基于無線傳感網(wǎng)的物流調(diào)度畢業(yè)設(shè)計

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）</p><p>　　題 目 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物流 </p><p>　　路徑調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) </p><p>　　系 別 計算機與信息管理系 </p><p>　　專 業(yè)

2、 信息管理與信息系統(tǒng) </p><p>　　班 級 學(xué) 號 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)老師 </p><

3、;p><b>　　2010年06月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本論文通過將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID電子射頻技術(shù)、物流路徑調(diào)度算法等一系列技術(shù)、方法與物流調(diào)度相結(jié)合，制定了一個適應(yīng)現(xiàn)代化物流配送需要的以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的運輸車輛路徑調(diào)度方案，并通過SQL Server數(shù)據(jù)庫等計算機工具設(shè)計出了一個基

4、于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物流運輸車輛路徑調(diào)度系統(tǒng)。</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)計的基本思路是：</p><p>　　1.首先，貨物上的電子標(biāo)簽存儲了貨物信息，利用RFID讀寫器將即將運送的可能是不同目的地的多種貨物信息讀入車載傳感器，傳感器通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將這些貨物信息傳入調(diào)度中心。</p><p>　　2.然后調(diào)度中心通過讀入每件貨物的詳細個性化信息，結(jié)合數(shù)據(jù)庫中存儲

5、的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及最優(yōu)路徑算法計算出車輛到達目標(biāo)地址的最佳路徑，并將線路結(jié)果顯示車載GPS上，送貨司機按照給出的最佳路徑路線進行送貨。</p><p>　　本系統(tǒng)能幫助企業(yè)實現(xiàn)對物流運輸過程的優(yōu)化調(diào)度和動態(tài)控制，縮短了物流運輸時間，提高了物流運輸效率，節(jié)省了物流開支，有效提高了企業(yè)物流配送的利潤。</p><p>　　關(guān)鍵字：物流，運輸，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，最優(yōu)路徑算法，物流路徑調(diào)度<

6、;/p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　The present study formulated a Optimized Transportation Dispatching Plan of Modern Distribution System based on The Internet of Things (IOT) by combin

7、ing a series of technologies and methods such as the wireless sensor networks, the Radio Frequency Identification (RFID) technology, Logistic Vehicle Routing & Scheduling Algorithm with the Logistic Dispatching, and

8、at the mean time, the present study was also able to design a Logistic Vehicle Routing & Scheduling Transport System which based on </p><p>　　The general ideas of systematic design are as below:</p&

9、gt;<p>　　1. First, the electronic tags on the merchandises contain the cargo information, and the RFID reader will transfer all kinds of cargo information such as the different merchandise that is about to ship or

10、 has distinct destinations to the vehicle sensor, which will then transfer the cargo information to the dispatching center via Wireless Sensor Networks.</p><p>　　2. Then, the dispatching center will read the

11、 detailed and personalized information of each cargo received from the vehicle sensor and compute the best route to the destination by combining the Geographical Information System (GIS) Data stored in the center data ba

12、se with the optimal path algorithm. The delivery driver will deliver based on the best route, which will appear on the GPS.</p><p>　　This system will help enterprise achieve the optimized dispatch and dynami

13、c control for the process of logistic transportation, reduce the time of logistic transportation, improve logistic transportation efficiency, cut down the logistic expenditure and enhance the profit of enterprise’s logis

14、tic dispatch effectively.</p><p>　　KEY WORDS: Logistics，Transportation，Wireless Sensor Networks，Optimal Path Algorithm，Path Scheduling Logistics</p><p><b>　　目錄</b></p><p&g

15、t;　　基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物流路徑調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)1</p><p><b>　　1概述1</b></p><p><b>　　1.1課題背景1</b></p><p>　　1.2國內(nèi)外物流研究現(xiàn)狀1</p><p>　　1.2.1物流市場現(xiàn)狀1</p><p&g

16、t;　　1.2.2物流市場預(yù)測3</p><p><b>　　1.3改進策略3</b></p><p>　　1.3.1主要研究內(nèi)容4</p><p>　　1.3.2關(guān)鍵技術(shù)（按照物流過程排列）5</p><p>　　1.4論文組織結(jié)構(gòu)7</p><p>　　2項目可行性研究9</

17、p><p>　　2.1國內(nèi)傳統(tǒng)物流系統(tǒng)9</p><p>　　2.2優(yōu)化的物流系統(tǒng)9</p><p>　　2.3優(yōu)化系統(tǒng)可行性分析10</p><p>　　2.3.1技術(shù)可行性10</p><p>　　2.3.2經(jīng)濟可行性11</p><p>　　2.3.3操作可行性12</p&g

18、t;<p>　　2.3.4新物流系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖12</p><p>　　2.3.5新物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖13</p><p>　　2.3.6新物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典13</p><p>　　2.3.7總結(jié)14</p><p><b>　　3需求分析15</b></p><p>

19、　　3.1物流路徑調(diào)度15</p><p>　　3.1.1物流路徑調(diào)度的意義15</p><p>　　3.1.2物流管理的目標(biāo)15</p><p>　　3.2路徑調(diào)度系統(tǒng)的需求16</p><p>　　3.2.1功能需求與性能需求16</p><p>　　3.2.2可靠性與可用性需求16</p>

20、<p>　　3.2.3可擴充性需求16</p><p><b>　　4總體設(shè)計17</b></p><p>　　4.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)17</p><p>　　4.1.1傳感器節(jié)點17</p><p>　　4.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)17</p><p>　　4.1.3無

21、線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點18</p><p>　　4.2物流路徑調(diào)度與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合19</p><p>　　4.2.1物流路徑調(diào)度與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的必要性19</p><p>　　4.2.2運輸車輛路徑調(diào)度系統(tǒng)20</p><p><b>　　5詳細設(shè)計23</b></p><p&

22、gt;　　5.1最優(yōu)路徑算法23</p><p>　　5.1.1帶時間窗的物流配送路徑問題的數(shù)學(xué)模型24</p><p>　　5.2多目標(biāo)配送線路優(yōu)化輔助平臺的創(chuàng)建25</p><p>　　5.2.1利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)置網(wǎng)點25</p><p>　　5.2.2 結(jié)合GIS的車輛調(diào)度線路優(yōu)化系統(tǒng)28</p><p

23、>　　5.2.3電子地圖的使用28</p><p>　　5.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計29</p><p>　　5.3.1選用數(shù)據(jù)庫29</p><p>　　5.3.2數(shù)據(jù)表實體E-R圖30</p><p>　　5.3.3主要數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)30</p><p>　　5.4界面設(shè)計33</p><p&

24、gt;　　5.4.1前臺文件總體架構(gòu)33</p><p>　　5.4.2前臺頁面運行結(jié)果34</p><p>　　5.4.3后臺文件總體架構(gòu)38</p><p><b>　　6實現(xiàn)43</b></p><p>　　6.1核心算法43</p><p>　　6.1.1問題表示43</

