基于物联网的物流系统开发浅析

摘 要

　　作为人类未来智能化的重要手段之一，物联网的发展受到越来越多的重视，成为了新兴的非常具有发展潜力的通讯技术。随着电子商务的迅速成熟和发展，基于物联网的物流可以更加高效、更加快捷和更具智能化，也是实现智能物流的重要手段和趋势。与此同时，基于物联网的物流进入了大数据时代，传统的物流信息系统必须解决大数据带来的存储和处理的问题，挖掘大数据的潜在价值。

　　在基于物联网的物流信息系统中，由物联网作为底层的硬件支撑，采用无线传感器网络，通过传感器节点采集数据、上传数据和接收命令，然后物流信息系统对传感器上传的数据进行存储和处理，对物流进行实时的跟踪和监控。这样就实现了让货物连接起来，货物与货物，货物与运输车，货物与人都可以进行通信，形成智能物流。智能物流产生的数据量是大数据来源之一。传统的物流系统只能通过单号提供货物的位置信息，面对智能物流的挑战，并不能很实时跟踪物流货物的详细位置以及状态（温度、湿度等），以便满足用户对货物具体信息的获取。而且也没有专门针对物流大数据进行存储和处理。本文设计并实现了基于物联网的物流信息系统，适合大数据存储和处理，能够实时跟踪物流货物的位置、状态等，向用户提供更详细的货物信息。基于物联网的物流系统包括模块：用户登录、用户注册、修改用户信息、历史订单查询和未验收订单查询。其中未验收订单查询包括订单信息查询、物品状态查询、物品足迹查询和所在派送车辆信息查询。通过 B/S 架构，系统可以实现用户远程登录、注册、修改个人信息、查看个人历史订单和追踪物流货物的具体位置、足迹、状态（温度、湿度）等功能。本文系统采用 C#语言和 Visio Stutio 2012 编译器对系统进行编写，数据存储采用适合大数据量存储的 SQL SERVER 数据库实现。

　　关键词：物联网，物流信息系统，大数据，C#,SQL SERVER

第 1 章 绪 论

　　随着计算机技术、互联网技术和嵌入式技术的日趋成熟，物联网开始逐渐走进人们的生活。在国家的政策支持下，科技在飞速的发展，智慧中国的概念也已经逐渐走入我们的城市。智能城市、智能家居、智慧医疗等基于物联网的智能系统已经为人们的生活创造越来越多的便利。随着电子商务近几年的日新月异的变化，处于同一条供应链上的物流行业也面临巨大的机遇和挑战，传统的物流信息系统提供的信息已经不能满足人们对于物流信息的要求，对于一些需要良好的货运环境的货物，人们想进一步的获取关于货物的温度、湿度、具体位置等信息。人们的生活越来越智能，随之而来的是数量之大不可形容的大数据时代的面临，物联网产生的数据是大数据的重要来源之一，传统的物流信息系统满足不了大数据的存储和处理。所以，智能物流的出现满足了人们对于科技时代物流的要求。由物联网作为智能物流的底层硬件支撑，实时的传送物流数据，上层的物流信息系统对数据进行存储和处理，对货物进行实时的监控和跟踪，向用户提供更加透明化、具体化的物流信息。

　　1.1 研究背景。

　　近几年，科技的发展让人们的生活发生了翻天覆地的变化。几年前还是理想中的事情一下子变成现实。互联网技术、计算机技术、移动通信技术的发展都让人目不暇接，这样发展让人们的生活更加便利，也推动了物联网的萌发和发展。物联网是一种物品之间互相通信的网络，区别于互联网的计算机之间的通信网络。它通过无线射频技术、红外感应和蓝牙等方式进行连接，通过传感器节点实时上传温度、湿度、光照、压力、可燃气体等数据，让不会说话的物体都能够变成智能化具有生命力的物体。物联网的发展让人类的生活与物体能够通讯，互相连接，构成一个一体的网络，这是人类在科技世界中的一大进步。智能家居、智能交通、智能城市、智能医疗的发展也在物联网的发展下快速的成长。2014 年，智能家居和智能医疗都掀起了新一轮的投资热潮。小米、京东、淘宝等也都纷纷加入了投资智能家居和智能医疗的热潮中。

