RFID與物流“3G”技術(shù)在運輸、配送與快遞中的集成應(yīng)用

      一、應(yīng)用背景

      當今世界十強物流企業(yè)中有5家美國企業(yè)，這5家企業(yè)的收益之和占十強企業(yè)收益的2/3，在這些公司中以運輸為主業(yè)的公司居多。而美國國家貨物保安協(xié)會（NC-SC）最近完成一項調(diào)查，指出美國每年在供應(yīng)鏈管理上，被偷去總值150億美元的貨物，金額占全球失竊貨物總額的1/3，成為失竊貨物最嚴重的地區(qū)。面對如此嚴重的貨物被盜現(xiàn)象，美國大部分保險公司近期提供給物流公司有關(guān)在貨倉、貨車、堆場貨物的失竊保費迅速增加，并實施“墊底費”措施，如失竊貨物總值在十萬美元以下，須由物流公司全數(shù)承擔，一般偷竊案件損失均在這數(shù)額以下。美國航空及物流專家Garfinkle認為，大部分小批量失竊案件是熟人或公司內(nèi)部人士所為。不少物流公司的保安系統(tǒng)效率不足和松散，特別是在貨物運送途中，成為公司職員最容易偷走貨物的環(huán)節(jié)。由此可見，貨物防盜問題已經(jīng)成為物流公司在物流運輸中急需解決的問題。

      GPS與GSM通訊技術(shù)、GIS地理信息技術(shù)及計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合形成的移動目標(車、船)定位多功能服務(wù)系統(tǒng)，加上相應(yīng)的管理機構(gòu)，可以實現(xiàn)多種規(guī)模、多種組織形式的監(jiān)視、調(diào)度和控制，能快速、高效地反饋和處理各種類型的事件和服務(wù)請求。可以有效地解決貨物在運輸、配送過程中的信息跟蹤與防盜問題。

      快速傳遞信息在現(xiàn)代商業(yè)社會中幾乎必不可少，順暢的數(shù)據(jù)交換對于快速、平穩(wěn)地處理業(yè)務(wù)至關(guān)重要。郵遞員上門送包裹時，為確保貨物送達通常要求收貨人簽字。簽字通常是在手持終端的塑料觸屏上書寫完成，這樣貨物的安全送達信息就以電子方式進行了記錄。在返回郵車的路上，郵遞員通過手持終端內(nèi)置的GSM/GPRS調(diào)制解調(diào)器向總部報告收貨人已經(jīng)接收包裹。送貨流程順利完成，無需其他手動數(shù)據(jù)輸入或讀出操作。

      二、物流“3G”技術(shù)簡介

      這里所謂的物流“3G”技術(shù)，不是目前正在開始流行的指第三代視頻移動通信技術(shù)，而是指將GIS、GPS、GSM三項技術(shù)集成到一個移動物流智能終端上，實現(xiàn)快捷的物流運輸、配送與快遞服務(wù)。物流“3G”技術(shù)并非簡單地指GIS、GPS、GSM三項單獨的技術(shù)，而是以GIS技術(shù)、定位技術(shù)、無線通信技術(shù)為代表的三項技術(shù)的統(tǒng)稱和它們之間相互集成所產(chǎn)生的新技術(shù)。3G技術(shù)集成的核心在于：GIS可以作為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)平臺，具有可視化、地理分析和空間分析、數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一管理等的優(yōu)勢；GPS定位技術(shù)和導(dǎo)航技術(shù)根據(jù)具體的應(yīng)用需要，可以實時獲取不同精度的目標位置信息；GSM通信技術(shù)可以實現(xiàn)大范圍內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸，對于信息系統(tǒng)指揮、調(diào)度、監(jiān)控、管理等具有重大的意義。這三項技術(shù)的集成，可以有效地實現(xiàn)對運輸車輛實時動態(tài)的追蹤與監(jiān)控。

      RFID、GIS、GPS技術(shù)及在物流中的應(yīng)用人們已經(jīng)比較熟悉。GSM通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也是大家很熟悉的移動通訊技術(shù)。GSM全球數(shù)字移動系統(tǒng)是目前國內(nèi)覆蓋最廣、可靠性最高、容量最大、保密性最強的數(shù)字移動蜂窩通訊系統(tǒng)。以GSM為代表的無線通信技術(shù)，包括GSM、GPRS、CDMA、CDPD、集群、電臺等多種無線通信方式。GSM通訊網(wǎng)絡(luò)作為物流配送系統(tǒng)的無線數(shù)據(jù)傳輸平臺確保了報警信號和數(shù)據(jù)傳輸通道的可靠性。車輛終端上的GPS接收機獲取車輛的實際位置、速度、運行方向等信息經(jīng)過處理后通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳送到運輸調(diào)度中心，中心可以對車輛進行管理、調(diào)度和控制。

