CN110189070A - 智能物流物联网系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能物流物联网系统，包括：海量包裹监测终端集群，用于对所属包裹集群进行全参数监管，将所属包裹集群的状态特征和必要的原始数据发送到多场景智能网关集群；多场景智能网关集群，用于动态组织局域物联网内的海量包裹监测终端，并收集其发送的传感特征数据，对物流信息进行区域性分析、数据筛选和预警报警，并将必须上报远端云服务的数据上传至物流监管云服务平台；物流监管云服务平台，用于获取被多场景智能网关集群管理的海量包裹监测终端集群的监管数据，进行深度分析和大数据挖掘，实现全网监管和策略服务，并为多方监管主体终端提供接入服务；多方监管主体终端，用于通过所述为多方监管主体用户提供监管服务。

Description

智能物流物联网系统

技术领域

本发明涉及物联网领域，尤其涉及一种智能物流物联网系统。

背景技术

随着生产制造业发展和消费升级，国民生产生活和国家应急管理等各行业对于物流的依赖急速上升，这对物流服务与监管行业提出了极大挑战。食品药品、仪器装备、危化用品、应急物资等货物在运输仓储配送过程中的损坏、丢失、泄露等事故频发，但现有的物流服务系统缺乏有效的实时监管、预警报警、定责溯源手段，特别是难以实现海量细颗粒度的包裹监管。

为了解决包裹监管问题，现有技术中提供了一种用于监测快递包裹状态信息的实时监测装置，包括监测端、通信网络和管理中心端。其中包裹监测端包括定位部、采集部、通信部、控制部，用于采集包裹状态位置信息并按一定频率将信息发送至管理中心端，通信网络是信息传递的网络，管理中心端设置在快递公司的管理部门。其原理结构如图1所示。但是，上述技术方案没有提到如何在体积重量受限包裹内实现多参数传感的技术手段或方法，没有提到如何解决海量包裹在运输、中转、仓储、配送等场景切换时的数据传输难题，也没有提到面对海量包裹如何降低监管人力成本，提高监管准确率和效率。此外，该装置不包括给各类用户提供监管的渠道。

无论大宗运输还是零担配送，都急需对包裹监管精细化。而一旦监管的细分颗粒度提高，就必须面对体积重量限制、海量数据传输、维护人力成本、多方监管接入等现实问题。而现有专利或技术仅能解决物流监测的总体框架问题，在面对上述关键技术问题时存在缺陷，总结如下：

1.没有给出如何减小体量功耗、提高集成度、使对重量体积受限的小包裹多参数监测成为可能的装置或方法；

2.没有给出如何在货物全生命周期的运输、中转、仓储、配送不同阶段切换中始终实现有效数据传输的装置或方法；

3.没有给出如何节省在数据判断、通信维护、安装使用等环节的人力成本，确保物流监管的效率和成本控制的装置或方法；

4.没有给出如何让多方监管主体能够实时、便捷、有效的参与监管和获悉结果的装置或方法。

正是上述关键现实问题未能得到解决，导致现有的物流监测装置和产品仅能用于箱体级别全程监测，或专车专用的监测，而无法做到精细化的包裹监管，限制了物流监管的精准程度和执行效果。只有上述问题得到解决，才能使包裹监管产品具备更好的实用性和大范围实施的可能。因此，行业内急需一套具备对海量包裹精细化监管能力的装置和方法。

发明内容

本发明实施例提供一种智能物流物联网系统，用以解决现有技术中的上述问题。

本发明实施例提供一种智能物流物联网系统，包括：

海量包裹监测终端集群，包括与每个包裹一一对应的包裹监测终端，用于对所属的包裹集群进行状态传感和特征提取，对所属包裹集群进行全参数监管，并将所属包裹集群的状态特征和必要的原始数据通过低频自组织局域物联网发送到多场景智能网关集群；

多场景智能网关集群，包括多个与物流载具或仓库一一对应的多场景智能网关，用于动态组织局域物联网内的海量包裹监测终端，并收集其发送的传感特征数据，对局域物联网内的物流信息进行区域性分析、数据筛选和预警报警，并将必须上报远端云服务的数据通过广域物联网上传至物流监管云服务平台；

物流监管云服务平台，用于通过广域物联网获取被多场景智能网关集群管理的海量包裹监测终端集群的监管数据，进行深度分析和大数据挖掘，实现全网监管和策略服务，并为多方监管主体终端提供接入服务，实现全部海量包裹的精细化监管；

