CN111429065B - 一种基于区块链和物联网的物流方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于区块链和物联网的物流方法及系统，预处理模块录入网点和运输设备信息，获取网点间的道路运输网络信息，扫描每个网点未发出货物的运输单并分类整理所述货物；线路设定模块选择一个空闲运输设备并规划运输线路，将所述空闲运输设备所处的网点作为起点，并将规划好的运输线路中最远的的收货网点作为终点；货物筛选模块将收货网点处于起点和终点之间的待装载货物筛选出来作为预装载货物；货物装载模块将预装载货物装载到运输设备内，当运输设备到达起点和终点之间每一个收货网点时，货物卸载模块将该收货网点的货物进行卸载；系统结合区块链和物联网技术，使信息的准确性和实时性得到了极大的提高。

Description

一种基于区块链和物联网的物流方法及系统

技术领域

本发明涉及物流管理领域，具体涉及一种基于区块链和物联网的物流方法及系统。

背景技术

物流作为供应链的一部分存在于链条的多个环节。经过多年的发展，在增效降本不断升级的目标之下，各行业对供应链整体优化的重视程度已逐渐超过以往对物流的关注，互联网时代的智慧物流技术，或许还能给物流这一传统概念一些新的注解，由此物联网营运而成，物联网的诞生给整个产业链的运输提供了快速和安全的保障。

物流是物品从供应地向接收地的实体流动过程中，根据实际需要，将运输、储存、装卸搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等功能有机结合起来实现用户要求的过程。随着国民经济的飞速发展，中国物流行业保持较快增长速度，行业运行日益成熟和规范。

物流系统每天发送和接收货物的过程始终是处于动态变化的，每一个网点几乎每时每刻都有新的未发送货物需要运输，而各个网点的货物也在时刻的转运过程中，各个网点之间的信息交流需要做到准确、实时，利用现在的网络系统，大量的信息经常会影响网络的稳定性，甚至会使系统崩溃，所以需要一种优化的方式来储存货物与运输信息。

现有技术中通过在途车辆的装载情况，根据装载情况、位置信息，及时为在途车辆安排或更改交通路线等调度指示从而提高车辆的运载能力的方案，大部分是将整个物流网络系统分为多个部分，在各部分之间有固定的运输设备和固定的线路，每隔一段时间发出一次货物。这种货物的转运方式，没有将每个网点之间需要发送的货物数量不断变化的情况纳入考虑，同时不能精确而快速地了解货物运输吨位的实时分布，物流数据无法达到真实动态可靠，没有进行仿真培训和实时修正测试，就直接上物流大数据系统往往导致实际运输时整个运输网的动态平衡被打破。

目前很多商品化的货物大多数可以使用流水线上的各种装置进行自动的整理，但对于物流行业中的包裹式货物，这些货物的包装方法、大小不同，收货地地址不一，没有一个有效的方法实现自动分类与整理。很多物流公司直接由分拣中心人工扫描二维码再进行录入来进行货物的收货地分类整理，货物处理相对混乱，缺乏智能化的管理。

最后，近几年来，随着区块链技术在全球迅速兴起，很多行业人士认为，区块链技术将成为第四次工业革命的重要引擎。区块链(Blockchain)是比特币的一个重要概念，2008年由中本聪第一次提出，在随后的几年中，成为了电子货币比特币的核心组成部分。那么如何将区块链技术应用到物流系统中也是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题提供的基于区块链和物联网的物流方法及系统。

一种基于区块链和物联网的物流方法，包括以下步骤：

第一步，预处理模块录入网点和运输设备信息，获取网点间的道路运输网络信息，将所述网点、运输设备和道路运输网络信息保存到区块链，扫描每个网点未发出货物的运输单并分类整理所述货物；

第二步，线路设定模块选择一个空闲运输设备并规划从该运输设备所处的网点到其它所有网点之间行程最短的运输线路，将所述空闲运输设备所处的网点作为起点，并将规划好的运输线路中最远的的收货网点作为终点；

第三步，货物筛选模块将收货网点处于起点和终点之间的待装载货物筛选出来，作为预装载货物；

第四步，货物装载模块将所述预装载货物按照收货网点距离从远到近的顺序依次装载到运输设备内，当运输设备装满或所有预装载货物都被装载到运输设备内后，物流管理中心指挥运输设备出发；