      三、RFID與“3G”技術(shù)在貨物運輸防盜中的綜合應(yīng)用

      1、基本應(yīng)用原理

      在車輛和貨物上貼上RFID標簽，并且每輛貨車配備GPS接收機和GSM信息終端，發(fā)貨時，將車輛、貨物的基本信息通過RFID讀寫器存入運輸調(diào)度中心信息數(shù)據(jù)庫中，同時將司機的身份信息存入運輸調(diào)度中心信息數(shù)據(jù)庫中。由于中華人民共和國第二代居民身份證應(yīng)用了無線射頻技術(shù)，第二代身份證增加了一枚指甲蓋大小的非接觸式IC芯片，將持證人的照片圖像和身份項目內(nèi)容等信息數(shù)字化后加密存入芯片，這些信息可以經(jīng)過終端讀卡器判讀，所以，可以通過終端讀卡器直接將司機的身份信息存入運輸調(diào)度中心信息數(shù)據(jù)庫中，非常方便有效。與此同時，RFID閱讀器全部部署在運輸貨物的車輛上，在運輸途中，閱讀器每隔一段固定的時間以一定的頻率自動無線掃描車輛和貨物的電子標簽，并將掃描的信息存入車載GSM信息終端，同時，將通過GPS技術(shù)獲得的車輛位置信息也存入車載

      GSM信息終端，司機也要將其身份證信息通過車載讀卡器存入車載GSM信息終端，再通過GSM通訊系統(tǒng)傳將所有采集的信息傳回運輸調(diào)度中心，送入中心信息數(shù)據(jù)庫中。以GIS作為基礎(chǔ)的信息系統(tǒng)平臺，統(tǒng)一管理中心信息數(shù)據(jù)庫。將收集到的信息與數(shù)據(jù)庫中存在的發(fā)貨時的原始信息進行比較，包括司機的信息和車輛的信息是否匹配，車輛和貨物的信息是否匹配，一旦三者間有任何不匹配，說明該車貨物出現(xiàn)了問題，必須采取緊急應(yīng)對措施。如果信息完全匹配，則將新的車輛位置信息存入中心數(shù)據(jù)庫中，以做貨物追蹤之用，通過不斷的掃描修正，運輸調(diào)度中心可以掌握貨物和運輸車輛的實時信息。貨物運輸防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。 

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 圖1 貨物運輸防盜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

      2、軟硬件配置和系統(tǒng)要求

      貨物防盜系統(tǒng)可以采用J2EE體系結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)庫采用SQL2005，WEB服務(wù)器采用Appche和Tomcat構(gòu)建，WEB應(yīng)用服務(wù)器采用Jboss構(gòu)建。系統(tǒng)內(nèi)部和外部通訊接口采用XML信息交換標準，供應(yīng)鏈上所有企業(yè)都配備XML通訊適配器（軟件），各個企業(yè)通過XML適配器和貨物防盜系統(tǒng)實現(xiàn)信息交換和傳輸。在系統(tǒng)跟蹤的車輛和貨物上嵌入Gen2電子標簽，該標簽已通過EPCGlobalGen2標準認證。這種芯片使用了一種防沖突（anti-collision）算法使得該系統(tǒng)可以在現(xiàn)行美國規(guī)范下每秒讀取多達1600個標簽，而在歐洲規(guī)范下每秒也可達600個標簽。EPCGen2的標準也允許可程序化的讀寫字段，更快的標簽讀寫率和在高密度讀取器環(huán)境下的操作。

      閱讀器以一定的頻率自動無線掃描附近區(qū)域的電子標簽，將掃描的信息通過GPRS模塊以短消息形式發(fā)送到運輸調(diào)度中心服務(wù)器通訊網(wǎng)關(guān)的GPRS模塊，然后再由通訊網(wǎng)關(guān)提交中心服務(wù)器相關(guān)模塊處。從而實現(xiàn)對跟蹤車輛、貨物的實時信息采集和跟蹤。GPRS特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、少量的數(shù)據(jù)傳輸，同時適用于大規(guī)模數(shù)據(jù)的傳輸，可高速傳輸數(shù)字、文字、圖像等數(shù)據(jù)。因此將GPRS模塊和RFID閱讀器合為一體，運輸車輛的車載閱讀器全部配備GPRS模塊，將閱讀器從嵌入產(chǎn)品的RFID電子標簽實時采集的信息傳輸?shù)紾PRS模塊，再由GPRS模塊將信息發(fā)送到系統(tǒng)主機GPRS模塊，再傳輸?shù)较到y(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器，最后存儲到數(shù)據(jù)庫，供供應(yīng)鏈上不同企業(yè)查詢和信息發(fā)布。