多方监管主体终端，用于接入所述物流监管云服务平台，通过所述为多方监管主体用户提供监管服务。

优选地，所述包裹监测终端具体为：带有自组网功能的多参数智能传感器组的微型化包裹监管终端，放置在包裹内或贴在包裹表面。

优选地，包裹监测终端具体包括：

微传感器阵列，用于对包裹的环境状态进行全参数监测；

轻量级机器学习内核，用于对微传感器阵列检测到的传感数据进行特征提取分析；

低频段自组织局域物联网接口，用于将轻量级机器学习内核分析后的包裹状态信息通过局域物联网传递给多场景智能网关集群；

轻薄供电单元，用于为所述包裹监测终端进行供电。

优选地，所述微传感器阵列具体包括以下至少之一：温湿度传感器芯片、多轴惯性传感器芯片、光照传感器芯片、气体传感器阵列芯片、红外传感器。

优选地，所述多场景智能网关具体为以下之一：通用智能网关、车载智能网关、仓库智能网关，安装于物流载体上。

优选地，所述多场景智能网关具体包括：

低频段自组织局域物联网接口阵列，用于对覆盖范围内的多个包裹监测终端进行并行通信和组网管理；

边缘计算处理器，用于对区域内的包裹总体特征进行分析，进行物联网边缘计算；

多星座定位导航系统，用于获取区域位置，并将边缘计算后提炼的区域特征和必要的包裹数据发送到广域物联网接口；

所述广域物联网接口，用于将区域内的全部监管信息经由广域物联网上传至物流监管云服务平台。

优选地，物流监管云服务平台远程部署在固定机房场所或应急移动场所，其具体包括：

多个设备端网络端口，用于与多场景智能网关集群相连并接收其上传的全部物流监管信息；

物流云服务后台软件，用于针对所述全部物流监管信息，基于专家规则判定、浅层机器学习和深度神经网络进行大数据挖掘、深度学习、物流安全系数分析、物流管理、预警报警、辅助决策；

物流云服务数据库，用于存储所述物流监管云服务平台的数据并实现历史追溯；

用户端网络端口，用于与多方监管主体终端的连接，为多方监管主体提供监管接入和报警推送。

优选地，多方监管主体终端具体包括以下至少之一：收发方货主终端、物流服务提供商终端、监管设备提供商终端、政府机构终端。

优选地，所述多方监管主体终端的实现方式具体为以下至少之一：网页、手机APP、小程序。

采用本发明实施例，在不附加过多重量体积和人力维护成本的前提下，实现对所有体积类型包裹包括小体积包裹的全过程、全场景监管，提高监管效率、细分程度和开放程度，克服现有产品或技术无法精细化监管包裹的缺陷和无法大范围实施的局限。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1现有技术中包裹监管技术的结构框图；

图2是本发明实施例的总体结构框图；

图3是本发明实施例的详细实施方案框图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

如图2，本发明实施例的监管装置总体上由四部分组成，包括：海量包裹监测终端集群1，多场景智能网关集群2，物流监管云服务平台3，和多方监管主体终端4。其中，海量包裹终端集群1是直接对海量包裹进行状态传感和特征提取的装置，与被监管的包裹集群7一一对应，能够对所属包裹做全参数监管，并将所属包裹的状态特征和必要的原始数据通过低频自组织局域物联网5连接至多场景智能网关集群2。多场景智能网关集群2是对区域内海量包裹终端进行管理分析和数据传输服务的网关，与物流载具或仓库8一一对应，能够动态组织局域物联网5内海量包裹终端集群1并收集传感特征数据，对局域物联网5内的物流信息进行区域性分析、数据筛选和预警报警，并将必须上报远端云服务的数据通过广域物联网6上传至物流监管云服务平台3。物流监管云服务平台3是对全网所有包裹进行监管的云服务器及其软件和接口，能够通过广域物联网6获取被多场景智能网关集群2管理的海量包裹终端集群1的监管数据，进行深度分析和大数据挖掘，实现全网监管和策略服务，并为多方监管主体终端4提供接入服务，最终实现全部海量包裹的精细化监管。

