物联网是由感知层、网络层和应用层构成的层次化系统。感知层主要涉及RFID、传感器、二维码等机器设备，然后通过专用或公用网络及时、准确地传递实体基本信息，在应用平台上，利用各种先进智能技术对信息资料进行分析处理，以便对物理实体进行智能控制。传感器在基础感知层，负责对物体信息的采集和抓取，这一功能对于物联网技术的发展和应用，起着至关重要的支撑作用。

目前，智能物流是物联网发展的一个重要方向。下面就分两个方面介绍物联网环境下WSN在物流领域中的应用。

1.仓储监测

随着现代物流业的发展，作为物流配送和采购分拨的中心，物流仓储在物流系统中的重要性越来越突显，对仓储监测智能化技术要求也越来越高，将WSN引入仓储监测中，构成部署灵活的实时动态监测系统，能够克服传统仓储监测系统的技术缺陷，实现对现代仓储的全面监测和管理。

随着现代化物流的发展，许多企业对物流服务尤其是仓储服务提出了个性化的需求，例如一些大型的商场和超市要求仓储中心实现温湿度分区控制；乳制品企业在原料及成品的仓储中需要对温度进行严格控制；烟草行业对原料仓储环境的湿度比较敏感。传统的仓库环境监控系统存在现场设备众多、布线复杂、可靠性低、管理和维护成本高等问题。为实现对现代仓储的全面智能化监测和管理，根据仓储的特点，将WSN技术引入到监测系统中，构建分布式实时仓储监测系统，实现对仓储的实时动态监测和全面管理，能够第一时间发现安全隐患及危险，及时干预，防止安全事故发生。系统依据实时监测信息实现对仓储的监测、控制、分析、综合决策及调度，完成全面的综合管理，能够有效地解决这些问题，并能对多种环境参数如温度、湿度、光照度、空气含量等进行分布式监控，实现智能化仓储环境监控系统。

因此，WSN非常适合应用于仓储环境监测，其潜在优势表现在以下几个方面：

1）随机分布的节点中多角度和多方位信息的获取，使得获取的信息更全面。

2）低成本、高冗余的设计原则为整个系统提供了较强的容错能力。

3）节点与探测目标近距离接触极大地消除环境噪声对系统性能的影响。

4）节点中多种传感器的混合应用有利于提高探测的性能指标。

5）多个传感器节点协同工作可以形成覆盖面积较大的实时探测区域。

6）借助于个别具有移动能力的节点对网络拓扑结构的调整能力，可以有效地消除探测区域内的阴影和盲点。

除了利用WSN本身的特殊能力外，在物联网环境下，作为一个完整的物流仓储监控系统，对于系统和WSN提出了进一步的要求。

1）远程访问和控制能力。WSN必须能通过因特网访问，通过因特网远程控制传感器网络的监控活动。

2）足够长的生存期。一般的，仓储监控应用需要持续数月以上的时间，而节点能量来自无法补充的电池供电。需要在这样的限制条件下使WSN维持足够的有效时间。

3）感应和搜索数据能力。WSN需要能够对环境温度、湿度、光照、气体、物体的速度和加速度等所有参数进行感应和采集。

4）直接交互能力。尽管与WSN的大多数交互都是通过远程网络，但是开始部署网络时以及一些必要的人工干预操作仍然需要直接从节点读取数据。

5）数据存储和归档能力。将大量的传感器数据存储到远程数据库，并能够进行离线的数据挖掘，数据分析也是系统实现中非常重要的一个方面。

仓储监测系统网络架构图如图3.5所示。图中，传感器节点部署于整个仓储区域中，通过自组织的方式构成网络。每个节点搜集周围环境的温度、湿度、光照等信息。由于节点处于监测环境中，并且大量部署功能稍弱但非常廉价的节点，得到的监测数据能够满足一定的精度要求；同时，相比于传统的使用少数几个处理能力较强的监测设备的方法，大规模的网络具有更强的鲁棒性。传感器节点自主形成一个多跳网络。处于WSN边缘的节点必须通过其他节点向汇聚节点发送数据。由于传感器节点具有计算能力和通信能力，可以在WSN中对采集的数据进行一定的处理，这样可以大大减少数据通信量，减少靠近汇聚节点的传感器节点的转发负担，从而节省传感器节点的能耗。

