CN104899716A - 基于物联网的区域物流全程管控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于物联网的区域物流全程管控系统，包括射频标签、标签读写器、GPS定位装置、监控系统、计算机和数据交换服务系统，所述射频标签包括货物射频标签和运输工具射频标签，所述货物射频标签贴在对应的货物上，所述运输工具射频标签安装在运输工具的挡风玻璃上或是运输工具的集装箱上；若干个标签读写器安装在运输路线的各个网点上、仓库的入口和出口处；所述GPS定位装置安装在运输工具或重要的货物上。本发明具有的优点和积极效果是：利用物联网技术，通过射频标签、标签读取设备等，实现区域内监管货物的数据采集，全程监控和实时跟踪，货物实时定位，历史轨迹查询回放等功能。

Description

基于物联网的区域物流全程管控系统

技术领域

    本发明属于物联网技术领域，尤其是涉及一种基于物联网的区域物流全程管控系统。

背景技术

    RFID技术是一种无接触自动识别技术，其基本原理是利用射频信号及其空间耦合、传输特性，实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别。射频识别系统一般由两个部分组成，即射频标签和阅读器。应用中，射频标签附着在待识别的物品上，当附着射频标签的待识别物品通过读出范围时，阅读器自动以无接触的方式远距离将射频标签中的约定识别信息取出，从而实现自动识别物品或自动收集物品标识信息的功能。但目前实际应用中的读写器大多只适合单机工作，不适合组网，不便于集中控制，不能应用到多点高密度数据采集场合。

    现有技术中，物流全程管控还是通过人员的现场核对、放行等人工操作完成，尤其对于海关这种货物流量很大的场合，存在货物通关效率低，管理不便，无法监控，信息查询困难等问题。

发明内容

    针对上述问题，本发明的目的是提供一种通关效果高，监控方便的基于物联网的区域物流全程管控系统。

    为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

    基于物联网的区域物流全程管控系统，包括射频标签、标签读写器、GPS定位装置、监控系统、计算机和数据交换服务系统，

    所述射频标签包括货物射频标签和运输工具射频标签，所述货物射频标 签贴在对应的货物上，所述运输工具射频标签安装在运输工具的挡风玻璃上或是运输工具的集装箱上；若干个标签读写器安装在运输路线的各个网点上、仓库的入口和出口处；所述GPS定位装置安装在运输工具或重要的货物上；

    所述标签读写器为RMU900超高频读写器，多个所述RMU900超高频读写器基于RS485标准构建数据采集网络，通过天线解调、解码射频标签发射的信号，把数据发送给计算机实现数据的采集；或将命令和数据编码、调制后经天线发送给射频标签，实现对射频标签的写操作；

    所述标签读写器与计算机通信连接，计算机可访问数据库，将读取的货物射频标签的数据与数据库进行比对，并上传互联网系统；所述数据交换服务系统实现海关局域网与互联网进行数据交互；

    所述监控系统包括显示终端，显示终端结合电子地图和全球定位系统，根据采集的GPS定位装置的信息，实时显示重点商品或运输工具的位置和运动轨迹。

    优选的，所述射频标签安装时，同时安装标签拆除报警装置。

    优选的，所述标签读写器上配置有USB接口、LCD显示、声光提示、时钟模块。

    优选的，所述货物射频标签内存储的货物信息包括产品编号、批次号、日期、数量信息；所述运输工具射频标签内存储车辆信息包括车牌号、所载货物信息。

    本发明具有的优点和积极效果是：

    利用物联网技术，通过射频标签、标签读取设备等，实现区域内监管货物的数据采集，全程监控和实时跟踪，货物实时定位，历史轨迹查询回放等功能；

    采用射频识别装置，通关效率高，跟踪记录，信息核实操作简单，高效实用。

具体实施方式

    本发明基于物联网的区域物流全程管控系统，包括射频标签、标签读写器、GPS定位装置、监控系统、计算机和数据交换服务系统，

    所述射频标签包括货物射频标签和运输工具射频标签，所述货物射频标签贴在对应的货物上，所述货物射频标签内存储的货物信息包括产品编号、批次号、日期、数量等；所述运输工具射频标签安装在运输工具的挡风玻璃上或是运输工具的集装箱上，其内存储车辆信息(车牌号、所载货物)等；若干个标签读写器安装在运输路线的各个网点上、仓库的入口和出口处；所述GPS定位装置安装在运输工具或重要的货物上，可实现实时跟踪定位；

