物联网无线技术LoRa、Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT、蓝牙5.0技术盘点

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物联网无线技术LoRa、Wi-Fi、ZigBee、NB-IoT、蓝牙5.0技术盘点,第1张

LoRa

LoRa(长 距离)是由Semtech公司开发的一种技术,典型工作频率在美国是915MHz,在欧洲是868MHz,在亚洲是433MHz。LoRa的物理层 (PHY)使用了一种独特形式的带前向纠错(FEC)的调频啁啾扩频技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段,只要每台设备采用不同的啁啾和 数据速率就可以了。其典型范围是2km至5km,最长距离可达15km,具体取决于所处的位置和天线特性。

LoRa芯片在整个产业链中处于基础核心地位,重要性不言而喻。值得注意的是,目前美国Semtech公司是LoRa芯片的核心供应商,掌握着LoRa底层技术的核心专利。而Semtech的客户主要有两种,一是获得Semtech LoRa芯片IP授权的半导体公司;二是直接采用Semtech芯片做SIP级芯片的厂商,包括微芯 科技 (Microchip)等。

Wi-Fi

Wi-Fi被广泛用于许多物联网应用案例,最常见的是作为从网关到连接互联网的路由器的链路。然而,它也被用于要求高速和中距离的主要无线链路。

大多数Wi-Fi版本工作在24GHz免许可频段,传输距离长达100米,具体取决于应用环境。流行的80211n速度可达300Mb/s,而更新的、工作在5GHz ISM频段的80211ac,速度甚至可以超过13Gb/s。

一 种被称为HaLow的适合物联网应用的新版Wi-Fi即将推出。这个版本的代号是80211ah,在美国使用902MHz至928MHz的免许可频段, 其它国家使用1GHz以下的类似频段。虽然大多数Wi-Fi设备在理想条件下最大只能达到100米的覆盖范围,但HaLow在使用合适天线的情况下可以远达1km。

80211ah 的调制技术是OFDM,它在1MHz信道中使用24个子载波,在更大带宽的信道中使用52个子载波。它可以是BPSK、QPSK或QAM,因此可以提供宽 范围的数据速率。在大多数情况下100kb/s到数Mb/s的速率足够用了——真正的目标是低功耗。Wi-Fi联盟透露,它将在2018年前完成 80211ah的测试和认证计划。

针对物联网应用的另外一种新的Wi-Fi标准是80211af。它旨在使用从54MHz到698MHz范围内的电视空白频段或未使用的电视频道。这些频道 很适合长距离和非视距传输。调制技术是采用BPSK、QPSK或QAM的OFDM。每个6MHz信道的最大数据速率大约为24Mb/s,不过在更低的 VHF电视频段有望实现更长的距离。

ZigBee

ZigBee,也称紫蜂,是一种低速短距离传输的无线网上协议,底层是采用IEEE 802154标准规范的媒体访问层与物理层。主要特色有低速、低耗电、低成本、支持大量网上节点、支持多种网上拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。ZigBee是物联网的理想选择之一。

虽然ZigBee一般工作在24GHz ISM频段,但它也可以在902MHz到928MHz和868MHz频段中使用。在24GHz频段中数据速率是250kb/s。它可以用在点到点、星形和网格配置中,支持多达254个节点。与其它技术一样,安全性是通过AES-128加密来保证的。ZigBee的一个主要优势是有预先开发好的软件应用配 置文件供具体应用(包括物联网)使用。最终产品必须得到许可。

ZigBee技术所采用的自组织网是怎么回事?举一个简单的例子就可以说明这个问题,当一队伞兵空降后,每人持有一个ZigBee网络模块终端,降落到地面后,只要他们彼此间在网络模块的通信范围内,通过彼此自动寻找,很快就可以形成一个互联互通的ZigBee网络。而且,由于人员的移动,彼此间的联络还会发生变化。因而,模块还可以通过重新寻找通信对象,确定彼此间的联络,对原有网络进行刷新。这就是自组织网。

NB-IoT

窄带物联网(Narrow Band Internet of Things, NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络,只消耗大约180KHz的带宽,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。

NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年,同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。

蓝牙50

蓝牙是一种无线传输技术,理论上能够在最远 100 米左右的设备之间进行短距离连线,但实际使用时大约只有 10 米。其最大特色在于能让轻易携带的移动通讯设备和电脑,在不借助电缆的情况下联网,并传输资料和讯息,目前普遍被应用在智能手机和智慧穿戴设备的连结以及智慧家庭、车用物联网等领域中。新到来的蓝牙 50 不仅可以向下相容旧版本产品,且能带来更高速、更远传输距离的优势。

