基于移动互联网的物流货物跟踪系统架构设计

　　1 概述

　　物流货物跟踪系统是物流企业综合利用多种信息技术与通信技术，获取货物运输状态信息的计算机管理信息系统。它是物流企业信息系统的重要组成部分，它有助于物流企业提高货物运输质量与客户服务水平。

　　以我国公路货物运输企业为例，目前企业使用的物流货物跟踪系统主要是综合应用全球卫星定位系统（global position system, GPS）、地理信息系统（geograph-ic information system, GIS）和全球移动通信系统（globalsystem for mobile Communication, GSM），以及条形码或射频识别技术（radio frequency identification, RFID），实现运输车辆、货物定位跟踪、超速报警和线路报警等功能。系统开发厂商根据物流企业需求定制开发客户端/服务器模式或浏览器/服务器模式的物流货物跟踪系统。

　　传统物流货物跟踪系统在应用过程中存在以下四个方面的问题：（1）物流货物跟踪系统开发、维护成本高，相关硬件设备前期投入高；（2）物流货物跟踪系统在全社会范围内推广难度大。物流货物跟踪系统要求物流企业在运输车辆上安装 GPS 定位设备，我国公路载货车辆 90%属个体运营状态[1].对于中小型货物运输企业，尤其是从事长途货物运输的企业，企业与个体货车司机间是松散的合作关系。这种情况下要求个体货车车主为了满足企业的在途跟踪而安装 GPS 是不现实的；（3）基于卫星的定位技术受天气和位置影响比较大。

　　当遇到天气不佳、或者出入于隧道、地下通道、有高层建筑物的区域时，该技术的定位会受到影响；（4）传统的 GIS 系统用户体验较差。由于在 GIS 系统中，服务器端完成图像显示、对用户需求的响应等大量任务，同时图片与相应的数据内容是通过网络发送到浏览器，由于数据量较大且网络传输速度不理想，会造成白屏，用户等待时间过长等问题。

　　移动互联网将移动通信网络与互联网这两个发展最快、市场潜力最大、创新最活跃的领域融合在一起，开辟了通信产业发展的新时代。移动互联网借助移动终端本身的移动性、便捷性快速融入诸多实体产业，从而带动了实体产业的发展。移动互联网技术同样可以被应用于物流领域，改进传统的物流货物跟踪系统。

　　2 移动互联网概述

　　2.1 移动互联网的定义

　　移动互联网是以移动网络作为接入网络的互联网及服务[2].通俗来讲是指用户借助智能手机、平板电脑等移动终端，通过高速移动通信网络接入互联网使用互联网网络资源或相关服务。

　　2.2 移动互联网技术体系

　　移动互联网广泛地结合并交融了信息产业与通讯产业的相关服务与技术，纵观移动互联网业务与技术的发展，其主要涵盖了六大技术产业领域：移动互联网关键应用服务平台技术、面向移动互联网的网络平台技术、移动智能终端软件平台技术、移动智能终端硬件平台技术、移动智能终端原材料元器件技术和移动互联网安全控制技术[2].

　　3 基于移动互联网技术物流货物跟踪系统架构设计

　　3.1 系统组成

　　基于移动互联网技术的物流货物跟踪系统主要由移动智能终端、移动通信网络和服务器三部分组成。系统架构示意图见图所示 1.

　　3.1.1 移动智能终端

　　移动智能终端是拥有接入互联网能力，通常搭载操作系统，可根据用户需求定制化功能的硬件设备。常见的移动智能终端包括智能手机、平板电脑等。智能手机是物流货物跟踪系统的最佳选择，因其具有高速处理芯片、大容量存储器以及卫星定位芯片，价格相对低廉等特点，智能手机可实现移动定位、加载专业应用程序、通讯和数据传输的功能。

　　3.1.2 移动通信网络

　　移动通信网络是连接移动智能终端和服务器的纽带，也是整个系统正常运行的保证。它将移动智能终端采集的地理位置等信息和相关需求传输给服务器，再将服务器的反馈结果和指令传输回来。目前，我国移动通信网络正处于从 3G 向 4G 演进的过程中，4G 网络下用户在高速移动状态下数据传输速率可以达到100Mbps.4G 带来是更大的带宽、更高的容量和更低的每比特成本，在满足基本数据快速、准确传输的同时，也使实时视频监控货物这一功能更加容易实现。

　　3.1.3 服务器

　　服务器是物流货物跟踪系统的后台服务机制，它由 Web 服务器、GIS 应用服务器和数据库服务器。其中，Web 服务器在客户端产生需求时，起整合应用服务器的功能。GIS 应用服务器是整个系统的关键部分，实现对地理信息的查询与分析，并且能够及时向移动环境中的用户提供动态数据，完成对移动智能终端的监控和调度。数据库服务器是整个系统数据的存储与管理中心，它是 GIS 应用服务器数据的来源。

　　3.2 工作原理

　　物流货物跟踪系统软件部署于软件开发厂商服务器上，物流企业根据自身需求订购相应服务。同时，要求每台运输车辆司机携带智能手机作为物流货物跟踪系统的采集器。通过运行专用手机应用程序或用手机浏览器登录服务器，借助全球卫星定位技术或基于蜂窝无线网络的定位技术，智能手机将采集的位置信息传输给服务器，并接受服务器反馈的相关信息与指令。智能手机与服务器之间通过移动通信网络进行数据传输，然后转接到互联网进行通信。物流企业可以通过浏览器访问服务器应用程序，获得货物运输的在途状态等信息。

