RFID与物流“3G”技术在运输、配送与快递中的集成应用

      一、应用背景

      当今世界十强物流企业中有5家美国企业，这5家企业的收益之和占十强企业收益的2/3，在这些公司中以运输为主业的公司居多。而美国国家货物保安协会（NC-SC）最近完成一项调查，指出美国每年在供应链管理上，被偷去总值150亿美元的货物，金额占全球失窃货物总额的1/3，成为失窃货物最严重的地区。面对如此严重的货物被盗现象，美国大部分保险公司近期提供给物流公司有关在货仓、货车、堆场货物的失窃保费迅速增加，并实施“垫底费”措施，如失窃货物总值在十万美元以下，须由物流公司全数承担，一般偷窃案件损失均在这数额以下。美国航空及物流专家Garfinkle认为，大部分小批量失窃案件是熟人或公司内部人士所为。不少物流公司的保安系统效率不足和松散，特别是在货物运送途中，成为公司职员最容易偷走货物的环节。由此可见，货物防盗问题已经成为物流公司在物流运输中急需解决的问题。

      GPS与GSM通讯技术、GIS地理信息技术及计算机网络技术相结合形成的移动目标(车、船)定位多功能服务系统，加上相应的管理机构，可以实现多种规模、多种组织形式的监视、调度和控制，能快速、高效地反馈和处理各种类型的事件和服务请求。可以有效地解决货物在运输、配送过程中的信息跟踪与防盗问题。

      快速传递信息在现代商业社会中几乎必不可少，顺畅的数据交换对于快速、平稳地处理业务至关重要。邮递员上门送包裹时，为确保货物送达通常要求收货人签字。签字通常是在手持终端的塑料触屏上书写完成，这样货物的安全送达信息就以电子方式进行了记录。在返回邮车的路上，邮递员通过手持终端内置的GSM/GPRS调制解调器向总部报告收货人已经接收包裹。送货流程顺利完成，无需其他手动数据输入或读出操作。

      二、物流“3G”技术简介

      这里所谓的物流“3G”技术，不是目前正在开始流行的指第三代视频移动通信技术，而是指将GIS、GPS、GSM三项技术集成到一个移动物流智能终端上，实现快捷的物流运输、配送与快递服务。物流“3G”技术并非简单地指GIS、GPS、GSM三项单独的技术，而是以GIS技术、定位技术、无线通信技术为代表的三项技术的统称和它们之间相互集成所产生的新技术。3G技术集成的核心在于：GIS可以作为基础的信息系统平台，具有可视化、地理分析和空间分析、数据库统一管理等的优势；GPS定位技术和导航技术根据具体的应用需要，可以实时获取不同精度的目标位置信息；GSM通信技术可以实现大范围内数据传输，对于信息系统指挥、调度、监控、管理等具有重大的意义。这三项技术的集成，可以有效地实现对运输车辆实时动态的追踪与监控。

      RFID、GIS、GPS技术及在物流中的应用人们已经比较熟悉。GSM通讯网络系统也是大家很熟悉的移动通讯技术。GSM全球数字移动系统是目前国内覆盖最广、可靠性最高、容量最大、保密性最强的数字移动蜂窝通讯系统。以GSM为代表的无线通信技术，包括GSM、GPRS、CDMA、CDPD、集群、电台等多种无线通信方式。GSM通讯网络作为物流配送系统的无线数据传输平台确保了报警信号和数据传输通道的可靠性。车辆终端上的GPS接收机获取车辆的实际位置、速度、运行方向等信息经过处理后通过GSM网络传送到运输调度中心，中心可以对车辆进行管理、调度和控制。

      三、RFID与“3G”技术在货物运输防盗中的综合应用

      1、基本应用原理

      在车辆和货物上贴上RFID标签，并且每辆货车配备GPS接收机和GSM信息终端，发货时，将车辆、货物的基本信息通过RFID读写器存入运输调度中心信息数据库中，同时将司机的身份信息存入运输调度中心信息数据库中。由于中华人民共和国第二代居民身份证应用了无线射频技术，第二代身份证增加了一枚指甲盖大小的非接触式IC芯片，将持证人的照片图像和身份项目内容等信息数字化后加密存入芯片，这些信息可以经过终端读卡器判读，所以，可以通过终端读卡器直接将司机的身份信息存入运输调度中心信息数据库中，非常方便有效。与此同时，RFID阅读器全部部署在运输货物的车辆上，在运输途中，阅读器每隔一段固定的时间以一定的频率自动无线扫描车辆和货物的电子标签，并将扫描的信息存入车载GSM信息终端，同时，将通过GPS技术获得的车辆位置信息也存入车载

      GSM信息终端，司机也要将其身份证信息通过车载读卡器存入车载GSM信息终端，再通过GSM通讯系统传将所有采集的信息传回运输调度中心，送入中心信息数据库中。以GIS作为基础的信息系统平台，统一管理中心信息数据库。将收集到的信息与数据库中存在的发货时的原始信息进行比较，包括司机的信息和车辆的信息是否匹配，车辆和货物的信息是否匹配，一旦三者间有任何不匹配，说明该车货物出现了问题，必须采取紧急应对措施。如果信息完全匹配，则将新的车辆位置信息存入中心数据库中，以做货物追踪之用，通过不断的扫描修正，运输调度中心可以掌握货物和运输车辆的实时信息。货物运输防盗系统结构如图1所示。 