第五步，当运输设备到达起点和终点之间每一个收货网点时，货物卸载模块将该收货网点的货物进行卸载；

第六步，将该收货网点作为新的起点，重复第三步至第五步，直到运输设备到达终点。

一种基于区块链和物联网的物流系统包括：

预处理模块，用于录入网点和运输设备信息，获取网点间的道路运输网络信息，将所述网点、运输设备和道路运输网络信息保存到区块链，扫描每个网点未发出货物的运输单并分类整理所述货物；

线路设定模块，用于选择一个空闲运输设备并规划从该运输设备所处的网点到其它所有网点之间行程最短的运输线路，将所述空闲运输设备所处的网点作为起点，并将规划好的运输线路中最远的的收货网点中最远的网点作为终点；

货物筛选模块，用于将收货网点处于起点和终点之间的待装载货物筛选出来，作为预装载货物；

货物装载模块，用于将所述预装载货物按照收货网点距离从远到近的顺序依次装载到运输设备内；

货物卸载模块，当运输设备到达起点和终点之间每一个收货网点时，用于将该收货网点的货物进行卸载；

物流管理中心，与每个模块相连，用于在运输设备装满或所有预装载货物都被装载到运输设备内后指挥运输设备出发，实时查看在起点和终点之间每个网点的发货和收货情况，并对货物运输密度进行监控并做出限制。

本发明设计的基于区块链和物联网的物流方法及系统，在运输设备经过每一个网点卸货时不断装载新的货物，能够将运输过程中运输设备的使用率尽可能提高，同时使货物的运输更加有序，尽可能降低运输设备在各个网点间的折返次数。

系统结合区块链保存网点、运输设备和道路运输网络信息，可靠性高，便于各个网点的共同使用；同时结合物联网技术，考虑了每个网点之间需要发送的货物数量的变化情况，根据每个货物数量变化实时调整运输方案。这样避免了使用网络系统的不稳定问题，信息的准确性和实时性得到了极大的提高。

根据货物的收货网点地址进行分类，并根据货物的尺寸和重量信息调整夹取装置的夹取位置和力度，区别了货物的包装方法、大小与收货地地址，实现了有效的自动分类与整理方法。本发明摒弃了现有技术中通过在途车辆的装载情况，根据装载情况、位置信息，及时为在途车辆安排或更改交通路线等调度指示从而提高车辆的运载能力的方案，率先提出通过货物实时运输密度来调度物流，通过将起点发货的吨位、一小时内从起点离开和到达终点的网络节点数量相结合，不但在空间维度上形成了完整的通讯网络了解了装载情况，还从时间维度上精确而快速地了解货物运输吨位的分布，使得物流数据更加真实动态可靠，加上运用5g技术，可以在实际运输之前进行仿真培训和实时修正测试，填补了国内在这方面的空白，为物流大数据系统预研工作提供了分析的依据避免了实际运输时整个运输网的动态平衡被打破。

附图说明

图1是本发明物流系统的系统示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明作进一步的说明：

一种基于区块链和物联网的物流方法包括以下步骤：

第一步，预处理模块录入网点和运输设备信息，获取网点间的道路运输网络信息，将所述网点、运输设备和道路运输网络信息保存到区块链，扫描每个网点未发出货物的运输单并分类整理所述货物；

具体地，扫描每个网点未发出货物的运输单并分类整理所述货物的步骤为：

(1)对网点未发出货物的包装完整性和安全性进行检查，检查通过后将易滚动货物和易碎货物拣出，送至人工分类区进行人工操作；

(2)将剩余货物放置在循环传送带上并判断循环传送带的实时载重情况，若达到了最大载重量，则暂停向循环传送带上放置货物；

(3)扫描读取货物的运输单信息并判断是否完整，如果不完整，则产生提示信息，并将运输单信息不完整的货物送至问题件分类区，同时联系发货人将运输单信息补充完整，运输单信息补充完整后的货物重新放到循环传送带上；

(4)确认运输单信息完整后，测量货物的外包装大小和重量信息，根据货物的收货网点，在最终的货物整理区划分多个子区域，并在每一个子区域中设置夹取装置；测量货物的外包装大小的方法为：用摄像头获得货物的外包装图像，对货物的外包装进行边缘提取，标记图像的边缘，采用离散拉普拉斯算子提取边缘，再通过霍夫变换标记直线，得到货物的准确外包装轮廓，最后根据货物外包装从各个方向得到的准确外包装轮廓综合得出货物的外包装大小。

