资源简介

(共14张PPT)
第十七课：智慧物流
——物联网技术驱动的高效运输体系
物联网技术正在彻底改变物流行业，实现全流程智能化管理。本课程将探索智慧物流的核心技术、应用场景及未来发展。
教学目标
信息意识
理解物联网技术在物流各环节的核心作用，识别数据实时性与安全性对物流效率的影响。
计算思维
分析智慧物流的三层架构，设计符合功能需求的物流子系统方案。
数字化学习与创新
调研物流场景现状，用框架图展示智慧物流系统的技术关联。
信息社会责任
讨论物流数据隐私保护和技术滥用的伦理风险。
导入-智慧物流的挑战与机遇
观看视频：思考一下两个问题
核心问题
物联网如何降低物流成本、提升运输效率？
互动活动
"物流痛点速写"：列举物流环节的常见问题，并猜测物联网解决方案。
探索：
每次网购后，你是否好奇为何快递总能准确送到你手中 每次轻点手机，为何能实时追踪到快递的位置 这些看似普通的日常，都得益于物联网技术的支持。物联网仿佛给每一件物品赋予了“智慧”，让它们能够互相“交流”，推动物流行业的智慧化进程。
那么，什么是智慧物流
物联网技术在智慧物流场景中还有哪些应用
接下来，我们将一同探究智慧物流背后的技术原理，以及物联网技术在其中的广泛应用，最终完成智慧生活物联系统设计方案的智慧物流子方案。
智慧物流的定义
定义
通过物联网技术（条形码/RFID/传感器/GPS）+信息处理+网络通信技术，对物流全流程进行智能化升级的现代物流模式
技术基础
感知层：条形码/射频识别/传感器/GPS
平台层：信息处理系统+网络通信平台
核心功能
实时感知：全流程货物追踪定位
数据沉淀：各环节信息实时存储
智能决策:
需求/库存数据分析
优化仓储选址
智能路径规划
应用实例
实时包裹追踪系统（如菜鸟裹裹）
智能仓储管理系统（如京东亚洲一号）
动态配送路径优化（如美团智能调度）
冷链物流温控监测（医药/生鲜运输）
自动化分拣机器人应用（如顺丰智能分拨）
物联网在物流中的应用场景——仓储管理
仓储管理定义
对物流配送中心仓库和其中储存的货物进行管理。
物联网技术优势
提升仓储管理运行效率
降低管理成本
仓储管理任务
包括货物入库清点、盘点补货、传送搬运、拣货出库等任务。
仓储信息系统功能
数据查询
备份统计
报表生产与管理
应用层
自动入库、库存查询、报表生成
传输层
4G/5G网络传输库存数据
感知层
RFID标签、条码扫描设备
智能仓储管理系统通过三层架构实现全流程数字化，显著提升效率、降低成本。
应用场景——运输监测
货物位置与状态监测
实时监测货物的位置和状态，确保货物安全配送。
车辆行为跟踪
监测油耗、车速、刹车次数等驾驶行为，提高运输效率。
实时调整路线
根据天气路况等信息实时调整行车路线，确保货物准时到达。
感知层
GPS定位、温湿度传感器
传输层
无线通信实时传输数据
应用层
实时追踪、路径优化、预判到货时间
配送方可通过系统实时调整路线，避免拥堵，提高配送效率。
应用场景——快递终端
货物识别与存储
快递终端能够识别货物并进行暂存，确保货物安全存放。
智能监控系统
实时监控快递终端内的货物状态，保障货物的安全性。
自动取件通知
系统自动发送取件通知，方便用户准确取件。
感知层
二维码扫描识别包裹，实现精准定位与追踪。
传输层
物联网卡连接服务器，确保数据实时传输。
应用层
用户取件码验证、通知推送，提升用户体验。
快递员存件→系统发短信→用户输入取件码取件，全流程数字化。
做一做
请参考表格分析智慧物流中仓储管理、运输监测和快递终端等具体应用的体系结构。
层次 具体的功能或技术
感知层 感知层是智慧物流系统的基础，为智慧物流提供原始数据，确保信息的准确性和实时性。该层负责对物流运作中的各类信息进行实时感知层采集，主要依赖于各类传感器和感知技术，如条码扫描、无线射频识别、红外传感器、激光扫描仪、全球定位系统以及机器视觉等。
这些设备和技术能够识别物品、获取其状态信息（如位置、速度、方向等），以及环境参数（如温度、湿度、光照等）