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 图1 货物运输防盗系统结构图

      2、软硬件配置和系统要求

      货物防盗系统可以采用J2EE体系结构，数据库采用SQL2005，WEB服务器采用Appche和Tomcat构建，WEB应用服务器采用Jboss构建。系统内部和外部通讯接口采用XML信息交换标准，供应链上所有企业都配备XML通讯适配器（软件），各个企业通过XML适配器和货物防盗系统实现信息交换和传输。在系统跟踪的车辆和货物上嵌入Gen2电子标签，该标签已通过EPCGlobalGen2标准认证。这种芯片使用了一种防冲突（anti-collision）算法使得该系统可以在现行美国规范下每秒读取多达1600个标签，而在欧洲规范下每秒也可达600个标签。EPCGen2的标准也允许可程序化的读写字段，更快的标签读写率和在高密度读取器环境下的操作。

      阅读器以一定的频率自动无线扫描附近区域的电子标签，将扫描的信息通过GPRS模块以短消息形式发送到运输调度中心服务器通讯网关的GPRS模块，然后再由通讯网关提交中心服务器相关模块处。从而实现对跟踪车辆、货物的实时信息采集和跟踪。GPRS特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，同时适用于大规模数据的传输，可高速传输数字、文字、图像等数据。因此将GPRS模块和RFID阅读器合为一体，运输车辆的车载阅读器全部配备GPRS模块，将阅读器从嵌入产品的RFID电子标签实时采集的信息传输到GPRS模块，再由GPRS模块将信息发送到系统主机GPRS模块，再传输到系统应用服务器，最后存储到数据库，供供应链上不同企业查询和信息发布。

      3、移动物流智能终端技术

      从国内外物流信息技术的发展趋势来看，移动物流智能终端技术代表着未来发展的一个重要方向。

      目前，移动物流智能终端技术主要应用在车辆的实时跟踪与导航以及配送、快递领域，是将GSM/GPRS/CDMA等多种通信技术与GPS、GIS技术相结合来解决物流信息的全程可视化问题。图2是移动物流智能终端在体育比赛用品足球配送中的实际应用。

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图 2移动物流智能终端及实际应用  

       从移动物流智能终端系统集成框架图3可以看出，除了“3G”技术，它还需要集成多种计算机软件和硬件技术，是一个典型的物流信息系统集成应用。

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图 3 移动物流智能终端系统集成框架图

      四、利用智能移动终端的物流配送与快递系统及其业务流程

      利用移动通信终端的物流配送与快递服务供应系统及其业务方式，其流程由以下几个步骤构成：移动通信终端利用GPS服务确定自己的位置，将此位置数据与用户订单的物流配送信息转换为物流配送消息，并发送给消息服务中心；消息服务中心选取包含在该消息中的位置信息与物流配送列表，将其传送给配备有计算地理信息与最佳路线的最优算法的服务器；服务器生成该物流配送的最佳路线列表，再将其传送给消息服务中心；消息服务中心将最佳路线列表转换为最佳路线消息，发送给移动通信终端。

      另一种利用移动通信终端的物流配送与快递服务供应系统，其流程由以下几个部分构成：移动通信终端通过GPS服务确定用户的位置，将此位置数据与用户订单的物流配送信息转换为物流配送消息发送给消息服务中心；并接收外部输入的物流配送列表的最佳路线列表信息的移动通信终端；接收所述移动通信终端发送的物流配送消息，选取当前用户的位置数据与物流配送列表之后进行传送，并将接收自外部的物流配送列表的最佳路线列表转换为最佳路线信息发送给所述移动通信终端的消息服务中心；从所述消息服务中心接收用户的位置数据与物流配送列表，并通过计算最佳路线的最优算法确定所述物流配送列表的最佳路线列表，并传送给所述消息服务中心的最佳路线处理服务器。

      从DIADⅢ开始，UPS就一直持续进行升级并保证新系统能兼容旧系统。

      我国的顺速递公司新近又投资数亿元为快递业务员大面积配备了基于物流“3G”技术的物流移动智能终端，大大提高了快递速度与服务水平和提升了公司的形象。

      五、物流“3G”技术的未来展望

      射频和3G技术在物流运输过程中的应用可以有效地解决货物跟踪、丢失的问题，在实现方便、快捷的物流运输、配送与快递的调度指挥与信息增值服务。但是目前其应用成本较高，一般的企业难以承担。有待于技术水平的进一步提高，可以大规模应用，降低成本。我们相信，RFID和物流“3G”技术的应用，将会是全球物流业的大趋势，并对物流业的发展产生深远的影响。也不排除在不久的将来，物流“3G”技术与第三代移动通信的3G技术进一步集成为可视化的“双3G”技术，不仅能跟踪、定位及语音和信息通讯，而且能可视化远程无线视频，监控物流作业现场，实现所谓“运筹帷幄，决胜于千里之外“，使物流智能移动终端真正成为物流的“顺风耳、千里眼”。
      
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