　　传统的物流行业在物联网发展的巨大冲击下，也开始迅速的想智能物流方向发展。物流是一种由供应商向需求方运送需求品的过程。这一过程在传统物流中，用户很难监测到物品的状态，对于一些危险品、易碎品用户在运送过程中，会很担心物品是否收到撞击、是否在合适的温湿度条件下运送等。目前，互联网电商大力推展的生鲜食品等冷链运输，也向传统物流提出了挑战。对于生鲜食品，如果让用户在运输的过程可以实时动态的监测到食物的温度、湿度、光照、位置等信息，用户在接收到物品时一定会更加放心的食用这些生鲜食品。未来的物流，智能物流是发展的趋势。基于物联网物流的体系结构。

　　随着物联网物流的发展和壮大，智能物流会成为大数据的来源之一。物联网物流实时的数据存储和处理必须得到重视。我国每天的物流运输上传的数据都会是巨大的，所以基于物联网的物流必须对大数据的存储和处理特别考虑。基于上述情况，传统的物流已经不能够满足人们的需求，人们需要获取更加透明化、更加详细、更加及时动态的物流数据。

　　1.2 国内外研究现状。

　　在国外，智能物流的起步要较早一些。欧美一些国家的智能物流发展处于领先地位。在美国，联邦物流公司开发了一套基于物联网的物流系统，实现实时的监控物流。

　　这套系统通过传感器实时上传的数据，在服务器端对数据进行计算，如果物流出现运送问题可以及时报警。而且用户可以及时的监控到物品的动态，便于一些危险品、易碎品、价值高的物品的运输。美国卡特彼勒公司开发了一套专门针对智能物流的规划系统。该系统可以对仓储、货运等过程进行仿真规划、评价和预测。在日本，智能物流也快速的发展，智能物流很好的应用在了冷链、生鲜链、化工行业的物流运输上。

　　在国内，随着国家政策对物联网发展的重视，越来越多的科技公司把目光放在了智能物流。我国一些交通枢纽城市的智能物流的发展远高于其他城市。各大电商在电子商务领域快速发展的同时，也意识到了供应链中物流行业的重要性，纷纷加大物流的建设，比如京东、苏宁等电商不断对物流仓储进行投入。随着供应链上下游产业的迅猛发展，物流行业也受到越来越多的重视。与此同时，大数据时代的到来也对智能物流的发展产生了机遇和挑战。每时每刻上传的物流信息的存储、处理、查询让传统的数据存储方式力不从心。所以，新的物联网物流信息系统要对数据存储方式作出改进。

　　1.3 论文的主要工作及论文组织结构。

　　在对物联网和物流的背景和国内外研究现状作出研究后，本文设计并实现了一种基于物联网的物流信息系统的设计和实现。它可以实现用户对物流的实时动态监测，随时、随地获取物流的温度、湿度、光照、位置、是否遭受撞击等状态，并对用户的个人历史物流数据进行查询和掌握。本文介绍了物联网、物流的概念、系统结构进行分析后，对基于物联网的物流系统进行了详细的需求分析，它是一种面向用户的物流信息查询跟踪系统。随后设计了系统的总体架构，然后对基于物联网的物流系统的各个功能模块：用户登录模块、注册模块、修改用户信息模块、历史订单查询模块和未验收订单查询模块的设计做出了详细的介绍。并分模块针对大数据存储做出了本文的数据表格存储的设计。之后对文本系统的实现部分进行了分层次的介绍。通过各个功能模块的实现流程图、功能图展示，对系统实现进行全方位的介绍。并对系统的测试工作做出介绍。最后，总结了本文的工作，对未来的工作进行展望。

　　本文的组织结构如下：

　　第一章对分析了物理网物流行业的背景、国内外研究现状，提出了本文的基于物联网的物流信息系统的工作。

　　第二章进一步介绍了本文工作所需的物联网、物流的概念、系统结构等。

　　第三章在详细分析了本文系统的需求分析后，提出了基于物联网的物流信息系统的B/S、Web Service 和整体架构，然后作出系统结构的介绍，最后对各个功能模块的功能设计和数据存储设计进行了详细的分析。

　　第四章是本文的具体实现部分。分层次的详细介绍了本文系统的实现平台、编码、数据存储等。并对系统的测试部分进行了介绍。

　　第五章对本文的基于物联网的物流信息系统的工作内容进行总结、展望。

第 2 章 基于物联网的物流信息系统综述

　　2.1 物联网概述。

　　随着智慧地球概念的兴起和演化，物联网也逐步成为研究热点。物联网是集传感器技术、互联网技术和通讯技术为一体的将物体之间连接起来的网络。物联网实现让物体说话和与人类交流.