传输层 传输层是智慧物流系统的核心，负责将感知层采集到的数据快速安全地送到应用层，并实现各节点之间的数据交换。该层主要依赖于各种网络技术和通信协议，如有线通信和无线通信等传递数据。这传输层些数据经过处理、分析和挖掘，会产生有价值的信息，如物品的位置追踪、状态监测、运输路径优化等。同时，传输层还需要确保数据的安全性和隐私性，通过加密技术、访问控制等手段防止数据泄露和滥用

应用层 应用层是智慧物流系统和用户的接口，基于具体的行业需求，实现应用层物联网的智能应用。该层接收传输层传递的数据，进行处理和存储，
并为用户提供决策支持和多元化的应用服务，以优化物流流程、提升用户体验和提高整体运作效率等。

做一做：智慧物流体系结构
一、仓储管理应用体系结构
层次
具体技术与功能
感知层
- RFID标签：实时识别货品身份与库存位置
- 温湿度传感器：监测仓储环境参数
- 机器视觉：自动化分拣与货架识别
- 红外传感器：检测货物堆放状态
传输层
- Wi-Fi/Zigbee/LoRa：仓库内传感器数据无线传输
- 以太网：连接仓储管理系统与中央数据库
- MQTT协议：轻量级数据传输协议
应用层
- WMS系统（仓储管理系统）：库存动态管理、出入库优化
- 大数据分析：预测库存需求与补货周期
- 数字孪生：模拟仓库运作流程优化空间利用率
二、运输监测应用体系结构
层次
具体技术与功能
感知层
- GPS/北斗：实时定位车辆位置与轨迹
- 温湿度传感器（冷链运输）：监控货物环境
- 加速度传感器：检测运输震动与异常碰撞
传输层
- 4G/5G网络：实时传输车辆状态数据
- 卫星通信：偏远地区数据传输保障
- 蓝牙/NFC：短距离交接核对
应用层
- TMS系统（运输管理系统）：路径规划与运力调度
- AI预警：超速/偏离路线/温控异常报警
- 碳排放分析：优化运输路线减少能耗
三、快递终端应用体系结构
层次
具体技术与功能
感知层
- 二维码/条形码：包裹身份识别
- 智能快递柜摄像头：人脸识别与包裹存取监控
- 重量传感器：包裹称重与体积测算
- RFID标签：批量包裹快速出库
传输层
- 4G/5G/NB-IoT：终端设备低功耗联网
- HTTPS协议：保障用户取件信息安全传输
应用层
- 用户取件系统：扫码取件/动态验证码
- 智能调度平台：末端配送路径优化
- 数据分析：终端网点使用率统计与布局优化
设计：智慧物流子方案
参考下文撰写智慧生活物联系统设计方案中的智慧物流子方案
具体步骤为：
第一步，根据本课的学习优化之前关于智慧物流部分的构思；
第二步，根据构思展开分析物联网技术应用于智慧物流场景时存在的问题、智慧物流应具备的功能；
第三步，根据问题与需求，确定智慧物流物联系统的基本构成。
现状与问题分析
物流效率低、信息不透明、安全隐患
功能需求
实时监控货物状态，动态优化配送路径，保障数据安全
系统构成
感知层：RFID、传感器、GPS
传输层：5G、NB-IoT
应用层：用户端App、调度平台
实践：完成智慧物流方案
调研现状
实地考察快递点、采访快递员或问卷调查用户体验等。
分析问题
梳理总结物流场景中物联网的应用现状以及存在的问题。
功能确定
确定智慧物流系统需要具备的功能和基本构成。
四、智慧物流
（一）物流场景应用现状与问题分析
正文
（二）智慧物流的功能分析
正文
（三）智慧物流的基本构成
构成智慧物流的各种子系统，如仓储管理、运输监测和快递终端等。从物联网感知层、传输层和应用层三层体系结构的角度来描述搭建这些子系统所需的软硬件或传输技术等。
拓展：
智慧物流的不同环节需要不同的物联网技术的支撑才能实现相应的功能。请结合所学，调查下表中的几项关键技术，尝试回答它们在智慧物流场景中具体如何应用或有何作用。
智慧物流领域的关键技术表
关键技术
在智慧物流领域中具体如何应用或有何作用
射频识别技术
传感器技术及传感网络
M2M技术和管理平台
总结回顾
智慧物流的定义与目标
定义：利用物联网技术（RFID、GPS、传感器等），在物流全流程中实现货物追踪、环境监测、路径优化等智能化管理。
目标：
降低运输成本，提高效率；
提升物流行业自动化与智慧化水平
典型应用场景与技术实现
仓储管理：
技术：RFID标签批量识别 + 条码扫描备份；