25、p><p>　　6.1.2求解算法代碼43</p><p>　　6.2系統(tǒng)測試與調(diào)試45</p><p>　　6.2.1采用的測試方法45</p><p>　　6.2.2測試流程45</p><p>　　6.2.3系統(tǒng)調(diào)試48</p><p>　　6.3系統(tǒng)轉(zhuǎn)換49</p>

26、<p><b>　　7維護51</b></p><p><b>　　8總結(jié)53</b></p><p><b>　　致 謝55</b></p><p><b>　　參考文獻57</b></p><p>　　基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物流路徑

27、調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)</p><p><b>　　1概述</b></p><p><b>　　1.1課題背景</b></p><p>　　物流業(yè)是重要的服務(wù)業(yè)，融合了運輸業(yè)、倉儲業(yè)、貨代業(yè)和信息業(yè)等，是國民經(jīng)濟的重要組成部分。</p><p>　　城市配送物流是一個較新的行業(yè)，是伴隨電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)化

28、、人們購物習(xí)慣的改變而產(chǎn)生的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)。在城市物流成本中，運輸和車輛配送的費用占有很大比重。我國的物流業(yè)起步較晚，在車輛調(diào)度方面的技術(shù)比較薄弱，基本上還處于憑經(jīng)驗進行調(diào)度的階段。伴隨著連鎖商業(yè)、大型賣場等現(xiàn)代流通業(yè)、電子商務(wù)和電話購物等業(yè)態(tài)的發(fā)展，城市物流配送面臨著諸多問題：城市道路網(wǎng)日趨復(fù)雜、交通管制、交通擁堵、客戶訂單數(shù)量增長、客戶地點不斷變動、客戶收取貨時間窗變化、配送車輛增多等等，造成運輸資源管理難度大、車輛利用率低、員工工作強

29、度增加、成本日益升高、盈利水平下降等等難題。</p><p>　　在這樣的背景下，為了提高物流運輸?shù)哪芰?，利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以在物流運輸時間、效率等各個方面降低物流成本，提高物流運輸能力，對物流業(yè)的發(fā)展可以提供很大的幫助[1]。</p><p>　　1.2國內(nèi)外物流研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1物流市場現(xiàn)狀</p><p>&

30、lt;b>　　一、國際情況</b></p><p>　　發(fā)達國家早在二次大戰(zhàn)以后，就已將軍事上的后勤概念和先進的物流運作技術(shù)運用到經(jīng)濟生活中，配送已經(jīng)成為制造商和經(jīng)銷商普遍接受和采用的物流體制和物流方式。歐洲、美國、日本等發(fā)達國家的物流配送發(fā)展十分完善，已經(jīng)形成了規(guī)?；?、社會化、專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化的物流與配送系統(tǒng)。</p><p><b>　　1、配送規(guī)?；?。<

31、;/b></p><p>　　在發(fā)達國家，在很多產(chǎn)品的供貨總量中(食品、服裝、家電等產(chǎn)品)通過配送方式供應(yīng)到經(jīng)營者或用戶手中的比例己高達50—90％。20世紀(jì)80年代以來，配送貨物品種從輕工產(chǎn)品擴大到半成品、原材料。由于道路交通基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，發(fā)達國家的配送范圍己延伸到省際、國際。</p><p>　　2、配送方式社會化。</p><p>　　在發(fā)達國家，

32、配送方式多種多樣，除幾種基本的配送形式外，目前產(chǎn)生了多種形式的社會性配送體制。其中與公司物流配送體系相似的“社會性聯(lián)合配送”。由于社會性聯(lián)合配送能有效利用社會閑置資源，不僅提高了社會資源的有效使用率，也帶來了巨大的經(jīng)濟、社會效益，因此這種社會性聯(lián)合配送發(fā)展速度很快。</p><p>　　3、配送作業(yè)專業(yè)化。</p><p>　　發(fā)達國家的配送行業(yè)在硬件設(shè)施及管理、運作方面專業(yè)化程度高。立體

33、倉庫、各種高層貨架、自動揀選設(shè)備、輸送設(shè)備、檢驗識別裝置都有廣泛的應(yīng)用。在軟件方面，自動識別系統(tǒng)、數(shù)碼掃描揀選系統(tǒng)、自動揀選定位系統(tǒng)、數(shù)控分揀系統(tǒng)、自動存貨、補貨技術(shù)都屬于專業(yè)領(lǐng)先地位。</p><p>　　4、物流配送網(wǎng)絡(luò)化。</p><p>　　在發(fā)達國家，配送業(yè)務(wù)中的各節(jié)點相互配合協(xié)調(diào)，形成配送網(wǎng)絡(luò)，同時通過全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(gps)對配送貨物進行網(wǎng)絡(luò)定位和跟蹤，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實時跟蹤與控

34、制。[2]</p><p><b>　　二、國內(nèi)情況</b></p><p><b>　　1、發(fā)展較遲緩。</b></p><p>　　2、國外的各類物流企業(yè)進入中國，給中國的物流企業(yè)帶來壓力與動力。</p><p>　　近十年來，、美國的聯(lián)邦快遞以及日本的“宅急便”等各國的物流企業(yè)紛紛進入中國市場

35、，以其優(yōu)質(zhì)的服務(wù)呈現(xiàn)良好的發(fā)展勢頭，給國內(nèi)的物流企業(yè)帶來生存與發(fā)展的壓力。但國外物流企業(yè)沒有完備的基礎(chǔ)設(shè)施，因此，應(yīng)借鑒國內(nèi)各中心試點的成功經(jīng)驗與國外物流企業(yè)的先進管理方式與手段，來提高專業(yè)水平。 </p><p>　　3、國內(nèi)物流業(yè)重復(fù)建設(shè)嚴(yán)重。</p><p>　　各地有大量的閑置倉庫和車輛，全國物流業(yè)普遍存在倉庫利用率低、貨運量不足的現(xiàn)象，并且各種運輸方式之間沒有合理配合。</

36、p><p>　　4、各地區(qū)配送業(yè)務(wù)發(fā)展水平參差不齊。</p><p>　　全國已有許多省(區(qū))市不同程度地開展了配送活動，但發(fā)展水平差異明顯，有的配送組織已經(jīng)運用了自動揀選、加工、數(shù)碼監(jiān)控等高科技設(shè)備，但有些僅是在原有倉儲業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上增添了簡單的運貨業(yè)務(wù)，仍處于落后的手工作業(yè)階段。</p><p>　　我國的傳統(tǒng)儲運包括鐵路運輸、公路運輸、水運、航空運輸?shù)确绞?。國有儲運

37、企業(yè)的設(shè)施設(shè)備主要是在20世紀(jì)60年代大規(guī)模的基本建設(shè)時期建成的，陳舊、老化、不配套是普遍現(xiàn)象，設(shè)施設(shè)備的利用率一直維持在50％左右。盡管如此，這些企業(yè)依靠占有的大量地皮和以前國家投資的大量設(shè)備，可以獲得比較穩(wěn)定的收入，因此很少有大的改革。這些傳統(tǒng)儲運企業(yè)在機制和管理上明顯落后于新興的物流企業(yè)，目前已面臨生存與發(fā)展的危機。</p><p>　　傳統(tǒng)儲運無論是經(jīng)營觀念、運作形式、業(yè)務(wù)內(nèi)容、管理方式還是硬件設(shè)施設(shè)備都

