無線通信技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展前景

文/孟龍 周明

1.引言

中共十九大及2018年兩會期間，習(xí)近平主席和李克強(qiáng)總理都提出關(guān)于加強(qiáng)我國物流業(yè)發(fā)展及運(yùn)用新技術(shù)、新業(yè)務(wù)、新模式等大力改造提升傳統(tǒng)制造業(yè)的思想[1]。物流業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分和社會發(fā)展的經(jīng)濟(jì)動脈，成為衡量國家發(fā)展水平和綜合競爭力的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的迅速發(fā)展和經(jīng)濟(jì)一體化的加強(qiáng)，物流業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)集約化與協(xié)同化、物流服務(wù)優(yōu)質(zhì)化等特點(diǎn)?，F(xiàn)階段，我國大多數(shù)物流企業(yè)的信息化建設(shè)仍然停留在傳統(tǒng)模式，尚未建立完善的物流信息交換平臺，造成物流企業(yè)之間、物流企業(yè)與客戶之間的信息是孤立的，難以實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)交換和共享[2]。一條成熟完整的供應(yīng)鏈將生產(chǎn)商、經(jīng)銷商和客戶等環(huán)節(jié)巧妙地連接起來，隨著社會需求的不斷增加，只有更靈活的供應(yīng)鏈才能滿足社會需求[3]。因此，物流企業(yè)通過應(yīng)用通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對物流信息及時、準(zhǔn)確地傳輸和交換，使得整條供應(yīng)鏈更加靈活、透明，提高物流企業(yè)的工作效率和管理水平。

通信技術(shù)是在科技發(fā)展和社會進(jìn)步的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的。現(xiàn)代移動通訊以1986年第一代通信技術(shù)的發(fā)明為標(biāo)志，經(jīng)過幾十年的爆發(fā)式發(fā)展，極大地改變了人們的生產(chǎn)和生活方式。無線通信技術(shù)利用電磁波信號可以在空間中自由傳播的特性進(jìn)行信息交換和數(shù)據(jù)傳輸，在應(yīng)用過程中具有低成本、低功耗、接入靈活、無縫融合等優(yōu)勢。在社會信息化浪潮的推動下，無線通信技術(shù)也逐漸應(yīng)用到物流領(lǐng)域中，實(shí)現(xiàn)了物流管理的智能化、規(guī)范化、網(wǎng)絡(luò)化，極大地提高了現(xiàn)代物流企業(yè)的管理水平和服務(wù)質(zhì)量[4]。隨著WiFi技術(shù)、WiMax技術(shù)、Zigbee技術(shù)、RFID技術(shù)、FNC技術(shù)、4G技術(shù)等無線通信技術(shù)的在物流領(lǐng)域的應(yīng)用，將物流的運(yùn)輸、儲存、流通加工、配送等環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系起來，增強(qiáng)了信息流通的及時性和準(zhǔn)確性，加快了我國物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

表1 無線通信技術(shù)的綜合對比分析表

2.無線通信技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用分析

2.1 WiFi技術(shù)

WiFi技術(shù)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種短距離無線通信技術(shù)，其工作頻段為2.4GHz，數(shù)據(jù)傳輸速度能夠達(dá)到54Mbps。WiFi技術(shù)具有覆蓋范圍廣、傳輸速度快、無需布線等特點(diǎn)，但在應(yīng)用過程中也存在安全性低、容易受到頻率干擾等問題。WiFi技術(shù)的工作方式是將有線網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換成無線網(wǎng)絡(luò)信號，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)支持，實(shí)現(xiàn)作業(yè)環(huán)境中的傳感器、智能手機(jī)、筆記本電腦等具有無線網(wǎng)卡設(shè)備的接入和通信，為工廠生產(chǎn)控制和辦公室辦公通信提供了極大的便捷。