    所述标签读写器与计算机通信连接，计算机可访问数据库，将读取的货物射频标签的数据与数据库进行比对，并上传互联网系统，达到实时跟踪的效果；海关局域网通过数据交换服务系统与互联网进行数据交互，实现外部企业与海关内网数据分离，通过建立符合海关安全标准的数据交换服务系统，实现企业外网与海关内网间的数据传递与交互。

    所述监控系统包括显示终端，显示终端结合电子地图和全球定位系统，根据GPS定位装置的信息实时显示重点商品或运输工具的位置和运动轨迹，并存储其运动轨迹，查询跟踪物品，并可提供追踪模式对该货物进行实时追踪(在电子地图上单一显示查询的车辆)；还可实现历史轨迹的查询、回放，输入该重点商品的历史轨迹记录，在电子地图上回放其历史移动轨迹；同时，采用视频联动技术主动监控，提升监控力度，提高监管效率。

    所述标签读写器为RMU900超高频读写器，多个所述RMU900超高频读写器基于RS485标准构建数据采集网络，通过天线解调、解码射频标签发射的信号，把数据发送给计算机实现数据的采集；或将命令和数据编码、调制后经天线发送给射频标签，实现对射频标签的写操作；数据采集网络的网络节 点数目可以根据具体应用场合灵活设置，最多可以拓展至256个数据采集节点；所述RMU900超高频读写器的数据采集距离较远，可达到1～30m，通过软件设置其射频收发模块增益大小来控制读写距离，灵活地满足实际要求。

    所述标签读写器的硬件按照不同的功能可划分为主控模块、射频收发模块、电源模块、数据存储模块、接口部分、时钟模块、LCD显示模块、声光提示模块及调试电路等,主控模块选用混合信号系统级器件作为节点终端设备的主控器件，负责控制、协调各功能模块，实现数据采集和命令响应；射频收发模块选用RMU900超高频读写模块，通过天线解调、解码射频标签发射的信号，把数据发送给主控器件实现数据的采集，或将命令和数据编码、调制后经天线发送给标签，实现对标签的写操作；数据储存模块存储节点设备采集到的数据，待接收到计算机的发送数据命令后再将数据转发到计算机；所述标签读写器也可以脱机使用，作为通用的RFID读写器，读、写标签、记录操作时间等。

    本发明系统的软件设计包括上位机软件(计算机软件)和下位机软件(标签读写器软件)两部分，上位机软件部分主要针对计算机平台，采用C#语言编写，控制节点终端设备和接收节点终端设备发送的数据，然后做进一步处理；考虑到网络的规模最大为256节点，上位机采用轮询方式控制各个节点终端设备，维持整个网络正常运行。所述标签读写器即控制节点终端设备的命令主要有：(1)发送数据命令：下位机接收到该命令的响应是发送采集到的数据，即缓存在数据存储模块中的数据；(2)写标签命令：下位机接收到该命令的响应是向感应区内的标签写入新的数据；(3)时间设置命令：下位机的响应是根据参数更新DS1302的数据；(4)设置功率命令：设置射频收发模块的发射功率以调节读写标签的距离；(5)写分机号命令：该命令为单机命令，可为每个节点终端设备写入一个唯一的分机号，以便区别不同的终端设备。下位机软件设计主要针对单片机平台，采用C#编写，主要是各功能模块的驱动程序，如射频模块的控制、数据存储模块的数据读写、时钟模块的 输出、LCD显示模块的数据显示程序、USB接口的驱动程序等。

    所述系统借鉴计算机网络中经典的C/S架构，连接整个网络，所述计算机作为网络服务器，标签读写器节点终端设备作为客户机；计算机向各节点终端设备发送命令控制整个数据采集网络，接收采集到的数据并做进一步处理，节点终端设备主要负责采集射频标签数据，响应计算机的命令。

    本发明基于物联网的区域物流全程管控系统的计算机采用WIFI技术或结合3G链路进行数据传输，通过3G链路将实时数据回传至系统服务器，同时可实现对3家运营商3G网络通信状况进行优化判定，从而自动选择当前状态下最好的通信链路将数据回传，保证了数据传输的实时性和稳定性。