38、遠遠不能滿足我國改革開放和生產(chǎn)、流通的需要。因此，怎樣將傳統(tǒng)儲運業(yè)向現(xiàn)代物流轉(zhuǎn)化，成為國內(nèi)物流業(yè)涉及面很廣的一項緊迫任務(wù)。</p><p>　　中國物流業(yè)作為新興產(chǎn)業(yè)，發(fā)展中存在著明顯的問題，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是全社會物流運行效率偏低，社會物流總的費用與GDP的比率高出發(fā)達國家1倍左右；二是社會化物流需求不足和專業(yè)化物流供給能力不足的問題同時存在；三是物流基礎(chǔ)設(shè)施能力不足，尚未建立布局合理、銜接順暢、能力

39、充分、高效便捷的綜合交通運輸體系，物流園區(qū)、物流技術(shù)裝備等能力有待加強；四是地方封鎖和行業(yè)壟斷對資源整合和一體化運作形成障礙，物流市場還不夠規(guī)范；五是物流技術(shù)、人才培養(yǎng)和物流標(biāo)準(zhǔn)還不能完全滿足需要，物流服務(wù)的組織化和集約化程度不高。</p><p>　　1.2.2物流市場預(yù)測</p><p>　　一、物流、配送規(guī)模及比例逐年上升</p><p>　　物流的發(fā)展水平已

40、被作為衡量一個國家經(jīng)濟發(fā)展水平的指標(biāo)之一。隨著中國加入WTO，中國的物流業(yè)在未來幾年內(nèi)將有一個大的發(fā)展高潮。目前我國配送范圍的種類和品種己從生產(chǎn)資料的原材料、半成品、產(chǎn)成品擴大到生活資料的食品、果蔬、日用工業(yè)品等。隨著生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模和產(chǎn)品銷售區(qū)域的擴大，愈來愈多的企業(yè)縮小自辦的物流業(yè)務(wù)，逐漸委托給第三方。越來越多的企業(yè)正在尋找新的物流代理商。美國、日本等發(fā)達國家的數(shù)據(jù)也表明為工業(yè)生產(chǎn)和零售企業(yè)服務(wù)的第三方物流企業(yè)承擔(dān)的物流量占全部物流量的

41、60％以上，并呈上升趨勢。隨著新型的生產(chǎn)、流通方式(如直銷、連鎖、電子商務(wù)、郵購、電視購物等)的大量推行，物流、配送的規(guī)模還將進一步擴大。</p><p>　　二、物流向社會化、專業(yè)化、規(guī)模化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化發(fā)展。</p><p><b>　　1.3改進策略</b></p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有傳感器低功耗，微型化，高度集成，低價格，

42、節(jié)點可密集布設(shè)，是協(xié)作式、自組織、無線網(wǎng)絡(luò)的特點，具有精度高，靈活性強，可靠性高，經(jīng)濟性好等優(yōu)點，將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與物流配送相結(jié)合，使用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可根據(jù)貨物的情況臨時布設(shè)網(wǎng)絡(luò)，由于其精度高，靈活性強，可靠性高的特點，使其可以準(zhǔn)確的采集所需要的物品的相關(guān)信息，這樣將收集到的信息準(zhǔn)確實時的輸入計算機進行計算機運算，結(jié)合多種成本因素，如運送路程，物品重量，物品個數(shù)，汽車耗油量等因素，通過一系列算法，得出最優(yōu)路徑，這樣就不必將貨物集

43、中至物流倉庫再統(tǒng)一配送，而是在收到貨物的同時即可對貨車進行發(fā)運調(diào)度直接指揮送貨車發(fā)至訂貨地點，這樣即節(jié)省了物流運輸中路徑調(diào)度中的成本，也節(jié)省了倉儲成本，使物流成本大大降低。[3]</p><p>　　1.3.1主要研究內(nèi)容</p><p><b>　　一、數(shù)據(jù)采集方式</b></p><p>　　1.將貨品信息（貨物名稱、貨物保存時間、貨物特殊

44、要求、貨物運送時限、發(fā)貨點地址、收貨點地址等）輸入電子標(biāo)簽。</p><p>　　2.使用RFID讀卡器將電子標(biāo)簽上的貨物信息讀入并輸送至車載的無線傳感器中。[4]</p><p>　　采集方式如圖1-1所示</p><p>　　圖1-1數(shù)據(jù)采集方式</p><p>　　二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　

45、1.無線傳感器網(wǎng)絡(luò)選用基于Zigbee的技術(shù)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)的每個接入點所能接納的傳感器節(jié)點數(shù)遠遠低于所標(biāo)稱的255個，為了達到傳感器網(wǎng)絡(luò)密集覆蓋的目的，必須進行復(fù)雜的組網(wǎng)。</p><p>　　2.本論文采用的組網(wǎng)方式為基于Zigbee并采用全球移動通訊系統(tǒng)（GSM Global System for Mobile Communications）進行數(shù)據(jù)通信傳感器網(wǎng)絡(luò)，它是由大量的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、匯節(jié)點和GS

46、M數(shù)據(jù)傳輸模塊組成的分布式系統(tǒng)?；趥鞲衅鞴?jié)點的分層結(jié)構(gòu)具有天然的分布式處理能力，每個傳感器節(jié)點都把數(shù)據(jù)傳給傳感器節(jié)點網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)傳輸。中央控制中心通過GSM網(wǎng)絡(luò)與多個匯節(jié)點連接，匯節(jié)點和傳感器節(jié)點之間通過Zigbee技術(shù)實現(xiàn)無線的信息交換，帶有射頻收發(fā)器的無線傳感器節(jié)點負責(zé)對數(shù)據(jù)的感知和處理并傳送給匯節(jié)點；控制中心通過GSM網(wǎng)絡(luò)獲取采集到的相關(guān)信息，實現(xiàn)對貨物信息的有效控制和管理。</p><p>　　

47、分布在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的匯節(jié)點主要用于接收傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)上報，并將其進行融合處理，通過GSM網(wǎng)絡(luò)傳遞給中央信息控制中心。Zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的匯節(jié)點是由Zigbee模塊、16位微控制器MSP430、GSM數(shù)據(jù)模塊TC35組成。Zigbee模塊和微控制器之間的連通是通過異步串行接口實現(xiàn)的，匯節(jié)點在此傳感器網(wǎng)絡(luò)中充當(dāng)?shù)氖莻鞲衅鞴?jié)點和GSM網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)。</p><p>　　中央信息控制中心由監(jiān)控模塊、配置模塊

48、、數(shù)據(jù)庫三個部分組成，它通過GSM網(wǎng)絡(luò)與多個匯節(jié)點間接連接在一起，監(jiān)控模塊通過對通信串口的實時監(jiān)控，實現(xiàn)對分布式匯節(jié)點上報信息的及時接收、解析、處理預(yù)計發(fā)送控制信令給不同ID的匯節(jié)點實現(xiàn)對傳感器網(wǎng)絡(luò)的間接、實時性的監(jiān)督和數(shù)據(jù)采集。</p><p><b>　　三、數(shù)據(jù)庫設(shè)計</b></p><p>　　通過對本系統(tǒng)具體需求的分析研究，認為采用SQL Server系列的