2.2 WiMax技術(shù)

WiMax技術(shù)是一種面向城域網(wǎng)的寬帶無線接入技術(shù)，其無線信號傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50公里。WiMax技術(shù)具有傳輸距離更遠(yuǎn)、寬帶接入速度更快、最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)更優(yōu)良和多媒體通信服務(wù)更廣泛等優(yōu)勢。在海運(yùn)過程中，船舶在海上航行時很難實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的可靠傳輸，而WiMax技術(shù)能夠提供高速的數(shù)據(jù)傳輸并且傳輸范圍廣，有效地解決了船舶在海運(yùn)過程中數(shù)據(jù)傳輸問題，為船舶的海上航行保駕護(hù)航。但WiMax技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)高速移動狀態(tài)下網(wǎng)絡(luò)的無縫切換，因此，WiMax技術(shù)還需不斷發(fā)展才能應(yīng)用到更廣泛的領(lǐng)域。

2.3 RFID技術(shù)

RFID技術(shù)是20世紀(jì)90年代興起的一種自動識別技術(shù)，具有適應(yīng)力強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、操作快捷方便等特點(diǎn)。RFID技術(shù)的工作方式是利用射頻標(biāo)簽或者射頻讀寫器之間產(chǎn)生的射頻信號對現(xiàn)有目標(biāo)進(jìn)行自動辨別。RFID技術(shù)主要由應(yīng)答器、閱讀器、應(yīng)用軟件系統(tǒng)組成，一般都使用RFID標(biāo)簽作為應(yīng)答器，每個RFID標(biāo)簽都有唯一的電子編碼，電子編碼包含貨物的生產(chǎn)日期、數(shù)量和產(chǎn)地等信息；閱讀器主要是用來讀取商品表面粘貼的RFID標(biāo)簽信息；應(yīng)用軟件系統(tǒng)是將閱讀器讀取出來的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，方便工作人員處理。例如將RFID技術(shù)應(yīng)用到貨物分揀過程中，工作人員根據(jù)RFID標(biāo)簽實(shí)時追蹤貨物的位置，簡化了員工的工作流程，提高了物流企業(yè)的運(yùn)作效率。目前，RFID技術(shù)仍存在成本較高、頻率標(biāo)準(zhǔn)不兼容、環(huán)境污染等問題。

2.4 NFC技術(shù)

NFC技術(shù)是一種短距離的高頻無線通信技術(shù)，電子設(shè)備之間無需接觸就可以直接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸和交換。NFC技術(shù)具有以下優(yōu)勢：能夠?qū)π盘柕乃p進(jìn)行較好地利用并且速率高、消耗低；能夠進(jìn)行隱秘通信，有效提高信息的安全性；能夠進(jìn)行雙向連接和辨別，確保數(shù)據(jù)的順利傳輸。但在應(yīng)用過程中也存在標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題。目前，F(xiàn)NC技術(shù)主要應(yīng)用于門禁、巡更、考勤、繳費(fèi)等領(lǐng)域，極大地改變了人們的生活和生產(chǎn)方式。

2.5 Zigbee技術(shù)

Zigbee技術(shù)是一種低功耗、低成本的短距離無線通信技術(shù)。Zigbee技術(shù)是基于標(biāo)準(zhǔn)使用頻段的網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)不同電子設(shè)備之間數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，同時也可以中轉(zhuǎn)其他網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，具有組網(wǎng)簡單、功耗低、價格便宜、配置靈活等優(yōu)點(diǎn)，但也存在著數(shù)據(jù)傳輸不穩(wěn)定、開發(fā)成本高、通信距離短、穿透性差等缺點(diǎn)。在物流領(lǐng)域應(yīng)用Zigbee技術(shù)可以有效地提高倉庫運(yùn)作效率。

2.64G技術(shù)

4G技術(shù)由多種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組合而成，實(shí)現(xiàn)了WLAN和3G網(wǎng)絡(luò)的融合，為廣大用戶提供了干擾低、速度快的通信環(huán)境[5]。4G技術(shù)能夠以100Mbps以上的速度下載，并且能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)、視頻、圖像等的快速傳輸，幾乎能夠滿足所有用戶對于無線服務(wù)的要求。4G技術(shù)的優(yōu)勢主要包括：通信速度快、網(wǎng)絡(luò)頻譜寬、通信靈活、智能性能高、費(fèi)用低和不同系統(tǒng)的無縫連接等。4G技術(shù)的應(yīng)用使得物流信息實(shí)現(xiàn)更快傳輸，業(yè)務(wù)流程更加高效。