物联网与物流供应链管理

在物联网技术的应用下,物流供应链的管理可以更加的高效和便捷,并且可以在更大的程度上实现其可视化和无缝化,有效的减低物流信息的失真。为物流企业的发展提供更好的帮助。

1 物联网与物流供应链管理概念概述

11 物联网及其技术

物联网的概念最先由麻省理工学院提出。主要的指通过各种信息传感设备与互联网的结合来形成一个巨大的网络。这些主要的信息设备有:全球的定位系统、射频识别装置、红外线遥感技术、以及激光扫射装备等。目前比较常用的主要物联网技术有:EPC技术以及RFID技术等。EPC技术就是电子产品代码技术,其主要的作用就是降低供应链的成本以及提高物流供应链管理的水平,作为一种编码系统,在物流中的主要应用就是在商品标签的时候加上这样的编码就可以将与其连接的动态数据进行识别,从而确定产品的状态。RFID技术适合用于比较灵活化、自动化的简单却实用并且易于操作的技术,不仅可以支持可读模式,还支持读写的工作模式。其主要的组成部分包括标签、读写器以及天线等。

12 智能物流供应链

对物流供应链进行管理主要的围绕企业核心展开,主要管理的内容包括各种信息流、资金流以及物流等。对供应链进行管理可以有效的驱动企业的采购、销售、生产以及财务信息等活动。目前的物流供应链主要面临的问题包括成本控制、供应链的可视性、用户需求的增加、全球化以及风险的管理等。供应链目前无法满足与成本的波动同步的需求。并且在供应链的可持续性、与用户的亲密程度等方面都做得不够好,使得目前的物流企业在成本方面逐渐的上升。通过物联网技术的应用,可以很好的实现物流管理的的自动化和便捷化。智能化的物流供应链的管理可以更好的降低物流在仓储上面的成本,实现在物流的'时候主动的获取信息,并且在货物运输的途中实现对其主动的监控。主动的分析相关的物流信息,让储集在一开始的时候就实现货物和物流的跟踪和管理,最终实现信息流和物流的同步。

2 物联网与物流管理的关系

将物联网应用在物流的管理上,一方面,体现了物联网应用于万物,实现人类和物理、信息技术的融合。高科技的物流管理技术和体系,提高了物流的管理效率,加快了业务的传输运送、方便了业务供应商和收货商,增强了企业的服务态度和素质,提升了企业的外在形象加深了企业与客户的联系,有利于方便企业与客户的合作。物联网为现代化的物流管理提供了高科技的管理技术,强化了物流管理体系的现代化和智能化,扩大了物流的服务市场和服务范围。另一方面,物流企业利用物联网对物流进行管理,既是物联网在现代化的一种应用。其可以检验物联网在业务应用上的可行性,是检验物联网技术的一个重要手段;物流管理采用物联网进行物流管理,是对物联网技术和物联网应用于万物的运作的支持。第三,物联网与物流管理的合作,相辅相成,实现两者智能化。综合地说,就是物联网通过互联网信息技术的高科技高智能平台实现了物物相连,物流的管理更为便捷,提高了物流管理的效率和服务素质、拓宽了物流服务的深度和广度;物流管理利用物联网操作支持物联网技术和运作,实现了三网合一的运作。

3 物联网对智能化的物流供应链的影响

物联网的技术为物流的供应链管理提供了更多的空间,可以实现物流产生的更大和更专业化。还可以实现同类资源的集约化,并且实现各种横向的整合。更专业主要体现在对物流的信息进行采集的时候,通过深加工,实现商品的流程整合和优化。而物联网对于智能化的物流供应链的管理主要的影响体现有以下几个方面:

31 实现信息的同步化和共享

通过物联网技术可以实现对供应链中的物品的同步跟踪,并且同时向所有与该商品有关的人传输所需要的实时信息和数据,不仅可以降低信息失真出现的概率,还可以实现快速的信息传输。物联网技术可以在很大的程度上实现其对信息的及时准确的预测, 并且最大程度的降低物流企业供应链的库存成本和水平。

32 优化企业的物流供应链的管理水平

通过将人与人之间的信息交流和转换,实现物与物之间的信息交流和沟通,可以将物流供应链的过程更加的优化,并且使得整个的物流供应链之间的管理更加的高效,同时降低人工工作中出现错误的概率,物流供应链的过程进行跟踪、管理和监控就可以更加的优化。