49、SQL Server2005數(shù)據(jù)庫作為系統(tǒng)的中心數(shù)據(jù)庫是最適合本系統(tǒng)開發(fā)使用的數(shù)據(jù)庫工具。</p><p>　　其具體軟件平臺采用Windows 2003 企業(yè)版 SP1。</p><p>　　四、數(shù)據(jù)集中后運用最優(yōu)路徑的算法設(shè)計最優(yōu)路徑</p><p>　　本系統(tǒng)的最優(yōu)路徑算法采用粒子群優(yōu)化算法（Particle Swarm Optimization，PSO）。

50、</p><p>　　企業(yè)物流配送的要求是在滿足社會對貨物運輸?shù)男枰?、保證服務(wù)質(zhì)量的前提下，遵守車輛調(diào)度原則，實現(xiàn)車輛運輸距離最短、效益最高、成本最低、準(zhǔn)確性最高等不同的調(diào)度目標(biāo)，真正實現(xiàn)車輛調(diào)度效率最大限度的提高。</p><p>　　PSO算法簡單，易于實現(xiàn)，可調(diào)參數(shù)少，是非線性連續(xù)優(yōu)化問題、組合優(yōu)化問題和混合整數(shù)非線性優(yōu)化問題的有效優(yōu)化工具。</p><p>

51、　　1.3.2關(guān)鍵技術(shù)（按照物流過程排列）</p><p>　　一、射頻識別技術(shù)（RFID）</p><p>　　RFID技術(shù)的作用是信息采集，在本系統(tǒng)中用來讀取貨物信息。</p><p>　　定義：自動識別技術(shù)是一種自動收集數(shù)據(jù)的技術(shù)，射頻技術(shù)是自動識別技術(shù)的一種，由電子標(biāo)簽，讀寫器及其他外圍部件組成（圖1-2）：</p><p>　　a.

52、電子標(biāo)簽（Tag）：是一種攜帶數(shù)據(jù)的發(fā)射器，用于記錄貨物的固定信息，如：貨物名稱、尺寸、重量、發(fā)貨方、收貨方、發(fā)貨時間、收貨時間等信息；</p><p>　　b．RFID讀寫器：是用來讀取電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)和寫入數(shù)據(jù)到電子標(biāo)簽的收發(fā)器。</p><p><b>　　其功能主要有三：</b></p><p><b>　　1發(fā)送和接收數(shù)據(jù)；&

53、lt;/b></p><p>　　2對接收到的信息進行初始化處理；</p><p>　　3連接服務(wù)器信息傳遞到主機的數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)。</p><p>　　射頻讀寫器及其他外圍部件的結(jié)構(gòu)如圖1-2所示：</p><p>　　圖1-2 RFID讀寫器基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　優(yōu)點：提高效率，信息共享，高數(shù)據(jù)

54、密度，無線方式讀取信息，不受遮蓋、方向、位置及退化和磨損的影響，購買成本低，無運行成本，安全性能好，能多對象同時識別。</p><p>　　二、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)</p><p>　　1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定義</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部或附近的大量廉價的、具有通信、感測及計算能力的微型傳感器節(jié)點通過自組織構(gòu)成的“智能”測控網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器

55、網(wǎng)絡(luò)在軍事、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療衛(wèi)生、工業(yè)、智能交通、建筑物監(jiān)測、空間探索等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景和巨大的應(yīng)用價值，被認為是未來改變世界的十大技術(shù)之一、全球未來四大高技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一。[5]</p><p>　　2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在本系統(tǒng)中的應(yīng)用</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在本系統(tǒng)的作用是傳輸數(shù)據(jù)信息。</p><p>　　優(yōu)點：將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、GPS、GI

56、S技術(shù)集為一體，很好地實現(xiàn)了物流管理信息系統(tǒng)的實時跟蹤監(jiān)測。</p><p>　　在每個車輛都安裝一部無線傳感器，用RFID讀寫器掃描裝入貨車的貨品上的電子標(biāo)簽并將所有貨品信息數(shù)據(jù)傳感器，多個安裝有無線傳感器的車輛就形成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，這樣的網(wǎng)絡(luò)就是一個網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點通過無線通信技術(shù)相互進行信息的傳遞，每個網(wǎng)絡(luò)都有作為無線網(wǎng)關(guān)的傳感器節(jié)點，該節(jié)點具有對來自網(wǎng)絡(luò)中所有傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)進行融合，信息通

57、過無線網(wǎng)絡(luò)傳入中心數(shù)據(jù)庫。</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1-3所示：</p><p>　　圖1-3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　由于每個車輛都有傳感器節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)中的眾多傳感器節(jié)點就形成了一個個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，傳感器節(jié)點收集數(shù)據(jù)發(fā)送給無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點（網(wǎng)絡(luò)中離服務(wù)器最近的傳感器節(jié)點），無線網(wǎng)關(guān)節(jié)點對數(shù)據(jù)進行處理后，采用無線廣域網(wǎng)通信技術(shù)（GSM-

58、Global System for Mobile Communications，全球移動通訊系統(tǒng)）與跟蹤網(wǎng)絡(luò)通信，實現(xiàn)把數(shù)據(jù)發(fā)給中心服務(wù)器，中心服務(wù)器把這些數(shù)據(jù)存儲在一個實體數(shù)據(jù)庫（中心數(shù)據(jù)庫）中，可對車輛/貨物信息實時更新。網(wǎng)絡(luò)中心既可為車輛計算最優(yōu)送貨路徑，也可以對所有貨物信息進行實時掌握。</p><p><b>　　三、最優(yōu)路徑算法</b></p><p>　

59、　車輛路線問題（Vehicle Routing Problem VRP）是指在一定的約束下，根據(jù)已知的待服務(wù)客戶的網(wǎng)點布局、物流配送中心的位置、車輛的最大負荷等信息，為車隊組織出適當(dāng)?shù)男熊嚶肪€分送貨物。</p><p>　　帶時間窗VRP(VRP with Time Windows, VRPTW)是帶裝載能力約束的CVRP（Capacitated VRP,CVRP）的擴展。CVRP一般可以這樣描述：對于未知和貨物

60、需求量一定的顧客群，企業(yè)的物流配送中心按照客戶的要求，用多輛車輛向多個客戶送貨。每輛車載重量一定，每條配送路徑上各個客戶需求量之和不超過配送車輛的載重量。要求快速合理安排車輛配送路線，使得貨物能及時、準(zhǔn)確無誤送達顧客手中，并且似的配送成本最低。</p><p>　　本論文所采取的最優(yōu)路徑算法為粒子群優(yōu)化算法。粒子群優(yōu)化（Particle Swarm Optimization，PSO）算法是用過群體中粒子間的合作與