3.無線通信技術(shù)的綜合對比分析

從無線通信技術(shù)的綜合對比分析表中可以看出，WiMax技術(shù)的傳輸距離最遠(yuǎn)，其傳輸距離最大可達(dá)50km。Zigbee技術(shù)相對于其他無線通信技術(shù)應(yīng)用成本最低，但通信質(zhì)量相對不穩(wěn)定。安全性問題是各種無線通信技術(shù)普遍存在的問題。WiFi技術(shù)由于應(yīng)用方便、快捷，在物流領(lǐng)域的應(yīng)用最為廣泛。WiMax技術(shù)在通信協(xié)議和通信標(biāo)準(zhǔn)上仍存在問題，在物流領(lǐng)域還沒有大范圍應(yīng)用。RFID技術(shù)和NFC技術(shù)的傳輸距離都較短，RFID技術(shù)采用的是單向信息傳遞識別技術(shù)，而NFC技術(shù)采用的是雙向信息傳遞識別技術(shù)，能夠更好地完成信息的傳輸[6]。Zigbee技術(shù)正處于發(fā)展階段，相比于WiFi技術(shù)有著功耗小、成本低等優(yōu)勢，更符合物流環(huán)境要求?，F(xiàn)階段，4G通信在國內(nèi)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了覆蓋，極大地方便了人們的生產(chǎn)和生活。因此，在物流的作業(yè)過程中可以根據(jù)具體物流環(huán)境要求選擇合適的無線通信技術(shù)，也可以考慮多種無線通信技術(shù)綜合運(yùn)用。

4.無線通信技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用前景分析

4.1 WiFi技術(shù)在物流領(lǐng)域應(yīng)用安全性提高

目前，WiFi技術(shù)是物流領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的無線通信技術(shù)。但WiFi技術(shù)在應(yīng)用過程中也存在用戶信息、物流信息泄露的現(xiàn)象，給企業(yè)和客戶帶來巨大的損失。因此，針對WiFi技術(shù)安全性問題可以采取以下措施：（1）WiFi技術(shù)在發(fā)展過程中優(yōu)化自身協(xié)議，增加通信技術(shù)自身的安全性；（2）物流企業(yè)在應(yīng)用WiFi技術(shù)過程中也可以采取安全性措施：采用無線加密協(xié)議對無線網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行加密；對WiFi覆蓋區(qū)域的用戶登錄過程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控和評估，如果出現(xiàn)可疑人員申請加入網(wǎng)絡(luò)，要迅速做出判斷并且對申請者的身份進(jìn)行確認(rèn)，對沒有授權(quán)的接入點(diǎn)進(jìn)行清除[7]；對覆蓋區(qū)域的站點(diǎn)進(jìn)行定期檢查，加強(qiáng)對站點(diǎn)的監(jiān)控。

4.2 RFID技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用成本降低

無線通信技術(shù)的應(yīng)用需要專業(yè)電子儀器的支持，同時也需要專業(yè)人員對通信設(shè)備進(jìn)行操作和日常維護(hù)。因此，無線通信技術(shù)在給企業(yè)帶來便利的同時，也會增加企業(yè)的運(yùn)作成本。RFID技術(shù)在使用過程中，需要定期對系統(tǒng)進(jìn)行升級維護(hù)，定期淘汰損壞的標(biāo)簽等，其產(chǎn)生的費(fèi)用也是不容小覷的[8]。近年來，RFID技術(shù)的成本一直在下降，但很多中小型企業(yè)仍然無法承受。RFID技術(shù)的硬件部分主要包括天線、芯片等，因此可以使用價格較低但功能相同的芯片來降低RFID硬件成本；同時根據(jù)具體應(yīng)用環(huán)境選擇合適的RFID標(biāo)簽，通過RFID技術(shù)的個性化應(yīng)用降低成本；在設(shè)計(jì)過程中，優(yōu)化RFID標(biāo)簽的封裝材料，提高RFID標(biāo)簽的循環(huán)使用次數(shù)。隨著RFID技術(shù)成本的降低，RFID技術(shù)將應(yīng)用到貨物的入庫、出庫、清點(diǎn)等環(huán)節(jié)，推動物流行業(yè)朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化的方向發(fā)展。