　　物联网最早兴起于十九世纪九十年代。你可能没有意识到，美国最早的施乐公司的可乐自动售货机就是物联网的诞生的标志。物联网通过传感器技术、嵌入式技术和通讯技术将人类与物体连接起来，将人类的意愿与物体进行交互，实现自动化。

　　物联网最核心的技术在于传感器技术.传感器网络是物联网实现的底层硬件支撑。物联网应用领域，比如智能家居、智能交通、智能养殖。都需要底层的传感器网络，传感器网络的系统结构图。

　　能够互相通讯的传感器节点形成传感器网络互相通信，传感器网络将上传的数据通过基站使用移动网络传输给服务器，服务器对协调器传输的数据进行存储。协调器也是一个小的基站节点。传感器节点可以采集温度、湿度、可燃气体、重力、压力等信息。

　　2.2 物流概述。

　　物流的起源非常的久远.1918 年，英国的成立了第一个物流公司，代表着物流的正式形成。但是，其实在古代，我国就有了物流的行为，比如供货者通过镖局押运货物给收货者。在中国，物流的正式形成是 1984 年，第一个物流研究会成立。我国的物流概念是由日本传入。20 世纪 50 年代，物流还处在发展的萌芽期，而如今，物流已经从传统物流转化为现代物流、智能物流。传统的物流只是物体的流通，而智能物流的出现代表了物流行业迈向了智能化、信息化，物流不再只是单纯的物体的流通，而是形成了产业链和供应链，大型电商已经开始加速信息生态系统的形成，将上下游产业链统一成一个生态系统。在这种形势下，物流的发展成为热点。而随着电子商务的覆盖范围越来越广泛，第三方物流的发展步伐也必须紧随其后.在物流的过程中，配送受到越来越多的关注。随着智能物流的兴起，用户也开始关注配送的透明性。基于物联网的物流系统可以实现用户实时监测物流的信息，包括温度、湿度、光照、压力、重力、位置等数据.

　　2.3 基于物联网的物流信息系统概述。

　　在物联网诞生后，物流行业向智慧物流又迈进了一大步。基于物联网的物流充分利用了物联网的优势，将如图 2.3 中的物流的仓储、配货、运送等阶段智能化的控制.

　　物联网通过传感器网络采集和上传数据，物流信息系统的服务器端进行存储、处理和下传命令。这种模式能充分发挥传感器廉价、大量、易通信的优势，又能将物流的过程免去了传统的人工监控、视频等手段。如果没有物联网，传统的物流通过人工监控可以及时监测出物流中的不良情况，或者通过视频摄像头来实时拍摄物流运送车内的情况，但是视频的质量比较差，而人工监测又是一种浪费人力的表现。物联网的出现让物流中的物品自己监督自己，并在发生不良情况时及时报警，形成智能化的物流。

　　通常，将基于物联网的物流分为三层，最底层的是感知控制层。它是物联网物流系统的最底层，提供底层的硬件支撑，由大量分布的传感器节点组织成物流数据的采集网络，实时获取物品的仓储信息、配货信息、配送信息等，让管理人员能够随时了解物品的情况。比如配送过程中，传感器节点会传送出物品所在环境的温度、湿度、光照、位置、压力等信息。传感器节点的结构。RF 射频是传感器节点互相通信的信号。它是无线发射的。传感器模块负责数据的采集和转换。物联网物流系统的第二层是服务器管理层。该层负责接收感知控制层传来的数据并进行存储和处理。比如感知控制层传来的数据显示某易碎物品被碰撞，服务管理层接收到此数据后要发出报警，及时处理。物联网物流信息系统的最高层是应用层。对于感知获取的数据，应用层可以随时读取和利用，并向服务管理层发出请求，控制感知控制层。服务管理层如果同意该请求，便会下发命令给感知控制层。

　　本文的基于物联网的物流信息系统是应用层的程序，是一种面向用户的提供物流实时信息的信息系统。系统的底层硬件支撑是物联网，通过底层的物联网可以实现物流数据的实时获取，也正是基于物联网的硬件基础，本文系统才能够实时读取物联网的物流数据，并对数据进行处理，提供用户所需要的物流数据。