61、競爭產(chǎn)生的群體智能指導(dǎo)優(yōu)化搜索，是一種典型的基于群體智能理論的全局搜索策略，但是其采用的速度-位移模型操作簡單。粒子群優(yōu)化算法是一種跟高效的搜索算法。</p><p><b>　　1.4論文組織結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　本論文主要圍繞物流運輸調(diào)度來進行的，并圍繞這一課題對相關(guān)的技術(shù)：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，SQL Server，調(diào)度算法等進行了介紹。本文的組織結(jié)構(gòu)如下

62、：</p><p>　　第一章前言，包括課題背景，國內(nèi)外物流研究現(xiàn)狀，改進策略的主要研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)和論文的組織結(jié)構(gòu)。</p><p>　　第二章對項目進行可行性研究，從優(yōu)化的物流系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟、操作等方面對其可行性進行了分析，并作出了新物流系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖、數(shù)據(jù)流圖以及數(shù)據(jù)字典。</p><p>　　第三章需求分析對新系統(tǒng)的各個方面進行了需求分析。</p

63、><p>　　第四章總體設(shè)計，對物流路徑調(diào)度與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合的系統(tǒng)進行總體分析。</p><p>　　第五章詳細設(shè)計，介紹系統(tǒng)設(shè)計涉及到的最優(yōu)路徑算法、多目標(biāo)配送線路優(yōu)化輔助平臺的創(chuàng)建、數(shù)據(jù)庫設(shè)計以及界面設(shè)計。</p><p>　　第六章實現(xiàn)，介紹最佳物流路徑調(diào)度的核心算法以及系統(tǒng)測試與調(diào)試。</p><p>　　第七章維護。介紹了系統(tǒng)維護

64、的類型和方法。</p><p>　　第八章總結(jié)。對本論文進行總結(jié)。</p><p><b>　　2項目可行性研究</b></p><p>　　現(xiàn)代物流行業(yè)飛速發(fā)展，傳統(tǒng)物流行業(yè)的操作模式已不能適應(yīng)現(xiàn)代的物流需求，如何縮短物流過程所用時間，降低產(chǎn)品庫存，加速對市場的反映速度，是所有物流企業(yè)所面對的問題。</p><p>　

65、　本論文對物流系統(tǒng)的優(yōu)化能幫助企業(yè)實現(xiàn)對物流運輸過程的優(yōu)化調(diào)度和動態(tài)控制，高效整合企業(yè)的物流業(yè)務(wù)，以全面提高經(jīng)濟效益和效率為目的，提供高效、實用、技術(shù)的物流管理系統(tǒng)的運營手段。</p><p>　　2.1國內(nèi)傳統(tǒng)物流系統(tǒng)</p><p>　　以國有大型物流企業(yè)為代表的傳統(tǒng)物流行業(yè)，設(shè)備技術(shù)落后，信息更新不及時，一些物流公司仍采用半自動化，甚至手工操作的方式，如入庫登記和出庫登記由管理員手工

66、登記，操作過程復(fù)雜，業(yè)務(wù)信息繁多，圍繞這些信息的處理也很繁雜。由于信息共享不充分，信息更新不及時，導(dǎo)致送貨方式的不夠合理，沒有實現(xiàn)車輛利用率最大化，送貨線路合理化，這樣的物流方式已遠遠跟不上社會效率第一的理念。[1]</p><p>　　物流行業(yè)競爭日以激烈，這種競爭，一方面表現(xiàn)在發(fā)展客戶的市場開拓上，另一方面表現(xiàn)在收集、處理信息的速度、廣度和深度，以及在業(yè)務(wù)操作中，對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性和嚴(yán)密性上，而更高層次上

67、，還涉及到公司整體業(yè)務(wù)的控制和協(xié)調(diào)。</p><p>　　傳統(tǒng)物流系統(tǒng)（圖2-1）的缺點：信息共享不及時，信息更新不及時，送貨不夠合理，送貨時間長，貨物到貨時間延遲。</p><p>　　圖2-1 現(xiàn)有物流系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖</p><p>　　2.2優(yōu)化的物流系統(tǒng)</p><p>　　采用射頻技術(shù)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的方式獲取貨物信息，將獲取的

68、數(shù)據(jù)信息經(jīng)由無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至控制中心，中心數(shù)據(jù)庫將具體數(shù)據(jù)結(jié)合地理信息系統(tǒng)GIS（Geographic Information System）、電子地圖EM（Electronic Map）等方面的信息，，通過最優(yōu)路徑算法的計算得出最優(yōu)路徑，再將結(jié)果發(fā)送至車載GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）中，司機獲取了送貨路線信息，進行科學(xué)送貨。</p><p>　　其過程如圖2-2

69、所示：</p><p>　　圖2-2 新物流系統(tǒng)流程圖實體圖</p><p>　　由此實現(xiàn)了自動化的物流運輸方式，節(jié)省運輸時間、節(jié)約運輸成本，提高了物流效率。</p><p>　　2.3優(yōu)化系統(tǒng)可行性分析</p><p>　　2.3.1技術(shù)可行性</p><p><b>　　一、電子射頻技術(shù)</b>

70、;</p><p>　　在多目標(biāo)識別、高速運動物體識別和非接觸識別方面，RFID技術(shù)顯示出其在各個領(lǐng)域的巨大發(fā)展?jié)撃堋?lt;/p><p>　　自2006年依賴，許多國際工業(yè)組織創(chuàng)建了開放、統(tǒng)一的RFID標(biāo)準(zhǔn)，使其具有很大的兼容性。</p><p><b>　　二、無線傳感器</b></p><p>　　基于Zigbee的傳

71、感器節(jié)點，具有低功耗，適應(yīng)性強的特點，Zigbee設(shè)備為低功耗設(shè)備，其發(fā)射輸出0dbm～3.6dbm，通信距離為30米～70米，具有能量檢測和鏈路質(zhì)量指示，根據(jù)這些檢測結(jié)果，設(shè)備可自動調(diào)整設(shè)備的發(fā)射功率，在保證通信鏈路質(zhì)量的條件下，最少地消耗設(shè)備能量，在休眠狀態(tài)下，功耗電流約為30uA。</p><p>　　在傳感器通信時，Zigbee建立一次連接的時間約為20ms，這樣短的連接時間可以大大減少傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點上報

72、給匯節(jié)點數(shù)據(jù)碰撞的概率。</p><p>　　在網(wǎng)絡(luò)安全方面，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在Zigbee的基礎(chǔ)上上，采用了密鑰長度為128位的加密算法，對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息盡享加密處理。[6]</p><p><b>　　三、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)</b></p><p>　　隨著無線傳感器技術(shù)的不斷提高，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)也日趨完善，將電子射頻技術(shù)，無線傳感器技術(shù)，全球

73、移動通訊系統(tǒng)技術(shù)（Global System for Mobile Communications，GSM），數(shù)據(jù)庫技術(shù)等融合在一起的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在技術(shù)上都采用目前比較先進的技術(shù)，可大大提高物流效率。</p><p>　　四、SQL server數(shù)據(jù)庫</p><p>　　SQL Server數(shù)據(jù)庫具有良好的性能和簡單易行的操作方法，技術(shù)成熟，具有：高可用性、可編程性、安全性強、可伸縮性、

