基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)解決方案

張榮連 盧云峰 潘純峰 江西中投科信科技有限公司 南昌市 330000

基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)解決方案

張榮連 盧云峰 潘純峰 江西中投科信科技有限公司 南昌市 330000

基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)是為高端物流鏈中各環(huán)節(jié)的可信交接提供完整的解決方案。貴重物品由于其不同的屬性，對(duì)配送環(huán)境和狀態(tài)有特殊要求，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控到配送過(guò)程中的多種環(huán)境狀態(tài)。

物流系統(tǒng) 有源傳感 解決方案

0、引言

所謂高端物流是區(qū)別于普通一般商品的物流而言，其主要特征一是物品價(jià)值昂貴，例如現(xiàn)金、有價(jià)證券、稀土貴金屬、名牌商品、名貴生鮮、甚至古董和藝術(shù)品等；二是對(duì)配送過(guò)程有特殊要求，例如溫度要求、振動(dòng)要求、重力方向要求、箱體封閉性要求等；三是配送安全性要求，例如現(xiàn)金和有價(jià)證券是由專(zhuān)業(yè)護(hù)衛(wèi)公司配送的。這些高端物流的特性要求整個(gè)配送鏈不能出現(xiàn)差錯(cuò)，全過(guò)程可控，出現(xiàn)問(wèn)題可追溯等，否則會(huì)給客戶(hù)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失。

本文提出一種基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)解決方案，引入有源傳感技術(shù)。平臺(tái)對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)接口，方便與上層應(yīng)用軟件的數(shù)據(jù)融合，方便與系統(tǒng)現(xiàn)有信息化系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合?；谶@個(gè)平臺(tái)架構(gòu)，當(dāng)需要擴(kuò)展新的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，只需根據(jù)新應(yīng)用業(yè)務(wù)流程開(kāi)發(fā)上層應(yīng)用軟件即可。這種實(shí)施架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高端物流的數(shù)據(jù)融合共享，方便信息平臺(tái)的維護(hù)和管理。

1、系統(tǒng)架構(gòu)分析

圖1 應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖

上圖給出了有源傳感技術(shù)在高端物流系統(tǒng)中的應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)圖，分為采集層，通訊層，數(shù)據(jù)層，應(yīng)用層四個(gè)部分，其中數(shù)據(jù)層包括核心數(shù)據(jù)。

1）采集層：體現(xiàn)了物流系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)特點(diǎn)，先要做好應(yīng)用對(duì)象和傳感技術(shù)的關(guān)聯(lián)，通過(guò)采集終端感知外界的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，比如物體的位置，狀態(tài)，溫濕度，人員及物體的運(yùn)動(dòng)軌跡等等。采集層包括有源封簽傳感器，無(wú)源RFID射頻卡，指紋采集器，有源封簽讀寫(xiě)器，無(wú)源射頻卡手持終端，GPRS無(wú)線(xiàn)通訊卡等。對(duì)于無(wú)源RFID射頻卡需要通過(guò)手持終端讀取數(shù)據(jù)，通過(guò)GPRS無(wú)線(xiàn)通訊方式跟后臺(tái)服務(wù)器通訊；對(duì)于有源封簽傳感器，定期主動(dòng)發(fā)射信號(hào)，信號(hào)內(nèi)包含傳感器檢測(cè)的數(shù)據(jù)。

2）通訊層：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，在銀行的高端物流系統(tǒng)中采用LAN網(wǎng)絡(luò)和GPRS結(jié)合的通訊模式。手持終端通過(guò)GPRS向后臺(tái)通訊，對(duì)于其他的客戶(hù)端，讀寫(xiě)器都通過(guò)內(nèi)部的LAN網(wǎng)絡(luò)，保證數(shù)據(jù)的傳輸安全可靠。所有的客戶(hù)端，包括中心的任務(wù)伺服器，它們都通過(guò)WebService執(zhí)行遠(yuǎn)程動(dòng)作。以此來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)源的訪(fǎng)問(wèn)與操作。 在WebService的通訊中，我們使用了SSL對(duì)通訊數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理，使通訊更安全。

3）數(shù)據(jù)層：實(shí)現(xiàn)核心數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，數(shù)據(jù)源服務(wù)器專(zhuān)門(mén)存儲(chǔ)核心數(shù)據(jù)，主要負(fù)責(zé)全系統(tǒng)數(shù)據(jù)的保存，如果應(yīng)用量大的情況下，數(shù)據(jù)源服務(wù)器也可采用分布式進(jìn)行部署，使數(shù)據(jù)源服務(wù)器的負(fù)載均衡。一般情況下，數(shù)據(jù)訪(fǎng)問(wèn)只由WebService來(lái)負(fù)責(zé)，這樣對(duì)數(shù)據(jù)源的訪(fǎng)問(wèn)只有單用戶(hù)，就提高了可靠性。