　　4 系统关键技术

　　物流货物跟踪系统中 GIS 相关技术已经十分成熟并有着广泛地应用，本节只对系统中涉及的相关移动互联网相关技术的进行介绍。

　　4.1 SaaS 技术（software as a service,软件即服务）

　　SaaS 是伴随互联网技术发展和应用软件开发技术的成熟而兴起的一种全新的软件应用模式。在这种模式下，软件厂商在云端集中部署应用软件并管理相关的数据，用户根据自身需要向厂商购买所需的软件服务。用户不需安装软件，只需要通过互联网即可享受相应的软件、硬件和维护服务[3].用户只需要根据购买软件服务的多少与使用时间的长度向厂商支付费用。

　　物流货物跟踪系统应用软件采用 SaaS 模式，会对物流企业尤其是中小型物流企业带来以下优势：（1）技术上企业无需投入成本购买任何硬件设备，也不需配备计算机专业技术人员，同时又可以使用最新的物流货物跟踪系统应用软件；（2）财务上企业以相对低廉的软件租赁费，无需一次性的大额投资，不会占用企业过多的流动资金；同时无需考虑设备折旧问题；（3）维护管理方面，系统软硬件维护由软件厂商完成，不需企业配备专门的管理、维修人员。

　　4.2 HTML5 技术（hypertext markup language,超文本标记语言）

　　HTML5 草案原名为 web applications1.0,于 2004年由网页超文木应用技术工作组提出，2007 年被万维网联盟（world wide web consortium,W3C）接纳，并成立了专门的研究组。2008 年 1 月，W3C 发布了第一份HTML5 的正式草案，2014 年 10 月，W3C 正式发布HTML5 推荐标准[4].

　　HTML5 有许多新的特性：（1）丰富的语义特性赋予网页更好的意义和结构；（2）本地存储特性使基于HTML5 开发的网页应用程序拥有更短的时间和更快的联网速度；（3）HTML5 地理定位特性充分发挥移动智能终端的定位优势，可以综合使用卫星、移动通信网络、无线局域网等途径获取用户位置信息，定位比较准确灵活，可以用以实现丰富的地图应用；（4）HTML5 提供了完善的实时通讯支持；（5）HTML5 实现了视频与音频的播放。

　　HTML5 中新增了 canvas 标签。canvas 使客户端浏览器对矢量地图的绘制和渲染无需依赖第三方插件，地图的绘制及部分用户操作的响应在客户端由JavaScript 直接完成，无需通过刷新浏览器或者向服务器再发出请求，因此大大缩短了响应时间，改进了用户体验[5].

　　4.3 基于移动通信网络的定位技术

　　基于移动通信网络的定位技术是在移动站（mobilestation,MS）接入移动通信网络后，通过检测移动站和多个基站（base station,BS） 之间传递信号的特征参数（如传播时间、幅度、相位和到达角度等）来估计移动站的具体位置[6],并将定位结果发送给定位发起者。该技术通常采用三角测量的定位原理实现，具体有起源蜂窝小区定位（cell of origin,CoO）、到达角定位（angle ofarrival,AoA）、到达时间定位（time of arrival,ToA）、增强测量时间差定位（enhanced observed time difference,E-OTD）、GPS 辅助定位（assisted GPS,A-GPS）等。

　　只要移动站（即手机）处于移动通信网络的有效范围内，即随时进行位置定位。相较于基于卫星的定位技术，基于移动通信网络的定位技术优势有：（1）定位精度较高。一般定位范围在 100~500m,A-GPS 定位技术测距精度理论上可以达到 2.93m,在室外空旷区域定位精确在 5~50m 之间[7];（2）服务可用性高。只要确保移动通信信号的覆盖，这项服务也可以用于隧道、地下通道和室内的定位。基于移动通信网络的定位主要用于移动智能终端无法接收 GPS 信号时，作为备份方案用于物流车辆定位。

　　5 结束语

　　随着移动互联网技术的不断成熟，移动智能终端的普及，以及移动互联网用户规模的不断扩大，移动互联网技术还可以在物流行业有更多的创新应用，帮助物流企业进一步提高信息化水平，降低物流成本，提高物流运作效率，从而提升企业竞争力。移动互联网技术在应用中，企业相关数据在存储与传输过程中的安全问题值得人们关注并进一步研究解决。

　　参考文献：
　　[1] 中华人民共和国国家统计局。中国统计年鉴 2014[M].北京：中国统计出版社，2014.
　　[2] 移动互联网白皮书（2011 年）[R].北京：工业和信息化部电信研究院，2011.
　　[3] 蒋凌志。移动互联网技术与实践[M].苏州：苏州大学出版社，2013:20.
　　[4] 维基百科 .HTML5[EB/OL].
　　[5] 徐莎，杨帆，徐昌庆。基于 HTML5 的 WebGIS 的研究与应用[J].信息技术，2012（4）：149-151.