74、高異步處理能力等優(yōu)點。 </p><p>　　五、多目標(biāo)最優(yōu)路徑算法</p><p>　　帶時間窗的物流配送優(yōu)化算法目前已經(jīng)有了一個較為成熟的算法，經(jīng)過大量研究人員幾年的研究和實際運用，其已經(jīng)成為了一個能廣泛應(yīng)用于物流配送優(yōu)化的可行方法。</p><p>　　六、采用建議方案可能帶來的影響</p><p>　　本技術(shù)方案可以大大縮短運輸時間，

75、運輸過程中的運輸費用，提高物流效率，從而減少物流成本，提高服務(wù)質(zhì)量。</p><p>　　2.3.2經(jīng)濟可行性</p><p><b>　　一、電子射頻技術(shù)</b></p><p>　　RFID設(shè)備成本低廉，尤其是在2006年以來，RFID設(shè)備制造商開始銷售支持新標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽和讀寫器，導(dǎo)致供應(yīng)的增加以及RFID設(shè)備價格進一步降低。</p

76、><p><b>　　二、無線傳感器</b></p><p>　　無線傳感器價格低廉，性能良好，在架構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)中大大降低了系統(tǒng)的建設(shè)成本，隨著技術(shù)的發(fā)展與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛采用，單一傳感器節(jié)點的造價會越來越低，其在造價上的優(yōu)勢越來越明顯。</p><p>　　三、SQL server數(shù)據(jù)庫</p><p>　　SQL Se

77、rver 2005數(shù)據(jù)庫在同類數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品中其性價比相對較高，價格比較適中，經(jīng)濟適用性良好。</p><p>　　四、多目標(biāo)最優(yōu)路徑算法</p><p>　　多目標(biāo)最優(yōu)路徑算法，設(shè)計好后經(jīng)過試運行無誤即可使用，無實體設(shè)備的損耗，只要代碼完整，易于維護即可，代價不高，經(jīng)濟性良好。</p><p><b>　　五、效益</b></p>

78、<p>　　無線傳感器架構(gòu)可以實時采集貨物信息，使信息采集更加方便快捷，通過計算機計算，在貨物裝車車輛啟動時已經(jīng)計算出最優(yōu)路徑，使貨物直接發(fā)往目的地，節(jié)省多種費用，例如運輸成本、運輸時間、倉儲時間等。</p><p>　　2.3.3操作可行性</p><p><b>　　一、電子射頻技術(shù)</b></p><p>　　RFID技術(shù)最大的

79、優(yōu)點即減少了人工干預(yù)，只需將貨物數(shù)據(jù)寫入電子標(biāo)簽，使用讀寫器即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)讀取，操作簡單，無需打開物品包裝就可以通過掃描貨品電子標(biāo)簽的方式來收集數(shù)據(jù)，在惡劣的環(huán)境也可準(zhǔn)確的確定貨品信息，并且可以以很快的速度一次掃描多個貨品。</p><p><b>　　二、無線傳感器</b></p><p>　　無線傳感器體積小，在操作上具有易于安裝，易于操作，易于維護的特點。<

80、/p><p>　　三、SQL server數(shù)據(jù)庫</p><p>　　1使用方便：免費下載，免費再分發(fā)，免費嵌入，易于使用。</p><p>　　2簡化管理、易于部署：自動調(diào)整為最佳性能的數(shù)據(jù)庫。 </p><p>　　四、多目標(biāo)最優(yōu)路徑算法</p><p>　　帶時間窗的物流配送優(yōu)化算法由于是比較成熟的算法，所以只要將

81、算法設(shè)計好，使用十分方便，而且易于維護。</p><p>　　2.3.4新物流系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖</p><p>　　新物流系統(tǒng)的系統(tǒng)流程圖如圖2-3所示：</p><p>　　圖2-3新物流系統(tǒng)流程圖</p><p>　　2.3.5新物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖</p><p>　　新物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖如圖2-4，圖2-5，圖2

82、-6所示：</p><p>　　圖2-4新物流系統(tǒng)基本系統(tǒng)模型</p><p>　　圖2-5 新物流系統(tǒng)的功能級數(shù)據(jù)流圖</p><p>　　圖2-6 新物流系統(tǒng)把處理事務(wù)功能進一步分解后的數(shù)據(jù)流圖</p><p>　　2.3.6新物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典</p><p>　　新物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典如圖2-7所示：</p

83、><p>　　圖2-7-1 新物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典—貨物信息</p><p>　　圖2-7-2 新物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典—送貨車輛</p><p>　　圖2-7-3 新物流系統(tǒng)的數(shù)據(jù)字典—電子地圖</p><p><b>　　2.3.7總結(jié)</b></p><p>　　由以上分析可知，新系統(tǒng)在保留原有系統(tǒng)可

84、行性的同時，充分彌補了其信息共享不及時，信息更新不及時，送貨不夠合理，送貨時間長，貨物到貨時間延遲的不足，無論從技術(shù)、經(jīng)濟、操作各個角度，優(yōu)化的物流系統(tǒng)十分可行且事在必行。</p><p><b>　　3需求分析</b></p><p><b>　　3.1物流路徑調(diào)度</b></p><p>　　3.1.1物流路徑調(diào)度的意

85、義</p><p><b>　　一、物流的概念</b></p><p>　　物流簡單的講就是商品流通，但隨著經(jīng)濟的發(fā)展，物流已經(jīng)不僅僅是商品流通本身，它所致的范圍非常廣泛，包括運輸、儲存、配送、裝卸、保管、物流信息管理等一系列活動。</p><p>　　二、信息在物流過程中的重要性</p><p>　　在現(xiàn)代物流中，信息

86、起著非常關(guān)鍵的作用，商品的流動要準(zhǔn)確、快速地滿足消費者的需求，離不開信息流動，資金的及時回籠也離不開相關(guān)信息的反饋。通過信息在物流系統(tǒng)中快速、準(zhǔn)確和實時的流動，可使企業(yè)迅速地對市場做出及時的反應(yīng)，從而實現(xiàn)商流，信息流，資金流的良性循環(huán)?，F(xiàn)代物流是一系列繁雜而精密的活動，要計劃，組合，控制和協(xié)調(diào)這一活動，離不開信息技術(shù)的支持。</p><p>　　三、物流路徑調(diào)度的意義</p><p>　　

87、現(xiàn)代物流就是通過倉儲、運輸、配送等全面綜合的管理，令整個物流過程縮短時間及降低成本，故現(xiàn)代物流在商業(yè)營運流程的地位更為重要，主要原因：</p><p>　　1.商業(yè)流程縮短：制造業(yè)者為掌握銷路與利潤，逐漸向下游整合，以致中游的批發(fā)者或中間商生存空間壓縮，甚至被制造業(yè)者或零售業(yè)者所取代，形成商業(yè)流程縮短的現(xiàn)象。 </p><p>　　2.連鎖店興起：為增強競爭能力，形成擴大銷售規(guī)模以降低銷售

