gps技术在物流跟踪中的应用探讨

gps技术在物流跟踪中的应用探讨内容摘要：

=1, 2, 3, 4)分别为卫星 卫 星 卫星 卫星 4 在 t 时刻的空间直角坐标，可由卫星导航电文求得； Vti(i=1, 2, 3, 4)分别为卫星 卫星 卫星 卫星 4 的卫星钟的钟差，由卫星星历提供； Vt0 为接收机的时钟差。 由以上四个方程即可解算出待测点的坐标 x, y, z 和接收机的时钟差 Vt0。 GPS 接收机可接收到能用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变 化）；以及 GPS 系统信息，如卫星状况等。 GPS 接收机对码的量测就可得到卫星接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距，对 A 码测得的伪距称为 A 码伪距，精度约为 20m左右，对 P 码测得的伪距称为 P 码伪距，精度约为2m左右。 GPS 接收机对收到的卫星信号进行解码或才用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。 严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频移影响的卫星信号载波相应与接收机本机震荡产生信号相位之差。 在 GPS 定位中， GPS 卫星是高速运动 的卫星，其坐标值随时间快速变化着。 需要实时地由 GPS 卫星信号测量出测站至卫星之间的距离，实时地由卫星的导航电文解算出卫星的坐标值，并进行测站点的定位。 依据测距的原理，其 中国最大的论文知识平台 定位原理与方法主要有伪距法定位、载波相位测量定位以及差分 GPS 定位等。 对于定点来说，根据其运动状态可以将 GPS 定位分为静态定位和动态定位。 静态定位指的是对于固定不动的待定点，将 GPS 接收机安置于其上，观测数分钟乃至更长的时间，以确定该点的三维坐标，又叫绝对定位。 若以两台 GPS 接收机分别置于两个固定不变的待定点上，则通过一定时间的观测 ，可以确定两个待定点之间的相对位置，又叫相对定位。 而动态定位则至少有一台接收机处于运动状态，测定的是各观测时刻 (观测历元 )运动中的接收机的点位 (绝对点位或者相对点位 )。 中国最大的论文知识平台 第三章 GPS 技术与其它物流跟踪技术的比较 第一节 其它物流跟踪技术 一、 RFID 与条形码 （一） RFID 介绍 射频识别 (RadioFrequencyIdentification) 技术 , 简称 RFID, 俗称电子标签 , 是一种非接触式的自动识别技术 , 它 通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据 ,识别工作无须人工干预 , 可工作于各种恶劣环境。 RFID( 射频识别 )系统由两部分组成 :读 /写单元和电子收发器。 阅读器通过天线发出电磁脉冲，收发器接收这些脉冲并送已存储的信息到阅读器作为响应。 实际上 , 这就是对存储器的数据进行非接触读、写或删除处理。 从技术上来说“智能标签”包含了包括具有RFID 射频部分和一个超薄天线环路的 RFID 芯片的 RFID 电路 , 这个天线与一个塑料薄片一起嵌入到标签内。 通常 ,在这个标签上还粘一个纸标签 ,在纸标签上可以清晰地印上一些重要信息。 与像条形码或磁条等其他 ID 技术相比较而言 , 收发器技术的优势在于阅读器和收发器之间的无线链接 :读 /写单元不需要与收发器之间的可视接触 , 因此可以完全集成到产品里面。 这意味着收发器适合于恶劣的环境 ,收发器对潮湿、肮脏和机械影响不敏感 [11]。 因此 , 收发器系统具有非常高的读可靠性、快速数据获取 , 最后一点也是重要的一点就是节省劳力和纸张。 RFID 技术可以作为物流调度系统信息采集的有效手段 , 在车辆调度管理系统中得以应用。 比如将 RFID 应用于货场车辆管理系统 ,可实现 货运车进出场信息的自动、准确、远距离、不停车采集 , 准确掌握运输车辆进出的实时动态信息。 在商品运输过程中，可以在在途运输的货物和车辆贴上 RFID 标签，同时在运输路线上的一些检查点安装 RFID 接收转发装置。 