    本发明基于物联网的区域物流全程管控系统的软件实现分为表现级、应用级、数据级、数据交换级四个逻辑段；这四个逻辑段是按照系统的实现级次划分，每个逻辑段的安全要求和运算存储压力都有自己的特点，其中应用级的设计采用流程控制组件进行数据分发收集和流程控制；建立消息队列访问组件专职与消息通道交互；消息入队由业务组件触发；建立自动轮巡组件，守望消息队列；根据系统信息需求，至少需要两条逻辑队列完成两网交互；轮训组件兼职队列插入异常的保护；主要的业务逻辑要用C#开发独立组件；部分功能选择WebService与面向服务架构。数据级设计技术要点：面向事务数据存储采用常规数据库模式；内网数据同步后发布需要海关严格审批，业务数据变化时内外网只同步变化信息。

    所述射频标签安装时，同时还设置有标签拆除报警装置，在货物上附着定位标签，非法拆除标签时，系统自动产生报警信号，防止货物丢失；射频标签内的数据内容可经由密码保护，使其内容不易被伪造及变造。

    本发明的工作过程中，将运输工具射频标签安装在汽车挡风玻璃上，它可利用内部写入的唯一识别码或直接写入车辆信息(车牌号、所载货物)等来标识汽车及其装载货物。运输工具射频标签将内存数据调制反射给天线的 微波信号上，货车经过各运输路线上的各个卡口站点，由安置在各站点的标签读写器识别经过的货车，记下货车到达该点的时间，货车内托盘及货物的信息等，自动连接信息数据库，通过信息比对单元进行比对，并上传因特网系统，达到实时跟踪的效果。

    最后，通过互联网或数据交换服务系统送至有关人员的计算机终端，实现了管理者不出门就能掌握货场车辆运用情况，控制车辆及其装载货物进出的目的。而当运载集装箱和大宗货物的交通工具经过运输网点卡口标签读写器的感应范围时，集装箱和货物将被自动识别，并传输给计算机的计算机。

    总之，本发明系统主要是利用物联网技术，以区内企业为单元、以实际物流为主线、以高效便捷为目标，充分考虑区域功能拓展和功能整合，通过射频标签、手持等设备，以货物流为基础，实行计算机底账(信息流)与货物流相互印证，对进出区的运输工具、监管区域、监管场所和海关监管货物实行全方位、全过程有效监控；通过模块化开发，实现分布实施，充分体现系统程序的集约化和海关管理的规范化。

    以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.基于物联网的区域物流全程管控系统，其特征在于：包括射频标签、 标签读写器、计算机、GPS定位装置、监控系统和数据交换服务系统，

所述射频标签包括货物射频标签和运输工具射频标签，所述货物射频标签贴在对应的货物上，所述运输工具射频标签安装在运输工具的挡风玻璃上或是运输工具的集装箱上；若干个标签读写器安装在运输路线的各个网点上、仓库的入口和出口处；所述GPS定位装置安装在运输工具或重要的货物 上；

所述标签读写器为RMU900超高频读写器，多个所述RMU900超高频读写器基于RS485标准构建数据采集网络，通过天线解调、解码射频标签发射的信号，把数据发送给计算机实现数据的采集；或将命令和数据编码、调制后经天线发送给射频标签，实现对射频标签的写操作；

所述标签读写器与计算机通信连接，计算机可访问系统数据库，将读取的货物射频标签的数据与数据库进行比对，并上传互联网系统；所述数据交换服务系统实现海关局域网与互联网进行数据交互；

所述监控系统包括显示终端，显示终端结合电子地图和全球定位系统， 根据采集的GPS定位装置的信息，实时显示重点商品或运输工具的位置和运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的区域物流全程管控系统，其特 征在于：所述射频标签安装时，同时安装标签拆除报警装置。

3.根据权利要求3所述的基于物联网的区域物流全程管控系统，其特 征在于：所述标签读写器上配置有USB接口、LCD显示、声光提示、时钟模块。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的区域物流全程管控系统，其特 征在于：所述货物射频标签内存储的货物信息包括产品编号、批次号、日期、 数量信息；所述运输工具射频标签内存储车辆信息包括车牌号、所载货物信息。