4）應(yīng)用層：包含日常業(yè)務(wù)應(yīng)用處理子系統(tǒng)，金庫(kù)管理終端子系統(tǒng)，網(wǎng)點(diǎn)尾（款）箱交接終端子系統(tǒng)，系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。

2、系統(tǒng)主要工作流程

押運(yùn)任務(wù)生成并自動(dòng)派工：每個(gè)押運(yùn)任務(wù)指派一輛押運(yùn)車(chē)和兩個(gè)解款員，每條線(xiàn)路對(duì)應(yīng)一個(gè)押運(yùn)任務(wù)，對(duì)參與解款任務(wù)的解款員的信息進(jìn)行維護(hù)，包括信息錄入、照片維護(hù)、解款員卡發(fā)放和采集指紋，每個(gè)解款員配一張解款員身份卡用于唯一標(biāo)識(shí)解款員的身份，解款員身份卡優(yōu)選無(wú)源RFID射頻卡；每個(gè)解款員必須采集兩個(gè)手指的指紋，用于在錢(qián)箱交接過(guò)程中網(wǎng)點(diǎn)核對(duì)解款員的身份、金庫(kù)出入庫(kù)時(shí)庫(kù)管員核對(duì)解款員的身份；同時(shí)每個(gè)錢(qián)箱上各配備一張無(wú)源RFID射頻卡和一張有源電子封簽，錢(qián)箱上的無(wú)源RFID射頻卡用于網(wǎng)點(diǎn)交接時(shí)使用解款員隨身攜帶的無(wú)線(xiàn)POS機(jī)掃描識(shí)別錢(qián)箱用，錢(qián)箱上的有源電子封簽用于金庫(kù)錢(qián)箱出入庫(kù)時(shí)使用RFID高頻讀寫(xiě)設(shè)備進(jìn)行快速高效的識(shí)別錢(qián)箱，錢(qián)箱卡上的信息均采用特殊加密算法進(jìn)行加密。

被派工的解款員通過(guò)自己隨身攜帶的無(wú)線(xiàn)POS機(jī)刷卡簽到：解款員到達(dá)網(wǎng)點(diǎn)，開(kāi)始錢(qián)箱交接，在交接時(shí)，需要利用無(wú)線(xiàn)射頻手持終端對(duì)人員和款箱進(jìn)行確認(rèn)，并實(shí)時(shí)將確認(rèn)結(jié)果上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)后臺(tái)進(jìn)行確認(rèn)，無(wú)線(xiàn)射頻手持終端并可從監(jiān)控中心后臺(tái)實(shí)時(shí)下載押運(yùn)線(xiàn)路、應(yīng)交款箱信息。

網(wǎng)點(diǎn)操作員通過(guò)指紋識(shí)別系統(tǒng)驗(yàn)證解款員身份，解款員驗(yàn)證身份后，由網(wǎng)點(diǎn)的另外一個(gè)操作員輸入操作員號(hào)和密碼啟動(dòng)交接，同時(shí)記錄網(wǎng)點(diǎn)的這兩個(gè)操作員在和解款員進(jìn)行交接，系統(tǒng)自動(dòng)生成電子化的出入庫(kù)交接記錄備日后查詢(xún)，網(wǎng)點(diǎn)操作員在無(wú)線(xiàn)POS機(jī)上刷網(wǎng)點(diǎn)機(jī)構(gòu)卡，并按無(wú)線(xiàn)POS機(jī)提示逐一地刷需要交接的尾箱。

完成網(wǎng)點(diǎn)的交接后，解款員繼續(xù)前往線(xiàn)路上的下一個(gè)網(wǎng)點(diǎn)，按照上面的操作流程繼續(xù)網(wǎng)點(diǎn)的尾箱交接直至線(xiàn)路上所有網(wǎng)點(diǎn)均已交接完畢，線(xiàn)路上的所有網(wǎng)點(diǎn)交接完畢后，解款員返回金庫(kù)進(jìn)行尾箱入庫(kù)，解款員到達(dá)金庫(kù)進(jìn)行身份驗(yàn)證，進(jìn)入金庫(kù)錢(qián)箱交接界面，使用錢(qián)箱高速出/入庫(kù)通道門(mén)進(jìn)行錢(qián)箱交接直到所有錢(qián)箱均已入庫(kù)。

3、系統(tǒng)的技術(shù)路線(xiàn)與應(yīng)用部署

系統(tǒng)技術(shù)路線(xiàn)作為一個(gè)完整的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其技術(shù)路線(xiàn)包括系統(tǒng)的基本架構(gòu)、各節(jié)點(diǎn)的通訊方式、軟件架構(gòu)和相關(guān)硬件設(shè)計(jì)。