当接收装置收到 RFID 标签发出的信息后 ,可以将商品当前情况 ,以及所在的地理位置等信息上传至通信卫星， 再由卫星传送给运输调度中心 ,送入数据库中。 这可使企业直接了解目前有多少货箱处于转运途中、转运的始发地和目的地，以及预期的到达时间等信息，方便对在途货物进行管理，同样便于货物的发货人 或收货人掌握货物行进状况，相应调整收货时间。 尽管 RFID 存在着成本较高、缺乏统一的标准以及隐私问题 , 但瑕不掩疵。 RFID 以其强大的优势广泛应用于生产、物流、交通等需要收集和处理数据的应 中国最大的论文知识平台 用领域 , 并被认为是条形码标签的未来替代品。 特别是在物流领域 ,RFID 技术的应用 ,大大提高了物流运作的效率。 (二 ) 条形码 条形码 (BarCode)技术是随着计算机与信息技术的发展和应用而诞生的它是集编码、印刷、识别、数据采集和处理于一身的新型技术。 具体来说条码是一种可印制的机器语言 , 它采用二进位数字的概念 ,经 0 和 1 表示编码的特定组合单元。 条形码技术是在计算机应用的实践中产生和发展起来的自动识别技术 , 它是为实现对信息的自动扫描而设计的 , 在实际物流管理中应用十分广泛。 从概念上来说 ,RFID 与条形码很相似 ,目的都是快速准确地确认追踪目标物体。 主要的区别如下 :有无写入信息或更新内存的能力。 条形码的内存不能更改。 射频标签不像条形码 , 它特有的辨识器不能复制。 标签的作用不仅仅局限于视野之内 , 因为信息是由无线电波传输 ,而条形码必须在视野之内。 由于条形码成本较低 , 有完善 的标准体系 , 已在全球散播 , 所以已经被普遍接受 , 从总体来看 , 射频技术只被局限在有限的市场份额之内。 目前 , 多种条形码控制模版已经在使用之中 , 在获取信息渠道方面 , 射频也有不同的标准。 射频技术与条形码是两种不同的技术 , 有不同的适用范围 , 有时会有重叠。 两者之间最大的区别是条形码是 可视技术 , 扫描仪在人的指导下工作 , 只能接收它视野范围内的条形码。 相比之下 , 射频识别不要求看见目标。 射频标签只要在接受器的作用范围内就可以被读取。 条形码本身还具有其他缺点 , 如果标签被划破 , 污染或 是脱落 , 扫描仪就无法辨认目标。 条形码只能识别生产者和产品 , 并不能辨认具体的商品 ,贴在所有同一种产品包装上的条形码都一样 , 无法辨认哪些产品先过期。 二、蓝牙技术 蓝牙技术是一种无线数据与数字通信的开放性全球规范，它以近距离无线连接为基础，为固定与移动通信环境建立一个接入点。 该技术的实质内容是要建通用的无线空中接口及其控制软件的公开标准，使移动通信与计算机网络进一结合，确保不同厂家生产的便携设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能近距离（ 10～ 100m）范围内具有互操作性能，使人们能随时 随地进行数据信息交换与传输。 蓝牙技术顺应了现代通信技术和应用发展的潮流，被认为是无线数据通信领域重大进展之一，将对未来的无线移动数据通信业务产生巨大的促进作用。 中国最大的论文知识平台 但是蓝牙技术的无限传输性使它非常容易受到攻击，虽然蓝牙系统所采用的跳频技术已经提供了一定的安全保障，但是蓝牙系统仍然需要链路层和应用层的安全管理。 蓝牙网络是一个开放的网络 ,非法用户可以利用假冒、窃听、未授权访问、耗能攻击和拒绝服务等手段对网络进行攻击 [12]。 因此 ,蓝牙协议体系需要设立安全管理机制以保证通信的可靠性。 第二节 GPS 技术与其它物流跟踪技术的比较 一、 GPS 技术与条形码技术比较 尽管条形码存在着技术简单 ,成本低廉 ,可靠性高 ,读取速度快的优点。 但是它一次只能读取一个标签的信息，而 GPS 应用在监控系统中，可以在屏幕中看到几十辆车的信息，车上的货物位置可以准确了解到。 另外它保密性差，无防伪功能，需可视识读，抗恶劣环境能力差。 而且只能识别一类产品而无法识别某一单个产品。 然而在现代物流业当中，实现对产品的惟一识别、并追踪供应链上的每一件单品是非常重要的。 GPS 技术在物流信息化方面较 之条型码有许多优点，如不需要光学器件、可以工作在恶劣的环境中、可以进行远距离识读、数据可行性高，并且可以在使用的同时对其中的数据进行更新。 