33 实现网络无缝化

随着互联网的发展,更多的顾客愿意选择物流公司进行购物。而个性化多样的客户就需要物流企业加快对其进行反应的速度,保证加工和生产过程的敏捷和快速。但是随之而来的是,物流企业的成本增加。通过智能化的供应链的管理,可以提高企业对其信息流、物流以及资金流的控制力度。帮助企业再次的确定其对物资进行采购的路线、方法和计划,在降低仓库存储成本的同时,实现再造物流供应链的管理流程。

34 实现供应链的可视化

通过利用EPC技术,将每一个物品进行标签,在标签中加入可以对其进行跟踪的动态数据。这样就可以让任何一位与该物品相关的人员利用信息系统进行产品信息的实施追踪,了解产品的成分、制造的过程和使用的说明等。通过对物联网技术下的信息和价值链进行管理就可以实现物流供应链的可视化。

4 物联网对智能物流供应链的作用

针对物流企业的特点,物联网可以实现企业的所有相关的供应链从产品的产生供应商到客户全方位的动态化的管理。

通过将物联网的技术应用于整个的物流企业的所有供应链中,就可实现产业链的延伸。将物流网运用与物流供应链的管理过程中具有很独到的作用,具体贯彻到每一个环节的作用有:

41 生产环节

通过在生产过程中运用物联网技术,可以对生产过程中的所有零部件以及i半成品、成品等产品的质量进行控制和辨别,这样不仅可以降低用人工的方式来鉴别的成本,还额可以有效的提高其鉴别的准确性和效率。

42 运输环节

通过物联网技术将所有运输的货物和车辆贴上在EPC作用下的信息技术标签,并且在运输的路线上面安装一些可以对信息进行接受和转发的设备和技术,这样就可以对货物的运输状态进行实时的监控和跟踪,了解货物的具体位置和信息。

43 仓储环节

通过将物联网技术应用于货物物流的仓储环节,不仅一方面可以实现对活存管理的信息化以及自动化,将存货的盘点技术实现由以前的人工盘点,变换成目前的以物联网技术为依托的自动化的盘点。还可以实现对库房的存货情况机械能准确和及时的了解,在此基础上与企业的内部需求情况进行对比,以此来做出及时的补货和其他的决策,避免无效库存的产生。

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市场变化快,供应链的竞争性可以从以下几个方面来保证:

1 优化供应链管理:企业要加强对供应链管理的监控和分析,使用信息化技术来实现供应链的可视化和智能化管理,及时发现和解决潜在问题。

2 强化供应商管理:与供应商建立长期、稳定的合作关系,共同制定供应商绩效评估指标,并进行定期评估和反馈,以保证供应商的服务质量和交货期的准确性。

3 提高供应链灵活性:建立多供应商体系,通过开发多个备选供应商或建立备用库存来降低风险,同时也可以在生产过程中采用模块化设计和组装线生产等方式,提高供应链的敏捷性和灵活性,以应对市场变化。

4 推行物联网技术:使用物联网技术来实现供应链的实时跟踪和监控,提高物流运输的效率和速度,同时还可以帮助企业更好地了解市场需求和趋势,及时调整供应链策略。

5 加强人才培养:为了适应市场变化和创新,企业需要加强对供应链人才的培养和招聘,引入具有物流、供应链管理和信息技术等方面专业背景的人才,提高企业的竞争力和创新能力。

综上所述,要保证供应链的竞争性,企业需要采取多种措施,包括优化供应链管理、强化供应商管理、提高供应链灵活性、推行物联网技术,以及加强人才培养等方面的努力。

EPC技术、 RFID技术

1、生产环节

在生产制造环节应用EPC技术可以完成自动化生产线运作,实现在整个生产线上对原材料、零部件、半成品和产成品的识别与跟踪,减少人工识别成本和出错率,提高效率和效。

采用了EPC技术之后,就能通过识别电标签来快速从品类繁多的库存中准确地找出工位所需的原材料和零部件。

EPC技术还能帮助管理人员及时根据生产进度发出补货信息实现流水线均衡、稳步生产,同时也加强了对产品质量的控制与追踪。生产线发料过程中,首先系统进行生产任务自动排产;AGV小车满载按一定规则摆放物料,经过生产线每个工位;安装在每个工位上的RFID读写器实时对经过的AGV小车进行扫描,即可实现自动识别当前工位需要的何种物料、需要多少、是否已经全部到位等,当前工位员工即可根据配备的显示屏的提示,拿取生产物料。