以下详述实施方案，如图3所示。

海量包裹终端集群1是对海量包裹实施监管的终端装置，由大量的微型化包裹监管终端10(在使用中可以实例化为11、12、13等)组成，每个微型化包裹监管终端10都是带有自组网功能的多参数智能传感器组，与包裹一一对应，在发货前放置在包裹内或贴在表面，在收货后取回。微型化包裹监管终端10基于内部的微传感器阵列101对包裹的环境状态进行全参数监测，基于内部的轻量级机器学习内核102对包裹特征提取分析，基于内部的低频段自组织局域物联网接口103将包裹状态信息通过局域物联网5传递给多场景智能网关集群2，优选的，传递给距离最接近的智能网关。在以上过程中使用的微传感器技术确保终端体积小功耗低，多参数传感和轻量级机器学习技术确保传感数据反映真实特征，低频段通信技术确保包裹通信的穿透性，自组网技术确保包裹在场景切换过程中无需人为干预包裹与载体之间的组网管理。微型化包裹监管终端10使用轻薄供电单元104供电，在一个包裹生命周期结束后可以回收重复使用。在一个实施例中，微传感器阵列101由温湿度传感器芯片、多轴惯性传感器芯片、光照传感器芯片、气体传感器阵列芯片、红外传感器组成，轻量级机器学习内核102和低频段自组织局域物联网接口103由运行了轻量级支持向量回归算法的SubGHz无线微处理器实现，104电池由可充电锂离子纽扣电池或超级电容实现。本段所述的海量包裹终端集群1是本专利所述监管方法中的第一级智能监管装置。

多场景智能网关集群2是对海量包裹做区域化管理和提供数据通道的装置，由大量的多场景智能网关20(含通用智能网关21、车载智能网关22、仓库智能网关23等型号)，每个场景下的智能网关都是带有物联网边缘计算、局域网通信、广域网通信功能的网关，被安装在物流载体上，能够适用于物流生命周期的多个场景，包括车辆运输、仓储存放、末端配送等。多场景智能网关20可以通过内部的低频段自组织局域物联网接口阵列201对覆盖范围内的多个微型化包裹监管终端10进行并行通信和组网管理，可以通过内部的边缘计算处理器202对区域内的包裹总体特征进行分析以实现物联网边缘计算，还可以通过内部的多星座定位导航系统203获取区域位置，并可以将边缘计算后提炼的区域特征和必要的包裹数据通过内部的广域物联网接口204将区域内的全部监管信息经由广域物联网6上传至物流监管云服务平台3。在一个实施例中，低频段自组织局域网接口阵列201由多个SubGHz无线收发器组成，边缘计算处理器202由带有ARM或PowerPC内核的FPGA实现，定位导航系统203由支持美国GPS、中国BDS、俄罗斯GLONASS和欧盟GALILEO星座的GNSS模块实现，广域物联网接口203由NBIoT或eMTC或GPRS网络模块实现。多场景智能网关集群2是本专利所述监管方法中的第二级智能监管装置。

物流监管云服务平台3是对被监管的全部包裹进行深度分析、数据存储和监管用户接入的装置，被远程部署在固定机房场所或应急移动场所(包括公网机房、企业机房、监控中心、指挥部等)，通过内部多个设备端网络端口301与多场景智能网关集群2相连并接收后者上传的全部物流监管信息，通过物流云服务后台软件302进行大数据挖掘、深度学习、物流安全系数分析、物流管理、预警报警、辅助决策，通过物流云服务数据库303存储数据并实现历史追溯，通过用户端网络端口304实现与多方监管主体终端4的连接，为多方监管主体提供监管接入和报警推送。301-304安装在云服务器硬件305上。在一个实施例中，设备端网络端口301采用UDP或COAP创建连接，物流云服务后台软件302基于专家规则判定、浅层机器学习(包括贝叶斯、随机森林、支持向量机)和深度神经网络实现深度数据挖掘，物流云服务数据库303采用MySQL数据库，用户端网络端口采用HTTP创建连接。物流监管云服务平台5是本发明所述监管方法的第三级智能监管装置。

多方监管主体终端4是为多方监管主体用户提供监管服务的终端，由收发方货主终端401、物流服务提供商终端402、监管设备提供商终端403、政府机构终端404组成，以网页版、手机APP版、小程序版等多种形式实现。在一个实施例中，收发方货主终端401和物流服务提供商终端402以手机微信小程序方式实现，监管设备提供商终端403和政府机构终端404以网页版实现。

