智能物流实训室（实验室）建设解决方案

智能物流实训室(实验室)建设解决方案

一、实训室建设背景

       物联网，顾名思义，就是物物相连的互联网。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网是指运用传感器、射频识别（RFID）等技术，使信息传感设备实时感知任何需要的信息，按照约定的协议，通过可能的网络（如基于WiFi的无线局域网、2G/3G等）接入方式，把任何物品与互联网相连接，实现物与物、物与人的泛在链接，实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。从“智慧地球”到“感知中国”；从新的经济增长点到政府支持鼓励的一系列措施；从国家中长期科学与技术发展规划到各高校、科研院所的研究，都可看出物联网在在当今科学技术领域的重要地位。中国物联网产业的总体规模，预计到2015年将超过1万亿、2020年将超过5万亿。

       2010年，中国提出加快培育和发展战略性新兴产业。在新一代信息技术的推动下，物流产业在物联网智能化方面将迎来更大的发展空间。与此同时，随着经济的不断发展和生活水平的不断提升，人们对物流服务的需求也在不断增加，基于物联网的智能物流作为新一代信息技术服务于生产生活的重要载体，是促进技术发展、提高社会效率的重要产业之一。 

　　基于物联网的智能物流作业过程中需要应用大量的自动化设备，包括自动化立体仓库、自动导向叉车、搬运机器人、数据采集设备等；与之相对应的是具有数据处理与运筹决策功能的信息化系统，如库存管理、运输路径优化、车辆调配、配货方案等等；而实现自动化与信息化的高度融合与动态交互的智能化，必不可少的是物联网技术，包括无线通信，射频识别（RFID）、无线传感网技术、全球定位 (GPS)、嵌入式智能技术、数据转换技术。智能物流是先进技术与实体经济的结合体，把前沿技术转化为先进生产力，必将产生巨大的经济价值和广阔的发展空间。 

二、实训室建设方案

1. 实训室建设核心理念

       在可预见的未来，物联网必将引领信息产业革命的又一次浪潮，而且物联网技术将应用到我们社会工作生活中的方方面面。作为培养市场需求人才的各类高等院校，职业教育院校及培训机构，开设物联网相关专业及课程，或者在现有专业中引进物联网技术，建设与此相关的物联网实训室，成为当务之急。教育部也发文明确支持各个学校建设物联网相关专业及实训室。

图1：教育部文件

        基于物联网的物流实训室的建设旨在搭建理论与实践的桥梁，通过学生在模拟环境中的角色扮演，使学生了解物流各个基本环节的操作与管理，掌握物流信息的基本流程，了解各物流管理岗位上需要的技能，掌握物流设备的原理与基本操作，培养对于物流系统的设计能力和整体认知管理能力。广州飞瑞敖公司以“把握发展趋势，提高应用能力”为目标，提出基于物联网信息平台的智能化物流实训室解决方案，其意义在于：提高教学科研水平，提高学生应用能力，促进学生就业，提升学校竞争力。其建设和发展的三个理念如下：

充分体验，激发兴趣

三个层次，全面覆盖

应用为先，提升能力

2. 实训室建设目标

         激发学生学习兴趣，培养学生动手能力，助力学校科研工作。

面向基础性教学实验的支持

           加深学生对物联网技术以及其在物流行业的应用基础理论知识的了解。

面向行业的综合应用性实验的支持

           紧密结合物流产业技术的发展，规划和建设若干个具有行业应用背景的物联网场景和实验项目，激发学生兴趣，培养其对物联网在物流行业的应用设计和管理的综合能力。

面向学校科研项目的开放性平台支持

          物联网融合了多种技术，由于多学科的交叉融合和影响，使得新的技术创新成为可能。基于物联网的物流实训室将构建射频识别，无线传感网，通信网络，中间件技术及嵌入式技术等多种基础技术的平台，为学校科研人员提供一个开放的环境平台支撑，并为开展具体的物流行业应用及交叉学科的教学研究提供技术支持。

3. 实训室建设技术分析

        以光载无线交换机为通信网络之核心设备构建融合有线局域网、无线局域网、移动通信网，无线传感网、各种嵌入式设备、终端感知器件以及系统管理和应用软件为一体的开放性物联网信息实验平台。此平台通信主要是基于 802.11b/g/n的 WiFi标准和TCP/IP协议标准的，具有社会应用十分广泛，联网十分方便的优点。

图2：物联网三个层面技术分析

4. 实训室建设方案综述

        广州飞瑞敖电子科技有限公司作为专业的高校实训室建设方案提供商，结合相关知名高校（如由我司建设的北京邮电大学物联网实训室）及科研机构（如由我司建设的广东省自动化科学中心物联网实训室）的教学及科研成果，提供了一套完整的高校物联网实训室解决方案。