(5)按照测量得到的货物的尺寸和重量信息调整夹取装置的夹取位置和力度，利用夹取装置从循环传送带上夹取货物；

(6)将夹取下来的货物与经过人工操作的货物放置在对应子区域，按照收货网点完成分类整理。

第二步，线路设定模块选择一个空闲运输设备并规划从该运输设备所处的网点到其它所有网点之间行程最短的运输线路，将所述空闲运输设备所处的网点作为起点，并将规划好的运输线路中最远的的收货网点作为终点；

第三步，货物筛选模块将收货网点处于起点和终点之间的待装载货物筛选出来，作为预装载货物；

第四步，货物装载模块将所述预装载货物按照收货网点距离从远到近的顺序依次装载到运输设备内，当运输设备装满或所有预装载货物都被装载到运输设备内后，物流管理中心指挥运输设备出发；

第五步，当运输设备到达起点和终点之间每一个收货网点时，货物卸载模块将该收货网点的货物进行卸载；

第六步，将该收货网点作为新的起点，重复第三步至第五步，直到运输设备到达终点。

进一步地，所述物流管理中心实时查看在起点和终点之间每个网点的发货和收货情况，同时对起点和终点之间的货物实时运输密度进行监控并做出限制，具体方法为：

将每个运输设备安装一个实时定位装置和一个移动交互终端，并将其作为一个网络节点，所述网络节点通过5G网络与物流管理中心进行双向通讯，

所述移动交互终端用于记录该网络节点的运输设备所载货物吨位并将所载货物信息实时传输至物流管理中心，所述实时定位装置用于对起点和终点之间的所有网络节点的运输设备进行定位；

从有网络节点到达终点开始，记录一小时内从起点离开的网络节点数量和到达终点的网络节点数量，计算起点和终点之间的货物实时运输密度De：

式中G为一小时内从起点发货的吨位，M为起点和终点之间规划路线的距离，α_l为一小时内从起点离开的网络节点数量，A为一小时内到达终点的网络节点数量，e是自然常数；

当所述货物实时运输密度De超过物流管理中心预设的运载阈值时，发出警示信号，并停止起点的网络节点发出，待货物实时运输密度处于正常范围后再重新启动起点的网络节点发出。

一种基于区块链和物联网的物流系统包括：

预处理模块，用于录入网点和运输设备信息，获取网点间的道路运输网络信息，将所述网点、运输设备和道路运输网络信息保存到区块链，扫描每个网点未发出货物的运输单并分类整理所述货物；

线路设定模块，用于选择一个空闲运输设备并规划从该运输设备所处的网点到其它所有网点之间行程最短的运输线路，将所述空闲运输设备所处的网点作为起点，并将规划好的运输线路中最远的的收货网点中最远的网点作为终点；

货物筛选模块，用于将收货网点处于起点和终点之间的待装载货物筛选出来，作为预装载货物；

货物装载模块，用于将所述预装载货物按照收货网点距离从远到近的顺序依次装载到运输设备内；

货物卸载模块，当运输设备到达起点和终点之间每一个收货网点时，用于将该收货网点的货物进行卸载；

物流管理中心，与每个模块相连，用于在运输设备装满或所有预装载货物都被装载到运输设备内后指挥运输设备出发，实时查看在起点和终点之间每个网点的发货和收货情况，并对货物运输密度进行监控并做出限制。

Claims (4)

1.一种基于区块链和物联网的物流方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，预处理模块录入网点和运输设备信息，获取网点间的道路运输网络信息，将所述网点、运输设备和道路运输网络信息保存到区块链，扫描每个网点未发出货物的运输单并分类整理所述货物；

第二步，线路设定模块选择一个空闲运输设备并规划从该运输设备所处的网点到其它所有网点之间行程最短的运输线路，将所述空闲运输设备所处的网点作为起点，并将规划好的运输线路中最远的收货网点作为终点；

第三步，货物筛选模块将收货网点处于起点和终点之间的待装载货物筛选出来，作为预装载货物；

第四步，货物装载模块将所述预装载货物按照收货网点距离从远到近的顺序依次装载到运输设备内，当运输设备装满或所有预装载货物都被装载到运输设备内后，物流管理中心指挥运输设备出发；