二、 GPS 技术与射频技术比较 尽管 RFID 的优点很多 , 但是 RFID 商品化的过程中仍然存在种种阻力 , 直接制约着 RFID 的发展：。 芯片成本一直高居不下 , 加上相关的软硬件设备、系统测试以及 RFID 的专业顾问市场供给不足所需要的培训等等 , 需要很大的投入。 RFID 应用技术 , 被提及最多的担忧是成本问题。 理由是 , 传统的条码只是印刷成本 , 小到可以忽略不计。 而使用技术 , 则要面对芯片、天线、读取器等一系列新的成本问题 , 无论是从几美元下降到 1 元人民币 , 还是成本要降低至 元人民币 , 真正使用起这种技术来 , 必然要有一方持续地付出成本。 拿超市来说 , 超市要求供货商在每一件商上贴上电子标签 , 但如果超市不提高采购成本 , 显然这是供货商最不愿意面对的现实。 而超市提高采购成本 , 销售价格必定提高 , 这又是消费者不愿意面对的现实。 麦德龙的“ 未来商店” 里 ,商品标签成本现在都是麦德龙自己承担。 2020 年以后伴随着 GPS 产业的不断扩大 ,GPS 硬件接收 芯片的价格一路走跌 , 带动了整个硬件设备价格的“ 平民化” .对于 GPS 中国最大的论文知识平台 来说，买入一台 GPS 设备在 10002020 元左右，使用期限长， GPS 设备供应商直接负责设备的安装，维修以及相关的培训，对于使用方来说，投入的只是购买成本。 全球现存两大标准 : 欧美的 EPC 和日本的 UID。 不同的标准在诸多方面都存在着明显差异 , 这一问题是制约 RFID 发展的最大障碍 [13]。 到过德国杜伊斯堡市的麦德龙“未来商店” 的人 , 都会被现代化的技术手段带来的便捷所征服。 该项目像一个服务于零售业的技术和流 程相关的开发和创新的平台。 有分析师如此评价。 不过 ,这只是一个商店模型 , 一旦要在全行业或者全世界推广 , 它们遇到的首要阻力就是标准不统一。 就连“未来商店” 的一位副总经理自己都承认 , 如果要形成大规模应用 ,至少需要五年到十年时间。 而在我国 ,关于的标准问题更为复杂。 虽然目前 GPS 也没有制定相应的标准，但是却不影响它的大规模应用。 由于 RFID 的微型化、适形性及穿透性 , 以及主动标签不可预测的电波发送信息、时间及区域 , 不仅有可能透露消费者购买的物品信息 ,甚至有可能侵犯消费者其他隐 私权，消费者担心把东西买回家时 ,会造成个人财务以及身份信息的泄漏。 GPS 系统可以设定权限，只有赋予权限才能看到 GPS反馈的的相应内容，而且 GPS 设备最多的被应用于定位，不涉及隐私问题。 总的来说 , 我国目前研究和发展射频识别技术及其应用仍处于初级发展阶段 , 存在需求意识不高、技术水平弱、标准规范不完整等诸多问题，而 GPS 应用已被广泛的应用在汽车，手机等领域。 目前 RFID主要用于于静态的货物跟踪，所谓静态跟踪主要是指在物流仓储环节对仓库内货物进行精确定位、调拨管理。 但是对于货物在运输途中的情况却无法得 知，传统的物流公司对司机和车辆的管理主要是靠电话，抗干扰能力差，致使运输过程管理基本上是一块盲区，车辆发出以后连物流公司内部也不清楚货物和车辆的精确位置，调度水平极其低下，而且对在途货物没有监控，易出现货物丢失情况。 通过 GPS系统对车辆进行精确定位，由于车辆和货物的关联信息已经在公司的计算机中，因此可以通过车辆和货物的绑定，将对车辆的实时定位跟踪转化为对货物的实时定位跟踪。 并且可以通过对货物和车辆的精确定位，进行公司远程调度管理，提高时效性和灵活性 [14]。 三、 GPS 技术与蓝牙技术比较 蓝牙技术在 物流监控方面较之条形码和 RF 技术有许多优点，国外的物流行业对蓝牙技术倍加重视，国内在蓝牙技术的开发和应用方面主要还是集中在 中国最大的论文知识平台 主计算机、移动电话、工业控制及ＰＡＮ的连接，而在物流跟踪的应用还处在研究阶段，应用并不广泛。 蓝牙技术的缺陷 [15]： RFID 一样，蓝牙技术同样存在成本高的问题，因硅半导体价格的昂贵 , 蓝牙芯片过于昂贵 ,以致一时难以普及。 , 使硬件的互操作性、软件的互操作性以及软硬件之间的互操作性不佳。 第一代蓝牙产品的困 惑是不同制造商的产品间存在着兼容性方面的问题，这意味着蓝牙产品的大规模面世将被推迟。 ：无线通讯的安全性在蓝牙技术身上，问题体现得更加明显。 尽管可以通过频道更换、加密匙和授权密码可以实现数据的保密，还可。