88、成本，企業(yè)化的連鎖經(jīng)營不僅可擴大營業(yè)規(guī)模，亦可以加強對市場的滲透及銷售渠道的掌握。 </p><p>　　3.市場采取薄利多銷的策略：在市場供過于求的情況下，價格競爭往往導(dǎo)致獲利率降低，故加強各項成本控制已成為企業(yè)的求取生存發(fā)展之道。</p><p>　　3.1.2物流管理的目標(biāo)</p><p>　　在企業(yè)運作中，物流被看成是企業(yè)與其供貨商和客戶相聯(lián)系的工具。一個企

89、業(yè)的物流，其目的在于幫助企業(yè)按最低的總成本創(chuàng)造客戶價值。物流作業(yè)可分成三個領(lǐng)域：配送，制造和采購。這三個領(lǐng)域的結(jié)合使得在特定位置和地點、供應(yīng)源和客戶之間進行材料、半成品和成品等運輸?shù)木C合管理成為可能。企業(yè)通過存貨的移動(存貨流)使物流過程增值。 </p><p>　　物流管理的目標(biāo)主要包括：快速響應(yīng)、最小變異、最低庫存、整合運輸、產(chǎn)品質(zhì)量以及生命周期支持等。</p><p>　　一、快速響

90、應(yīng)：關(guān)系到能否及時滿足客戶的服務(wù)需求的能力。、</p><p>　　二、最小變異：就是盡可能控制任何破壞物流系統(tǒng)表現(xiàn)的、意想不到的事件。如：送貨時間被延遲、貨物損壞、貨物交付到不正確的地點等。</p><p>　　三、最低庫存：的目標(biāo)是減少資產(chǎn)負擔(dān)和提高相關(guān)的周轉(zhuǎn)速度。</p><p>　　四、整合運輸： 一般運輸規(guī)模越大及需要運輸?shù)木嚯x越長，運輸成本就越低。這就需

91、要把小批量的裝運聚集成集中的、具有較大批量的整合運輸。</p><p>　　五、產(chǎn)品質(zhì)量：物流作業(yè)必須在任何時間、跨越廣闊的地域進行，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求被強化。</p><p>　　六、產(chǎn)品生命周期和支持：某些對產(chǎn)品生命周期嚴(yán)格需求的行業(yè)，回收已流向客戶的過期存貨時構(gòu)成物流作業(yè)成本的重要部分。</p><p>　　3.2路徑調(diào)度系統(tǒng)的需求</p><

92、;p>　　3.2.1功能需求與性能需求</p><p>　　1．規(guī)范，完善的基礎(chǔ)信息設(shè)置，高效的信息整合、計算、發(fā)布；</p><p>　　2．全方位信息查詢功能；</p><p>　　3．統(tǒng)一、良好的操作界面，保證系統(tǒng)易用性；</p><p>　　4．響應(yīng)時間快（小于10min）；</p><p>　　5．信息

93、容量大，可同時允許50輛車的信息同時傳輸；</p><p><b>　　6．安全性能良好。</b></p><p>　　3.2.2可靠性與可用性需求</p><p>　　1．該系統(tǒng)在一個月內(nèi)不允許出現(xiàn)兩次以上故障；</p><p>　　2．電子標(biāo)簽損壞率小于20次/月；</p><p>　　3．無

94、線傳感器損壞率小于5次/月；</p><p>　　4．主服務(wù)器及備用，至少有一個可用，且在一個月內(nèi)任何一臺服務(wù)器不可使用時間不能超過鐘時間的2%。</p><p>　　3.2.3可擴充性需求</p><p>　　系統(tǒng)具有內(nèi)容和容量上的可擴充性。</p><p><b>　　4總體設(shè)計</b></p><

95、;p>　　4.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　4.1.1傳感器節(jié)點</p><p>　　傳感器節(jié)點由傳感器、處理、無線通信和能量供應(yīng)四個模塊部分(如圖4-1所示)。傳感器模塊負責(zé)環(huán)境信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；處理模塊控制整個傳感器節(jié)點的操作，處理本身采集的數(shù)據(jù)和其它節(jié)點發(fā)來的數(shù)據(jù)，運行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議使傳感器節(jié)點互聯(lián)，為網(wǎng)絡(luò)以便協(xié)作工作；無線通信模塊負責(zé)與其它傳感器節(jié)點進行通信，交換控制消

96、息和數(shù)據(jù)消息；能量供應(yīng)模塊為傳感器節(jié)點提供運行所需的能量，通常是微型蓄電池。[7]</p><p>　　圖4-1　傳感器節(jié)點的體系結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖4-2，系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點、網(wǎng)關(guān)和服務(wù)器。</p><p>　　圖4-2　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)</p

97、><p>　　傳感器節(jié)點可以完成環(huán)境監(jiān)測、目標(biāo)發(fā)現(xiàn)、位置識別或控制其他設(shè)備的功能；此外還具有路由、轉(zhuǎn)發(fā)、融合、存儲其他節(jié)點信息等功能。</p><p>　　網(wǎng)關(guān)負責(zé)連接無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和外部網(wǎng)絡(luò)的通信，實現(xiàn)兩種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，發(fā)送控制命令到傳感器網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部節(jié)點，以及傳送節(jié)點的信息到服務(wù)器。</p><p>　　服務(wù)器用于接收監(jiān)測區(qū)域的數(shù)據(jù)，用戶可遠程訪問服務(wù)器，從而

98、獲得監(jiān)測區(qū)域內(nèi)監(jiān)測目標(biāo)的狀態(tài)以及節(jié)點和設(shè)備的工作情況。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)中，用戶終端可以在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)隨意移動而保持通信。一方面，網(wǎng)絡(luò)信息交換采用了計算機網(wǎng)絡(luò)中的分組交換機制；另一方面，用戶終端是可以移動的便攜式終端，用戶可以隨時處于移動或者靜止?fàn)顟B(tài)。[8]</p><p>　　4.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點</p><p>　　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常具有如下主要

99、特點：</p><p>　　一、自組織無中心網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點具有自動組網(wǎng)功能，節(jié)點能相互通信協(xié)調(diào)工作。網(wǎng)絡(luò)中沒有嚴(yán)格的控制中心，所有節(jié)點的地位平等，是一種對等式網(wǎng)絡(luò)。節(jié)點能夠隨時加入和離開網(wǎng)絡(luò)，任何節(jié)點的故障都不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運行，具有很強的抗毀性。</p><p>　　二、網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)動態(tài)變化</p><p>　

100、　在網(wǎng)絡(luò)中，由于用戶終端的隨機移動、節(jié)點的隨時開機和關(guān)機、無線信道間的相互干擾以及地形等綜合因素的影響，移動終端間通過無線信道形成的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)隨時可能發(fā)生變化，而且變化的方式和速度都是不可預(yù)測的。</p><p>　　節(jié)點受通信距離、功率控制或節(jié)能的限制，當(dāng)節(jié)點無法與網(wǎng)關(guān)直接通信時，需要由其他節(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)完成數(shù)據(jù)的傳輸，因此網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸路由是多跳的。在某些特殊的應(yīng)用中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是移動的，傳感器節(jié)點可能會因能量