系統(tǒng)基本架構(gòu)：由存儲(chǔ)數(shù)據(jù)及應(yīng)用管理軟件的服務(wù)器作為后臺(tái)；各交接點(diǎn)的讀寫(xiě)設(shè)備（含手持讀寫(xiě)器）作為前端；內(nèi)置電子封簽的款箱作為整個(gè)系統(tǒng)的信息來(lái)源和跟蹤對(duì)象。電子封簽與讀寫(xiě)設(shè)備使用2.4Ghz的短距離微波通訊，通訊協(xié)議自定義；讀寫(xiě)設(shè)備與后臺(tái)服務(wù)器之間的通訊使用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)或GPRS/CDMA無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，使用TCP/IP協(xié)議，所有設(shè)備之間的通訊使用加密方式傳輸。

軟件架構(gòu)方面，后臺(tái)服務(wù)器采用W I N D O W SSERVER2003系統(tǒng)，ORACLE數(shù)據(jù)庫(kù)，應(yīng)用管理軟件編程工具C#，各監(jiān)控與管理終端使用IE瀏覽器登錄系統(tǒng)完成相應(yīng)的業(yè)務(wù)應(yīng)用操作。而讀寫(xiě)設(shè)備的控制軟件使用C++編程語(yǔ)言，與后臺(tái)服務(wù)器之間通訊架構(gòu)為C/S模式。電子封簽內(nèi)部軟件編程采用C和匯編語(yǔ)言，與讀寫(xiě)器之間使用雙向應(yīng)答通訊。

基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)在銀行款箱管理中的實(shí)際應(yīng)用架構(gòu)如下：

本系統(tǒng)涉及分行管理中心、分行中心金庫(kù)庫(kù)房、以及各儲(chǔ)蓄網(wǎng)點(diǎn)和各上門(mén)收送款商戶(hù)。在交接時(shí)，需要利用有源傳感技術(shù)對(duì)人員和款箱進(jìn)行確認(rèn)，并實(shí)時(shí)將確認(rèn)結(jié)果通過(guò)銀行專(zhuān)線(xiàn)上傳到數(shù)據(jù)庫(kù)后臺(tái)進(jìn)行確認(rèn)。上門(mén)收款采用RFID無(wú)線(xiàn)手持終端通過(guò)GPRS/CDMA上傳信息到后臺(tái)。

4、軟件環(huán)境

開(kāi)發(fā)工具：Microsoft Visual Studio 2005/. netframework 2.0（支持框架）。

源代碼管理： Microsoft Visual SourceSafe（支持VPN及獨(dú)享代碼編寫(xiě)）。

數(shù)據(jù)庫(kù)：Microsoft SQL Server 2005（支持?jǐn)?shù)據(jù)任務(wù)清理）。

嵌入式報(bào)表套件：Crystal Reports（水晶報(bào)表）。

5、結(jié)論

高端物流鏈對(duì)智能傳感技術(shù)具有很大的潛在市場(chǎng)需求，以銀行為例，其款箱的配送全部交由保安押運(yùn)公司第三方負(fù)責(zé)，每天大量的款箱在網(wǎng)點(diǎn)、客戶(hù)和金庫(kù)之間周轉(zhuǎn)，出現(xiàn)差錯(cuò)、遺漏、短款、掉包等安全問(wèn)題需要做到可追蹤。傳統(tǒng)上，在配送鏈的每個(gè)交接環(huán)節(jié)使用肉眼辨認(rèn)和簽字確認(rèn)，但實(shí)際操作過(guò)程中存在交接效率和交接可信度問(wèn)題，一旦發(fā)生安全問(wèn)題會(huì)給相關(guān)方帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)和信譽(yù)損失，而且原因不好查找。

而通過(guò)應(yīng)用高端物流系統(tǒng)進(jìn)行貴重物品配送卻不存在此類(lèi)問(wèn)題，雖然基于有源傳感技術(shù)的電子封簽比普通無(wú)源RFID電子標(biāo)簽昂貴很多，但對(duì)于其承載的貴重物品價(jià)值來(lái)說(shuō)卻很微小，公司在前期項(xiàng)目的成功推廣應(yīng)用也證明了這點(diǎn)。以銀行為例，其裝載貴重物品的款箱作為低值易耗品每年損耗超過(guò)50萬(wàn)個(gè)，如果全部采用智能款箱，從肉眼識(shí)別簽字交接的配送模式轉(zhuǎn)向自動(dòng)識(shí)別確認(rèn)的物聯(lián)網(wǎng)配送模式，其潛在的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)10億元以上，且長(zhǎng)期可持續(xù)。因此，我們認(rèn)為基于有源傳感技術(shù)的高端物流系統(tǒng)研發(fā)作為開(kāi)拓性技術(shù)產(chǎn)品具有很大的市場(chǎng)潛力。

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1009-0940(2014)-4-0025-03

2014-10-03