图3.5 仓储监测系统网络架构图(www.daowen.com)

每个传感区域都有一个汇聚节点搜集传感器节点发送来的数据。汇聚节点负责对传感器节点采集的数据进行分析、融合和预处理，具有较强的处理、存储和通信能力。同时，它是带有无线通信接口的特殊网关设备，可以将WSN与现有仓储监控系统互联。所有的汇聚节点都连接到上层传输网络上。传输网络包括具有较强的计算能力和存储能力，并具有不间断电源供应的多个无线通信节点，提供汇聚节点和仓储监控中心之间的通信带宽和通信可靠性。

仓储本地监测中心负责搜集传输WSN送来的所有数据，发送到因特网，并将传感数据的日志保存到本地数据库中。仓储本地监测中心到因特网的连接必须有足够的带宽和链路可靠性，以避免监测数据丢失。

传感器节点搜集的数据最后都通过因特网传送到一个中心数据库存储。中心数据库提供远程数据服务，可以通过接入因特网的终端使用远程数据服务。数据中心的应用程序具有以下功能：提供比较完备的关系数据库设计，以及相应的数据库扩展功能；针对各个业务子系统，提供与数据库无关的数据接口，保证子系统的数据访问。

除上述主要组成部分以外，仓储管理还可配备RFID电子标签实现物品的自动识别和出入库，从而构成完整的仓储监管系统。

物流仓储采用无线传感器网络带来的好处包括以下几个方面。

1）节省人工采集数据的成本。

2）自动化的仓库管理作业，提高工作效率，实时了解货盘信息和它所在的位置。

3）减少管理成本和人为差错。

4）精确的进、销、存控制。

5）减少仓储环境对物品的影响。

6）快速响应顾客需求，扩大产品销售量。

2.在途监测

WSN适用于解决物流任务，当运输易腐或易损坏的货物时，WSN可以用来监测物品所处环境参数。WSN中的每个传感器节点能监测多种环境指标，如温度和湿度等。比如肉类、禽蛋、水产品、蔬菜、水果等易腐食品在运输中的温度、湿度等的环境参数监测，使食品等从生产到消费的各个环节都处于适当的环境中，可以提高食品安全和质量；对于运输重要物资或危险品的车辆，能够实现对物资信息和车辆上重要数据的实时监测，可以保障运输安全。

图3.6所示为一种物流运输装备WSN监测系统结构，主要包括集装箱内部的传感器节点、智能终端以及广域监测网，在运输车辆中构建了一个微型的无线传感器监控网络。

图3.6 物流运输装备WSN监测系统结构

物流运输装备内部监测网络由一个汇聚节点（车载智能终端）和多个随机分布的传感器节点构成，并且所有节点的通信半径为一个相同的固定值。网络工作时，汇聚节点向网络广播带有任务描述的路由创建信息。该路由创建信息以泛洪的方式在全网传播，传感器节点采集到的信息按相反的路径传送到汇聚节点。

1）传感器节点。对运输装备内部的温湿度进行探测。通过在运输车辆集装箱内部配置传感器监测节点，形成分布式探测网。每隔一定时间采集一次信号，并上行给车载智能终端。

2）车载智能终端：车载智能终端将降级的数据以GPRS无线数据传输方式发送给服务器，用户可以实时的了解在信号覆盖范围内的货物状态。车载主控部分充当WSN中的汇聚节点，处理从传感器节点及其他外围数据采集设备上采集到的数据以及完成一些控制功能，实现与外部网络的信息交互。

传感器节点通过无线通信的方式将采集到的数据发送到车载终端主控制器。车载终端与监控中心通过WSN实现数据传输及控制命令下达。通过GPRS网络，监控中心能随时了解在运物资的运输情况和途中所在位置，以及运输车辆车载容器的实时及历史数据；车载终端能够获取并根据来自监控中心的各种消息、指令对运输车辆行进线路、停靠点等进行修改。