101、消耗完或其他故障而終止工作，這些因素都會使網(wǎng)絡(luò)拓撲發(fā)生變化。</p><p><b>　　三、多跳網(wǎng)絡(luò)</b></p><p>　　由于移動終端的發(fā)射功率和覆蓋范圍有限，當(dāng)終端要與覆蓋范圍之外的終端進行通信時，需要利用中間節(jié)點進行轉(zhuǎn)發(fā)。如圖4-3所示。</p><p>　　圖4-3 移動自組網(wǎng)絡(luò)的多跳組網(wǎng)方式</p><p&

102、gt;　　4.2物流路徑調(diào)度與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合</p><p>　　4.2.1物流路徑調(diào)度與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的必要性</p><p>　　物流是一個較新的行業(yè)，是伴隨電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)化、人們購物習(xí)慣改變而產(chǎn)生的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)。在城市物流成本中，運輸和車輛配送的費用占有很大比重。我國的物流業(yè)起步較晚，在車輛調(diào)度方面的技術(shù)比較薄弱，基本上還處于憑經(jīng)驗進行調(diào)度的階段。伴隨連鎖商業(yè)、大型賣場等現(xiàn)代

103、流通業(yè)、電子商務(wù)和電話購物等業(yè)態(tài)的發(fā)展，城市物流配送面臨著諸多問題：城市道路網(wǎng)日趨復(fù)雜、交通管制、交通擁堵、客戶訂單數(shù)量增長、客戶地點不斷變動、客戶收取貨時間窗變化、配送車輛增多等等，造成運輸資源管理難度大、車輛利用率低、員工工作強度增加、成本日益升高、盈利水平下降的難題。</p><p>　　一、物流路徑調(diào)度與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的好處</p><p>　　將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于物流路徑調(diào)

104、度中可以以較少的車輛、較短的里程、較低的運輸費用、較短的時間、較高的滿意度，把科學(xué)地配送路線線路發(fā)給送貨的車輛，生成裝車單和派車作業(yè)單，協(xié)同倉庫部門一起配送任務(wù)。可以將送貨過程中的各項信息輸入數(shù)據(jù)庫，實時監(jiān)督物流運輸狀況。</p><p>　　二、智能化運輸調(diào)度對于物流企業(yè)的重要性</p><p>　　對于物流中心和第三方企業(yè)的貨運配送，運輸車輛的調(diào)度是工作的重點。正確合理的調(diào)度可以有效減

105、少車輛的空駛率，實現(xiàn)合理路徑運輸，從而有效減少運輸成本，節(jié)約運輸時間，提高經(jīng)濟效益。智能化的調(diào)度離不開智能化的運輸管理系統(tǒng)，智能運輸系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，ITS）的核心是應(yīng)用現(xiàn)代的通信、信息、網(wǎng)絡(luò)、控制和電子等技術(shù)，建立一個高效的運輸系統(tǒng)。智能運輸與物流管理作為一個快捷可靠的運輸網(wǎng)絡(luò)，降低了物流成本；反過來，物流管理也為智能運輸產(chǎn)品與服務(wù)開辟了巨大的市場，可促進智能運輸?shù)陌l(fā)展。<

106、/p><p>　　配送線路選擇的是否合理，直接決定了配送的速度、成本及總體效益。因此，智能化的調(diào)度首先要確定科學(xué)的配送線路。合理運輸就是用最少的運力，走最短的里程，花最少的費用，經(jīng)最少的環(huán)節(jié)，以最快的速度將貨物送到客戶的手中。影響運輸路線設(shè)計的因素很多，主要包括運輸距離，運輸工具，運輸時間，運輸費用等。但是這么多的目標(biāo)不可能完全達到，也就是說，運輸路徑的選擇，沒有絕對的最優(yōu)，只有相對的最優(yōu)。</p>&

107、lt;p>　　基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物流運輸調(diào)度系統(tǒng)的綜合邏輯結(jié)構(gòu)如圖4-4所示：</p><p>　　圖4-4 綜合系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)</p><p>　　4.2.2運輸車輛路徑調(diào)度系統(tǒng)</p><p>　　一、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物流路徑調(diào)度結(jié)合方式</p><p>　　將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與物流路徑調(diào)度相結(jié)合，實際上是對物流路徑調(diào)度系統(tǒng)的一個改進

108、，即將貨物運輸?shù)母鱾€節(jié)點安裝無線傳感器，這些傳感器輸入了貨物運輸節(jié)點的具體貨運信息，如:</p><p><b>　　1送貨車輛信息</b></p><p><b>　　1-1車型</b></p><p><b>　　1-2最大載重量</b></p><p><b>

109、　　1-3車輛實際容量</b></p><p><b>　　1-4車輛耗油量</b></p><p><b>　　1-5車輛平均時速</b></p><p><b>　　2送貨路況信息</b></p><p><b>　　2-1道路名稱</b>

110、</p><p><b>　　2-2路況等級</b></p><p>　　2-3道路單雙行信息</p><p>　　2-4道路限制通行車輛型號信息</p><p>　　2-5道路限制通行時間信息</p><p><b>　　3貨物信息</b></p><p

111、><b>　　3-1貨物名稱</b></p><p><b>　　3-2貨物保存時間</b></p><p>　　3-3貨物特殊要求（易碎、防潮、防擠壓等信息）</p><p><b>　　3-4貨物運送時限</b></p><p><b>　　3-5發(fā)貨點&l

112、t;/b></p><p><b>　　3-6送貨點</b></p><p>　　將貨物的這些具體信息輸入傳感器后，信息將實時錄入中心數(shù)據(jù)庫，中心數(shù)據(jù)庫將會根據(jù)這些信息中的條件限制，用路徑優(yōu)化算法以極快的時間計算出最優(yōu)路徑，并將最優(yōu)線路傳輸?shù)杰囕dGPS上，這樣，送貨司機就可以根據(jù)這樣的路況信息，以優(yōu)化的路線方式進行貨物配送。</p><p&g

113、t;　　將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)運用到路由路徑調(diào)度中，就能使貨物信息通過無線信息傳輸?shù)姆绞脚c中心數(shù)據(jù)庫溝通，這樣大大縮短了原先人工錄入信息的時間，更加具有實時性和可用性，提高配送速度，配送質(zhì)量，而且最大程度減少了倉儲量，節(jié)約成本，為企業(yè)帶來更大的利潤。</p><p><b>　　二、 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　1前臺、后臺的功能模塊設(shè)計</p>

114、<p>　　A前臺顯示、查詢功能模塊</p><p>　　主要包括各類信息的發(fā)布，詳細信息查看，信息查詢，幫助中心和后臺登陸等功能模塊。</p><p><b>　　B后臺功能模塊</b></p><p>　　主要包括企業(yè)信息管理，貨物信息管理，車輛信息管理，行業(yè)信息管理，幫助信息管理，物流知識管理，公共信息管理等功能模塊。<

115、/p><p><b>　　2系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　前臺系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖4-5所示：</p><p>　　圖4-5 系統(tǒng)前臺功能結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　后臺系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖4-6所示：</p><p>　　圖4-6 系統(tǒng)后臺功能結(jié)構(gòu)圖</p><p>