，最终传送到信息管理中心。

同时在物流运输过程中也可运用卫星物联网技术。由于在整个运输过程中部分区域受外界影响较大，特别是途径沙漠、海洋等人迹罕至区域，无法对运输信息进行实时追踪。如果将卫星物联网技术应用于运输过程中，即可实时监控、追踪物流和货物状态信息，使运输过程和货物安全可控[5]。

2 基于卫星物联网RFID技术的第三方ILS设计

在第三方ILS中，物流环节包括商品的采购、入库、盘点、加工、配送、运输、销售等。由于各个企业的物流环节都不相同，而这些环节又环环相扣、缺一不可。而ILS分析设计就是在充分了解企业物流特征的基础上，帮助企业解决存在的物流信息化管理问题。借助先进的卫星物联网技术对物流过程的所有环节进行智能化监控管理，实现物流业务中的信息管理、分析与决策，为企业的生产和发展提供强有力的决策支持[6]。

2.1 系统框架

在第三方物流作业管理流程中，主要包括商品的入库、盘点、出库以及配送等环节，借助卫星物联网RFID技术实现物流作业的智能化，从而大幅提高工作效率。ILS系统框架图如图1所示。

2.2 业务流程设计

在第三方ILS中，其业务流程包括下单、接受订单、订货、入库、储存、分拣、出库、配送以及交货等环节。在整个业务流程中，入库、储存、分拣、出库、配送等环节与卫星物联网RFID技术紧密相关[7]。

当客户提交订单后，ILS会生成订单并通知供应商，供应商收到订单后根据订单信息发货并将RFID标签嵌入物品，当货物到达配送中心后，中心仓库内的RFID阅读器会根据RFID标签采集物品信息进行后续相应操作。

第三方ILS的业务流程如图2所示。

2.3 功能模块设计

ILS系統功能模块主要包括综合查询、中心服务器系统、物流作业管理以及车载终端等，本文主要对物流作业管理功能的设计进行研究，物流作业管理功能主要包括采购入库、库存盘点、出货、运输、销售等管理模块。ILS功能划分如图3所示。

2.4 运输路径设计

第三方ILS运输路径设计的实质是配送中心向多个配送点配送物品的最优运输路径选择问题。

目前对该问题的求解大多使用随机搜索算法，即首先对配送区域内所有可能的求解进行随机搜索，得出最优解，然后再以最优解为中心在全局范围内重复上述搜索过程。如果新解优于最优解，则将新解代替最优解，否则仍然以最优解为中心，从另一个区域继续进行全局搜索寻找最优解。直至所有区域搜索完成即可得到最优运输路径[8]。

3 运用卫星物联网RFID技术需考虑到的问题

众所周知，卫星物联网RFID技术具有实时、高效、方便等无可比拟的优势，但在第三方ILS实际应用中也存在其固有缺点[9]。

首先便是卫星物联网RFID技术的安全问题，ILS中存储着大量人事、财务以及企业供应链等信息，有些甚至涉及到个人以及商业机密。如果RFID技术的安全性得不到充分保证，则上述重要信息将有可能会被不法分子窃取并加以利用。因此针对此问题，设计切实可行的标签与读写器之间相互认证方案是解决卫星物联网RFID系统安全最重要的途径。

其次，卫星物联网RFID技术中的防碰撞问题也不容忽视。在智能物联网应用过程中存在一个读写器面对大量标签集中在一起的情况，比如货车中的商品、流水线上的产品等，如果不采取切实有效的防碰撞机制，出现大量标签同时回应读写器时，势必会减弱读写正确率以及读写效率。因此，卫星物联网RFID防碰撞机制对于ILS而言也至关重要[10]。

4 结语

基于卫星物联网RFID技术的ILS相比传统的物流系统具有较强的优势，通过卫星物联网RFID标签技术解决了快速、高效采集物品信息这一技术难题，通过随机搜索算法进行物品运输途径设计，在保证物品运输效率同时降低了企业运输成本。卫星物联网RFID技术以其安全、高效、可读写、标签寿命长、信号范围广等突出优势在第三方ILS设计中发挥了举足轻重的作用。对于提高企业物流信息化水平，提高企业市场竞争力等都具有极其重要的意义。

参考文献

[1] 钟央.RFID在智能物流系统中的关键技术研究[D].上海：复旦大学，2014.

[2] 薛成.智能物流系统开发平台的研究[D].上海：华东师范大学，2007.

[3] 李祯祺.基于物联网的第三方智能物流系统设计研究[J].智能城市，2016，2（3）：178-179.

[4] 张惠琳，孙承志，刘铭.基于RFID技术的智能物流系统研究与设计[J].物流技术，2013，32（5）：445-448.

[5] 黄文秀.基于物联网技术的智能物流系统研究[J].信息通信，2014（6）：100-101.

[6] 林君暖.基于物联网环境的智能物流系统设计研究[J].企业科技与发展，2016（2）：38-40.

[7] 李家华.基于RFID物联网技术的智能物流系统设计[J].中国市场，2017（15）：296+300.

[8] 刘洋，魏锋，崔树成，等.低轨道卫星通信与物联网应用研究[J].物联网学报，2019，3（4）：101-108.

[9] 靳聪.低轨卫星物联网体系架构研究[D].南京：南京邮电大学，2019.

[10] 邵梦琪.低轨卫星物联网数据传输流程设计分析[J].电子世界，2020（7）：86-87.