功能：自动入库、库存盘点、报表生成（教材表格）。
运输监测：
技术：GPS定位 + 温湿度传感器；
功能：实时追踪、路径动态调整、到货时间预测（教材原文）。
快递终端：
技术：二维码扫描 + 物联网卡通信；
功能：自助取件、短信/App通知（教材“快递终端”描述）。第十七课：智慧物流
选择题（8道）
难度分级：
容易 ×5 | 中等 ×2 | 较难 ×1
容易题
智慧物流的核心技术支撑是？
A. 区块链
B. 物联网
C. 虚拟现实
D. 3D打印
答案：B
解析：教材明确提到物联网是智慧物流的技术基础，通过感知、传输、应用层实现功能。
仓储管理中用于批量读取货物信息的技术是？
A. 二维码扫描
B. RFID
C. GPS
D. 温湿度传感器
答案：B
解析：教材指出RFID支持非接触式批量读取货物信息，提高入库效率。
运输监测中，实时追踪货物位置依赖的技术是？
A. 温湿度传感器
B. GPS
C. 条码扫描
D. 红外传感器
答案：B
解析：GPS用于实时定位货物（教材“运输监测”部分）。
物联网的三层架构不包括以下哪一层？
A. 感知层
B. 传输层
C. 应用层
D. 物理层
答案：D
解析：教材明确分层为感知层、传输层、应用层。
快递终端的用户取件验证方式通常是？
A. 指纹识别
B. 动态取件码
C. 人脸识别
D. 声纹验证
答案：B
解析：教材提到用户通过取件码自助取件（“快递终端”部分）。
中等题
传输层在智慧物流中的核心作用是？
A. 采集环境温度
B. 加密传输数据
C. 优化配送路径
D. 生成库存报表
答案：B
解析：教材指出传输层需通过加密技术保障数据安全（“传输层”部分）。
若运输中生鲜货物的温湿度传感器故障，最佳应急方案是？
A. 暂停运输
B. 启用备用传感器
C. 人工记录数据
D. 忽略数据异常
答案：B
解析：教材强调系统需冗余设计（“运输监测”逻辑延伸）。
较难题
智慧物流中，如何防止用户取件码被恶意破解？
A. 使用静态密码
B. 动态验证码+时效限制
C. 公开取件记录
D. 取消短信通知
答案：B
解析：动态验证码和时效限制可提升安全性（教材“信息社会责任”延伸）。
判断题（8道）
RFID技术仅用于仓储管理中的货物识别。
答案：
解析：RFID也用于运输监测（如电子标签追踪）。
智慧物流的应用层负责生成配送路径优化方案。
答案：
解析：教材提到应用层提供决策支持（如路径优化）。
GPS属于感知层的技术组件。
答案：
解析：GPS用于采集位置数据（教材“感知层”定义）。
所有物流数据都需要实时传输至应用层。
答案：
解析：部分数据可批量处理（如库存盘点）。
快递终端的取件通知必须通过短信发送。
答案：
解析：教材提到可通过App推送等多种方式。
温湿度传感器仅用于监测货物状态，不影响运输路线。
答案：
解析：环境数据可能触发路线调整（教材“运输监测”部分）。
M2M技术指机器与人工操作协同工作。
答案：
解析：M2M是机器对机器通信（教材“拓展”表）。
智慧物流中，传输层无需考虑数据隐私问题。
答案：
解析：教材强调传输层需加密和访问控制（“传输层”部分）。教学教案设计
总第 17 课时
课 题 名 称 智慧物流
学习目标 （包含学科核心素养） 理解物联网技术（如射频识别、传感器）在智慧物流中的核心作用，能识别仓储管理、运输监测等场景的技术逻辑。分析智慧交通系统的三层架构（感知层、传输层、应用层），并能设计对应技术方案。 分析智慧物流的三层架构（感知层、传输层、应用层），设计符合功能需求的物流子系统方案。 3.调研物流场景现状，结合物联网技术优化系统设计方案，用框架图展示技术关联。 4.调研物流场景现状，结合物联网技术优化系统设计方案，用框架图展示技术关联。
问 题 类 型 学生问题 1.调研物流场景现状，结合物联网技术优化系统设计方案，用框架图展示技术关联。 2. 运输监测中，如何确保温湿度传感器的数据实时同步到云端？ 3. 快递终端的取件号是否可能被他人盗用？如何防范？
学科问题 1. 智慧物流的感知层需要哪些传感器技术？ 2. 传输层如何平衡数据实时性与安全性？ 3. 应用层的“智能决策”在物流路径优化中如何实现？