       

       实训室按照物联网智能物流体系架构的网络层.感知层.应用层三个层次来搭建。

图3：物联网物流系统三层划分

       通过典型的物联网综合应用场景及案例来对学生进行综合提高，从而实现专业实验教学的由点及面、理论到应用、涵盖原理验证/综合应用/自主设计及创新的多层次实验体系。

       实训室总体拓扑图参考如下：

图4：实训室拓扑

        基于物联网信息平台的智能化物流实训室利用光载无线交换机搭建整个物流系统的最重要的通信层，结合各种RFID终端器件，传感器件，条码设备等硬件及相关软件设施构建而成。在此基础上，学生通过完成智能化物流基本内容的学习与实践，实现对物联网技术及其应用于智能化物流的基础知识的学习和理解；并进行小项目的实训开发，如物流仓储管理系统设计和操作等，完成从具体基础知识点到综合应用的提高。整个实训室可兼容第三方实验管理系统进行有效的管理，并预留接口可供师生进行二次开发，从而提高实训室的可扩展性。

        该实训室平台主要包含以下流程内容：

到货检验：扫描到货条码信息，录入系统，员工验货，系统更新到货信息，不合格品筛选，不合格品待退货处理；

货品分类：合格的货品分类，从系统中导出数据对电子标签进行信息注册，并将标签贴于货品表面，同时根据分类初始化好各个装载托盘/车辆标签，制作入库计划；

入库管理：

（1）供应商将商品出库信息提取发送到仓储管理系统，由仓储管理系统自动处理，生成预入库信息；

（2） 货物被放置在带有感应器的托盘上，入库时通过入库口通道处的RFID读写器，不需要拆包装，即可将货物相关信息自动输入到管理系统；

（3） 系统将实际入库信息与预入库信息进行比较，如果出现错误，则、由系统输出提示信息，由工作人员解决；

（4） 工作人员将货物送到指定的货位，货架RFID读写器读取货位上的货物标签，并把标签信息通过无线网络传送给管理系统；

（5） 管理系统将该信息与预入库信息对比（丢弃货位上已有的货物信息），如果一致，则将预入库信息写入库存信息。

（6） 所有的货物入库完毕，关闭货架RFID读写器。

出库管理：制作出库计划，根据提货清单及出库计划生成出库单，扫描出库货品信息，绑定出库货品信息与托盘信息，装载货品出库，读写器识别货品信息及托盘信息，错误信息报警；

库存管理：结合手持终端对仓库货品进行移库,盘点,系统库存数据实时更新，预设库存阈值并进行库存预警；

仓库结算：以上每次操作系统会实时更新每个货品的数据库信息，根据需要生成结算表单，包含入库时间，责任人，各项操作，库位，出库时间等；每类货品会有一总表体现其入库数量，合格率，各项操作，出入库计划，库存预警等。

人员管理：学生进入实训室，用学生一卡通在RFID读卡器上刷一下，学生身份信息自动通过WiFi网络传输到数据中心，自动实现学生考勤和管理；

资产管理：设备贴上远距离RFID标签，入口处安装RDIF读卡器。当设备经过入口时，读卡器自动读取设备信息，并通过WiFi无线网络上传数据中心，实时掌握设备进出信息。