从上述技术方案可以看出：

1.采用多参数微型化传感器阵列实现小体积包裹监测，以解决体积重量功耗受限条件下的包裹监管问题；

2.由包裹级智能传感器、边缘计算网关、物流云深度学习三级智能实现分层的智能物流物联网，减少人力判别需求，提高数据分析效率；

3.采用低频自组织局域网和广域网混网技术实现包裹在不同场景切换时的自动组网和远传问题，减少人力维护需求，提高运营效率，实现信息透明；

4.采用云服务器多端口接入的方式，为不同类用户提供适合的监管渠道和终端，满足多方监管的需求。

与现有的技术相比，本发明实施例的有益效果如下：

1.由于采用了微传感阵列技术，使包裹监管终端设备微型化，对被监管的包裹不会附加过多的体积、重量、功耗，不对用户主体和货物本身造成负担；

2.由于采用了三级智能技术和自动混合组网技术，使得包裹监管过程信息效率高，数据可靠不间断，人力维护成本低，操作简单使用方便；

3.能够为多方监管主体提供颗粒度细分、全生命周期的物流监管服务，带来行业监管模式的升级，有效降低生产损耗、管理成本、劳动强度，提高物流行业无人化水平和服务质量。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种智能物流物联网系统，其特征在于，包括：

海量包裹监测终端集群，包括与每个包裹一一对应的包裹监测终端，用于对所属的包裹集群进行状态传感和特征提取，对所属包裹集群进行全参数监管，并将所属包裹集群的状态特征和必要的原始数据通过低频自组织局域物联网发送到多场景智能网关集群；

多场景智能网关集群，包括多个与物流载具或仓库一一对应的多场景智能网关，用于动态组织局域物联网内的海量包裹监测终端，并收集其发送的传感特征数据，对局域物联网内的物流信息进行区域性分析、数据筛选和预警报警，并将必须上报远端云服务的数据通过广域物联网上传至物流监管云服务平台；

物流监管云服务平台，用于通过广域物联网获取被多场景智能网关集群管理的海量包裹监测终端集群的监管数据，进行深度分析和大数据挖掘，实现全网监管和策略服务，并为多方监管主体终端提供接入服务，实现全部海量包裹的精细化监管；

多方监管主体终端，用于接入所述物流监管云服务平台，通过所述为多方监管主体用户提供监管服务。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述包裹监测终端具体为：带有自组网功能的多参数智能传感器组的微型化包裹监管终端，放置在包裹内或贴在包裹表面。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，包裹监测终端具体包括：

微传感器阵列，用于对包裹的环境状态进行全参数监测；

轻量级机器学习内核，用于对微传感器阵列检测到的传感数据进行特征提取分析；

低频段自组织局域物联网接口，用于将轻量级机器学习内核分析后的包裹状态信息通过局域物联网传递给多场景智能网关集群；

轻薄供电单元，用于为所述包裹监测终端进行供电。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述微传感器阵列具体包括以下至少之一：温湿度传感器芯片、多轴惯性传感器芯片、光照传感器芯片、气体传感器阵列芯片、红外传感器。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多场景智能网关具体为以下之一：通用智能网关、车载智能网关、仓库智能网关，安装于物流载体上。

6.如权利要求1或5所述的方法，其特征在于，所述多场景智能网关具体包括：

低频段自组织局域物联网接口阵列，用于对覆盖范围内的多个包裹监测终端进行并行通信和组网管理；

边缘计算处理器，用于对区域内的包裹总体特征进行分析，进行物联网边缘计算；

多星座定位导航系统，用于获取区域位置，并将边缘计算后提炼的区域特征和必要的包裹数据发送到广域物联网接口；

所述广域物联网接口，用于将区域内的全部监管信息经由广域物联网上传至物流监管云服务平台。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，物流监管云服务平台远程部署在固定机房场所或应急移动场所，其具体包括：

多个设备端网络端口，用于与多场景智能网关集群相连并接收其上传的全部物流监管信息；

物流云服务后台软件，用于针对所述全部物流监管信息，基于专家规则判定、浅层机器学习和深度神经网络进行大数据挖掘、深度学习、物流安全系数分析、物流管理、预警报警、辅助决策；

物流云服务数据库，用于存储所述物流监管云服务平台的数据并实现历史追溯；

用户端网络端口，用于与多方监管主体终端的连接，为多方监管主体提供监管接入和报警推送。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，多方监管主体终端具体包括以下至少之一：收发方货主终端、物流服务提供商终端、监管设备提供商终端、政府机构终端。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多方监管主体终端的实现方式具体为以下至少之一：网页、手机APP、小程序。