教师问题 1. 若某物流公司计划引入无人仓库，需优先解决哪些技术问题？如何设计感知层方案？ 2. 智慧物流系统依赖大量用户数据（如取件地址），如何避免隐私泄露？
问题系统 （星号标出核心问题） 1. 智慧物流的感知层需要哪些传感器技术？ 2. 传输层如何平衡数据实时性与安全性？ 3. 应用层的“智能决策”在物流路径优化中如何实现？
问题探究流程 导（问题引导）、学（自主探究）、探（合作探究）、测（课堂检测）、拓（知识拓展）
导（问题引导）： 教学情境： 播放视频“快递包裹的奇幻之旅”：展示包裹从仓库分拣→运输监测→快递终端取件的全过程，突出物联网技术的关键作用。 核心问题： “包裹如何‘聪明’地找到你？物联网在物流中扮演什么角色？” 互动活动： “物流黑科技竞猜”：展示RFID标签、温湿度传感器、智能快递柜图片，学生猜测其功能。 埋下悬念：提问：“若所有快递标签损坏，物流系统会如何崩溃？” 知识点： 智慧物流的定义（教材“议一议”原文）； 物联网技术的基本作用（感知、传输、应用）。 学（自主探究）： 自主探究任务： 任务1：技术解剖表 知识点：仓储管理、运输监测、快递终端的技术实现（教材表格）。 活动：填写下表（答案直接引用教材）： 应用场景感知层技术传输层技术应用层功能仓储管理RFID标签、条码扫描4G/5G网络自动入库、库存查询运输监测温湿度传感器、GPS无线通信实时追踪、路径优化快递终端二维码扫描物联网卡自助取件、通知推送
任务2：架构连线题 知识点：智慧物流三层架构（感知层、传输层、应用层）。 活动：将技术组件（如RFID、5G、路径优化算法）连线到对应层级。 答案：感知层→RFID；传输层→5G；应用层→路径优化算法。 三、探（合作探究）： 合作探究任务： 任务：未来物流中心设计赛 分组角色：仓储经理（感知层设计）、通信专家（传输层选型）、产品经理（应用层功能）。 环节1：无人仓库攻防战 问题：如何设计感知层防止RFID标签损坏导致数据丢失？ 答案（教材延伸）：冗余标签（同一货物贴多个RFID）；结合条码扫描作为备份。 环节2：运输监测危机处理 挑战：运输途中温湿度传感器故障，如何保障生鲜货物安全？ 答案：启用备用传感器；基于历史数据预测环境变化（教材“运输监测”逻辑）。 环节3：快递终端伦理辩论 辩题：“智能快递柜是否应默认保存用户取件记录？便利性与隐私如何平衡？” 论据支持：正方：提升配送效率；反方：用户隐私权优先（教材“信息社会责任”）。 四（课堂检测）： 课堂检测题目设计: 形式：小组“物流极速挑战” 选择题：运输监测中，以下哪项数据无法通过传感器获取？（答案：D） A. 货物温度 B. 车辆位置 C. 油耗 D. 用户姓名 判断题：快递终端的取件号通过短信加密发送，无法被破解。（答案： 需动态验证码加固） 排序题：仓储管理流程：①RFID扫描 ②库存更新 ③路径规划 ④出库 答案：①→②→③→④（教材“仓储管理”流程）。 五、拓（知识拓展）： 任务1：M2M技术探秘 问题：M2M（机器对机器通信）在物流中如何应用？ 答案（教材“拓展”表）： 车辆与仓库自动通信调度； 设备状态自动上报维护。 任务2：物流伦理沙盘 场景：某物流公司泄露用户取件地址，导致骚扰事件。 讨论： “技术开发者、企业、用户谁应担责？如何设计防护机制？” 解决方案：数据加密、权限分级、定期审计（呼应教材“传输层安全”）。
板 书 设 计 智慧物流
一、核心应用场景 1. 仓储管理：RFID标签 → 自动入库 2. 运输监测：GPS + 传感器 → 实时追踪 3. 快递终端：二维码 → 自助取件 二、物联网三层架构 感知层：数据采集（RFID、传感器） 传输层：数据传输（5G、NB-IoT） 应用层：智能服务（路径优化、用户通知） 三、技术挑战 - 数据安全：加密传输、权限控制 - 系统冗余：标签备份、传感器冗余 四、伦理焦点 - 隐私保护 vs 效率提升 - 自动化 vs 就业影响
教 学 反 思 智慧物流
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