在生产补料过程中,生产工位上的FRID自动识别当前工位物料的剩余情况,实时将物料需求信息传送到发料室,及时做好备料发料工作,保证生产线物料充足、不堆积等;提供现场物料周转率,使现场整洁。

2、运输环节

在运输管理中在途运输的货物和车辆贴上EPC标签,运输线的一些检查点上安装上RFID接收转发装置。

因此当货物在运输途中,无论是供应商还是经销商都能很好的了解货物目前所处的位置及预计到达时间。特别对于价值高的物品、危险易泄漏的物品、需要封箱运输的物品等,均可采用主动式RFID技术,将其封装与箱内;如果出现非正常开箱,中央监控系统即可获得物品状况,及时报警,减少危害和损失。

3、存储环节

在仓库里,EPC技术最广泛的使用是存取货物与库存盘点,它能用来实现自动化的存货和取货等操作。基于EPC的实时盘点和智能货架技术保证了发货退货的正确性以及补货的及时性;而仓储区内商品可以实现自由放置,提高仓储区的空间利用率并能够提供有关库存情况的准确信息;从而降低了库存,增强了作业的准确性和快捷性,提高了服务质量,降低了储存成本,节省了劳动力和库存空间,同时减少了整个物流中由于商品误置、送错、偷窃、损害和库存、出货错误等造成的损耗。

4、零售环节

物联网可以改进零售商的库存管理,实现适时补货。有效跟踪运输与库存,提高效率,减少出错。比如:当贴有标签的物件发生移动时,货架自动识别并向系统报告这些货物的移动。智能货架会扫瞄货架上摆放的商品,若是存货数量降到偏低的水位,或是侦测到有人偷窃,就会通过计算机提醒店员注意。因此,能够实现适时补货,减少库存成本,还能起到货物防盗的作用。智能秤能根据果蔬的表皮特征、外观形状、颜色、大小等自动识别水果和蔬菜的类别,并按该商品来计量、计价和打印小票:在商场出口处,带有射频识别标签的商标由读写器将整车货物一次性扫描,并能从顾客的结算卡上自动扣除相应的金额。操作无需人工参与,节约了大量人工成本,提高了效率,加快了结账流程,同时提高了顾客的满意度。另外EPC标签包含了极其丰富的产信息,例如生产日期、保质期、储存方法以及与其不能共存的商品,可以最大限度的减少商品耗损。

5、配送/分销环节

在配送环节采用EPC技术能大大加快配送的速度,提高拣选与分发过程的效率与准确率,并能减少人工数量、降低配送成本。如果到达配送中心的所有商品都贴有EPC标签在进入配送中心时,装在门上的读写器就会读取盘上所有货箱上的标签内容并存入数据库。系统将这些信息与发货记录进行核对,以检测出可能的错误,然后将EPC标签更新为最新的商品存放地点和状态。这样管理员只需操作电脑就可以轻松了解库存、通过物联网询商品信息及通知供应商商品已到或缺货。

这样就确保了精确的库存控制甚至可确切了解目前有多少货箱处于转运途中、转运地、始发地和目的地,以及预期的到达时间等信息。

6、集装箱、港口、码头、报关报检环节

用无线射频识别(RFID)技术,通过安装在出入境车辆上的RF电子卡(或RFPDA)与分布在口岸监管区域的无线射频基站群的无线信息交互,实现对出入境人、车辆、货物实施电子化管理,从而取代了长期以来依靠司机填写纸质《出入境车辆检验检疫监管簿》申报的管理方式,实现出入境车辆及货物的快进快出、大进大出。集装箱上的电子标签可以记录固定信息,包括序列号、箱号、持箱人、箱型、尺寸等;还可以记录可改写信,如货品信息、运单号、起运港、目的港、船名航次等。

集装箱RFID自动识别系统完成装箱数据输入、集装箱信息实时采集和自动识别;通信系统完成数据无线传输;集装箱信息管理系统完成对集装箱信息的实时处理和管理,能完成数据统计与分析,向客户提供集装箱信息查询服务。而港口集装箱管理系统可以监测、记录经过道口的集装箱、拖运车辆、事件发生时间、操作人员、集装箱堆放位置等信息;具有形象3D集装箱堆场地图和放箱、找功能。

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