环境检测：通过仓库里的温度，湿度，光照等节点来监测仓库里面的温湿度和光照情况，当温湿度达到一定的阀值会进行报警。

运输管理：车辆的定位系统是通过RFID+WiFi的模式来达到模拟车辆的定位。

车内环境监测:只需安装一个温湿度传感器在车厢内就可以采集到车厢里面的温湿度，而温湿度传感器要求是电池供电方式。

5. 实验内容和设备

        根据物联网的三个层面可将实验规划为三大类，分别是网络层实验，感知层实验以及应用层实验。飞瑞敖的光载无线物联网信息平台完美支持以上三大类实验。

5.1 智能化物流实训室网络层实验

实验1. 有线局域网组网实验

实验2. 无线局域网组网实验

实验3. 有线和无线混合组网实验

实验4. 无线接入点（AP）管理与配置实验

5.2 智能化物流实训室感知层实验

实验5. WiFi设备服务器管理与配置实验

实验6. WiFi-低频无源射频识别（LF RFID）认识与读写实验

实验7. WiFi-高频无源射频识别（HF RFID）认识与读写实验

实验8. WiFi-超高频无源射频识别（UHF RFID）认识与读写实验

实验9. WiFi-有源微波射频识别(UHF RFID)认识与读写实验

实验10. 无线温湿度传感器实验

实验11. 手持式多功能射频读写器操作实验

5.3 智能化物流实训室应用层实验

实验12. 仓储环境监测实训

实验13. 仓储人员考勤管理实训

实验14. 最小化仓储物流管理系统应用实验

实验15. 仓储物流电子标签分类及信息初始化实训

实验16. 仓储物流入库计划实训

实验17. 仓储物流物资分类及入库操作及管理实训

实验18. 仓储物资库存盘点及管理实训

实验19. 仓储物流出库计划设计实训

实验20. 仓储物流出库管操作及管理实训

实验21. 车辆运输管理实训

实验22. 智能物流管理系统综合设计与应用

5.5 设备列表

5.6 飞瑞敖物联网信息平台拓扑结构

 图18：以光载无线交换机为核心的物联网信息平台

5.7 方案特点

多学科：支持供应链管理、物流学、物流运作管理、物流信息系统、物流系统规划与设计、物流技术与设备、物流系统建模与仿真等与物流相关的专业课程，还支持电子、计算机等面向物流行业应用的课程设计。

可扩展：系统设计预留传感器和执行器件接口，可以任意外接其它器件。基于接口,学生可以扩展创新硬件和软件创新，实现"学习" + "创新" + "科研" 的综合应用。

先进性：采用先进的光载无线通信及RFID中间件技术，符合实际应用要求。紧扣物联网相关新技术及其行业应用发展方向。

真正的“透明”教学，通过直观和形象的应用场景，使学生可以直接体会物联网在物流行业的应用场景；开放产品设计的软硬件资源，同时配套详细的教学试验文档，让学生以工程开发形式学习原理知识，融会贯通各个学科的知识，达到真正的学以致用。

三、物联网信息平台典型案例

1. 合肥工业大学物联网联合实验室

        合肥工业大学是一所教育部直属的全国重点大学、国家“211工程”重点建设高校和“985工程”优势学科创新平台建设高校。同时也是我国第一批开设物联网专业的高校之一。

        为满足未来5-10年，社会对拥有物联网专业相关学历或受过专业培训的人才的巨大需求，提升物联网实训室的价值。合肥工业大学与广州飞瑞敖电子科技有限公司联合成立了专业的物联网实训室，目标就是共同推进物联网行业的产业化，加强在科研合作及毕业生实习、就业等方面的工作。实训室课程内容设置考虑了前瞻性和实用性，覆盖了环境监测、智能仓储物流、电网电动汽车充电桩等物联网行业应用技术，强调学生的实际应用能力。

图20：合肥工业大学案例

2. 其他案例

2.1 行业案例

⑴ 南方电网电动汽车充电桩

⑵ 中国电信集团广东研究院

⑶ 广州港集团有限公司

⑷ 四会市规划局

⑸ 广东省造纸所

⑹ 珠海市斗门区某大型水产养殖基地

⑺ 广东省妇幼保健医院

2.2 实验室案例

⑴ 北京邮电大学

⑵ 南昌工程学院

⑶ 合肥工业大学 

⑷ 广东技术师范学院

⑸ 燕山大学

⑹ 广州大学松田学院

⑺ 厦门华厦职业学院

......

四、关于飞瑞敖公司

        广州飞瑞敖电子科技有限公司成立于2006年，注册资本2138万元。公司为客户提供中国领先的光载无线技术产品、完整的物联网解决方案和服务，致力于将光通信技术、无线局域网技术、嵌入式系统和射频识别技术(RFID)融为一体，构建基于WiFi国家标准和光纤无线电的统一的物联网信息平台的高新技术企业。

       飞瑞敖拥有从美国回国孟学军博士等国内一流的专家队伍及优秀的研发团队，并聘请光纤通信、无线局域网和计算机技术领域国际知名专家进行技术指导，已突破了光载无线交换机系统研究中的多项关键技术。拥有独立的软件开发、硬件开发场地及开发环境。

    飞瑞敖秉承“以客户为中心、客户需求为导向”，持续为客户创造长期价值，为客户提供整体解决方案和服务，公司在智能电网、工业化信息化、医院无线覆盖、高校物联网实验室、港口码头、物流、环境监测等应用方面具有技术领先优势，并在市场上取得了相关的成功案例。目前，飞瑞敖与北京邮电大学原校长林金桐学术团队、中国科学院深圳先进技术研究院射频集成电路重点实验室、广东省科学院自动化研制中心合作，形成省院产学研基地；与中国电信集团广州研究院取得合作，共同拓展行业应用。

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本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/655435ed571810a6f524ccbff121dd36a32dc430.html