      3、移動物流智能終端技術(shù)

      從國內(nèi)外物流信息技術(shù)的發(fā)展趨勢來看，移動物流智能終端技術(shù)代表著未來發(fā)展的一個重要方向。

      目前，移動物流智能終端技術(shù)主要應(yīng)用在車輛的實時跟蹤與導(dǎo)航以及配送、快遞領(lǐng)域，是將GSM/GPRS/CDMA等多種通信技術(shù)與GPS、GIS技術(shù)相結(jié)合來解決物流信息的全程可視化問題。圖2是移動物流智能終端在體育比賽用品足球配送中的實際應(yīng)用。

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圖 2移動物流智能終端及實際應(yīng)用  

       從移動物流智能終端系統(tǒng)集成框架圖3可以看出，除了“3G”技術(shù)，它還需要集成多種計算機軟件和硬件技術(shù)，是一個典型的物流信息系統(tǒng)集成應(yīng)用。

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圖 3 移動物流智能終端系統(tǒng)集成框架圖

      四、利用智能移動終端的物流配送與快遞系統(tǒng)及其業(yè)務(wù)流程

      利用移動通信終端的物流配送與快遞服務(wù)供應(yīng)系統(tǒng)及其業(yè)務(wù)方式，其流程由以下幾個步驟構(gòu)成：移動通信終端利用GPS服務(wù)確定自己的位置，將此位置數(shù)據(jù)與用戶訂單的物流配送信息轉(zhuǎn)換為物流配送消息，并發(fā)送給消息服務(wù)中心；消息服務(wù)中心選取包含在該消息中的位置信息與物流配送列表，將其傳送給配備有計算地理信息與最佳路線的最優(yōu)算法的服務(wù)器；服務(wù)器生成該物流配送的最佳路線列表，再將其傳送給消息服務(wù)中心；消息服務(wù)中心將最佳路線列表轉(zhuǎn)換為最佳路線消息，發(fā)送給移動通信終端。

      另一種利用移動通信終端的物流配送與快遞服務(wù)供應(yīng)系統(tǒng)，其流程由以下幾個部分構(gòu)成：移動通信終端通過GPS服務(wù)確定用戶的位置，將此位置數(shù)據(jù)與用戶訂單的物流配送信息轉(zhuǎn)換為物流配送消息發(fā)送給消息服務(wù)中心；并接收外部輸入的物流配送列表的最佳路線列表信息的移動通信終端；接收所述移動通信終端發(fā)送的物流配送消息，選取當前用戶的位置數(shù)據(jù)與物流配送列表之后進行傳送，并將接收自外部的物流配送列表的最佳路線列表轉(zhuǎn)換為最佳路線信息發(fā)送給所述移動通信終端的消息服務(wù)中心；從所述消息服務(wù)中心接收用戶的位置數(shù)據(jù)與物流配送列表，并通過計算最佳路線的最優(yōu)算法確定所述物流配送列表的最佳路線列表，并傳送給所述消息服務(wù)中心的最佳路線處理服務(wù)器。

      從DIADⅢ開始，UPS就一直持續(xù)進行升級并保證新系統(tǒng)能兼容舊系統(tǒng)。

      我國的順速遞公司新近又投資數(shù)億元為快遞業(yè)務(wù)員大面積配備了基于物流“3G”技術(shù)的物流移動智能終端，大大提高了快遞速度與服務(wù)水平和提升了公司的形象。

      五、物流“3G”技術(shù)的未來展望

      射頻和3G技術(shù)在物流運輸過程中的應(yīng)用可以有效地解決貨物跟蹤、丟失的問題，在實現(xiàn)方便、快捷的物流運輸、配送與快遞的調(diào)度指揮與信息增值服務(wù)。但是目前其應(yīng)用成本較高，一般的企業(yè)難以承擔。有待于技術(shù)水平的進一步提高，可以大規(guī)模應(yīng)用，降低成本。我們相信，RFID和物流“3G”技術(shù)的應(yīng)用，將會是全球物流業(yè)的大趨勢，并對物流業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生深遠的影響。也不排除在不久的將來，物流“3G”技術(shù)與第三代移動通信的3G技術(shù)進一步集成為可視化的“雙3G”技術(shù)，不僅能跟蹤、定位及語音和信息通訊，而且能可視化遠程無線視頻，監(jiān)控物流作業(yè)現(xiàn)場，實現(xiàn)所謂“運籌帷幄，決勝于千里之外“，使物流智能移動終端真正成為物流的“順風(fēng)耳、千里眼”。
      
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