4.3 Zigbee技術(shù)在物流領(lǐng)域的需求更廣泛

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸成為我們生活的一部分，同時Zigbee技術(shù)的應(yīng)用將極大地推動物與物之間用網(wǎng)絡(luò)相連目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)階段，Zigbee技術(shù)正在不斷與IPV6結(jié)合，將更好地提升低功耗、低成本的優(yōu)勢[9]。在物流倉庫中往往需要布置大量的傳感器設(shè)備對倉儲環(huán)境進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和控制。而Zigbee技術(shù)的應(yīng)用成本較低，有效地降低了物流企業(yè)的倉儲成本，并且在應(yīng)用過程中具有功耗低的特點(diǎn)，提高了倉儲環(huán)境中各種傳感器設(shè)備的續(xù)航能力。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，Zigbee技術(shù)將更適合物流領(lǐng)域各種傳感器設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)對倉儲的實(shí)時監(jiān)測，提高物流企業(yè)的運(yùn)作效率。

4.45G技術(shù)將在物流領(lǐng)域廣泛應(yīng)用

隨著社會需求的不斷增加，4G技術(shù)已經(jīng)不能滿足各領(lǐng)域日益增長的業(yè)務(wù)需求，逐漸向5G技術(shù)過渡。5G技術(shù)作為第五代移動通信網(wǎng)絡(luò)，其峰值理論傳輸速度可達(dá)每秒數(shù)10Gb，比4G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度快數(shù)百倍。5G技術(shù)具有高帶寬、低延時、多連接、低能耗的設(shè)計(jì)特點(diǎn)非常符合物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展特性，勢必將進(jìn)一步推動物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，各種智能化產(chǎn)業(yè)都將得到廣泛地應(yīng)用[10]。在5G時代，工作人員通過電腦就可以實(shí)現(xiàn)對倉庫的遠(yuǎn)程操控以及對在途貨物的實(shí)時跟蹤，使得工作流程更加靈活、簡潔。

5.結(jié)論

近年來，我國物流業(yè)在政策、技術(shù)環(huán)境等方面正逐漸完善，物流業(yè)的發(fā)展前景良好。隨著WiFi技術(shù)、WiMax技術(shù)、RFID技術(shù)、NFC技術(shù)、Zigbee技術(shù)、4G技術(shù)等無線通信技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用，加快了我國物流產(chǎn)業(yè)信息化建設(shè)的步伐，但無線通信技術(shù)在應(yīng)用過程中仍存在安全性低等問題。Zigbee技術(shù)由于功耗低的特性將廣泛地應(yīng)用于作業(yè)環(huán)境中各種傳感器的數(shù)據(jù)傳輸；RFID技術(shù)將逐步代替條形碼技術(shù)應(yīng)用到更廣闊的領(lǐng)域。無線通信技術(shù)由于應(yīng)用成本高、企業(yè)管理模式落后等問題還沒有廣泛地應(yīng)用到中、小型物流企業(yè)。

因此，無線通信技術(shù)在自身創(chuàng)新發(fā)展的過程中，也要結(jié)合我國國情和我國物流業(yè)的現(xiàn)狀，降低應(yīng)用成本，實(shí)現(xiàn)在物流企業(yè)的個性化應(yīng)用。物流技術(shù)的落后和專業(yè)型人才的缺失仍是制約我國物流業(yè)發(fā)展的重要因素，國家和物流企業(yè)仍需加大技術(shù)創(chuàng)新力度以及專業(yè)型人才的培養(yǎng)，推動物流產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。