第五步，当运输设备到达起点和终点之间每一个收货网点时，货物卸载模块将该收货网点的货物进行卸载；

第六步，将该收货网点作为新的起点，重复第三步至第五步，直到运输设备到达终点；

所述物流管理中心实时查看在起点和终点之间每个网点的发货和收货情况，同时对起点和终点之间的货物实时运输密度进行监控并做出限制，具体方法为：

将每个运输设备安装一个实时定位装置和一个移动交互终端，并将其作为一个网络节点，所述网络节点通过5G网络与物流管理中心进行双向通讯，

所述移动交互终端用于记录该网络节点的运输设备所载货物吨位并将所载货物信息实时传输至物流管理中心，所述实时定位装置用于对起点和终点之间的所有网络节点的运输设备进行定位；

从有网络节点到达终点开始，记录一小时内从起点离开的网络节点数量和到达终点的网络节点数量，计算起点和终点之间的货物实时运输密度：

；

式中为一小时内从起点发货的吨位，/>为起点和终点之间规划路线的距离，/>为一小时内从起点离开的网络节点数量，/>为一小时内到达终点的网络节点数量，/>是自然常数；

当所述货物实时运输密度超过物流管理中心预设的运载阈值时，发出警示信号，并停止起点的网络节点发出，待货物实时运输密度处于正常范围后再重新启动起点的网络节点发出。

2.根据权利要求1所述的基于区块链和物联网的物流方法，其特征在于，所述扫描每个网点未发出货物的运输单并分类整理所述货物的具体步骤为：

(1)对网点未发出货物的包装完整性和安全性进行检查，检查通过后将易滚动货物和易碎货物拣出，送至人工分类区进行人工操作；

(2)将剩余货物放置在循环传送带上并判断循环传送带的实时载重情况，若达到了最大载重量，则暂停向循环传送带上放置货物；

(3)扫描读取货物的运输单信息并判断是否完整，如果不完整，则产生提示信息，并将运输单信息不完整的货物送至问题件分类区，同时联系发货人将运输单信息补充完整，运输单信息补充完整后的货物重新放到循环传送带上；

(4)确认运输单信息完整后，测量货物的外包装大小和重量信息，根据货物的收货网点，在最终的货物整理区划分多个子区域，并在每一个子区域中设置夹取装置；

(5)按照测量得到的货物的尺寸和重量信息调整夹取装置的夹取位置和力度，利用夹取装置从循环传送带上夹取货物；

(6)将夹取下来的货物与经过人工操作的货物放置在对应子区域，按照收货网点完成分类整理。

3.根据权利要求2所述的基于区块链和物联网的物流方法，其特征在于测量货物的外包装大小具体方法为：

用摄像头获得货物的外包装图像，对货物的外包装进行边缘提取，标记图像的边缘，采用离散拉普拉斯算子提取边缘，再通过霍夫变换标记直线，得到货物的准确外包装轮廓，最后根据货物外包装从各个方向得到的准确外包装轮廓综合得出货物的外包装大小。

4.一种基于权利要求1-3任一权利要求所述基于区块链和物联网物流系统，其特征在于包括：

预处理模块，用于录入网点和运输设备信息，获取网点间的道路运输网络信息，将所述网点、运输设备和道路运输网络信息保存到区块链，扫描每个网点未发出货物的运输单并分类整理所述货物；

线路设定模块，用于选择一个空闲运输设备并规划从该运输设备所处的网点到其它所有网点之间行程最短的运输线路，将所述空闲运输设备所处的网点作为起点，并将规划好的运输线路中最远的收货网点中最远的网点作为终点；

货物筛选模块，用于将收货网点处于起点和终点之间的待装载货物筛选出来，作为预装载货物；

货物装载模块，用于将所述预装载货物按照收货网点距离从远到近的顺序依次装载到运输设备内；

货物卸载模块，当运输设备到达起点和终点之间每一个收货网点时，用于将该收货网点的货物进行卸载；

物流管理中心，与每个模块相连，用于在运输设备装满或所有预装载货物都被装载到运输设备内后指挥运输设备出发，实时查看在起点和终点之间每个网点的发货和收货情况，并对货物运输密度进行监控并做出限制。