應用RFID和GpsOne進行港口集裝箱貨運管理方案
來源:中國電子政務網 更新時間:2012-04-15
概述

  RFID(無線射頻識別,Radio Frequency Identification)非接觸式射頻自動識別技術是目前在物流、倉儲管理中應用的最熱門技術之一,是從20世紀80年代走向成熟的一項自動識別技術。它是利用射頻方式進行非接觸式雙向通信交換數據以達到識別目的。和傳統的磁卡、IC卡相比,射頻卡最大的優點就在于非接觸自動識別技術,因此完成識別工作時無須人工干預,適合于實現系統的自動化且不易損壞,可識別高速運動物體并可同時識別多個射頻卡,操作快捷方便。

  GpsOne定位技術實際上是一種應用和改善GPS技術的方案,又稱為輔助GPS(Assistant GPS)定位技術。

  GpsOne移動定位技術,結合了GPS衛星信號和CDMA網絡信號進行混合定位。在終端能夠接收到GPS衛星信號時采用GPS定位方式,當終端在室內或者接受衛星信號不好的環境時采用CDMA基站接收的輔助GPS衛星信號實現輔助定位,滿足室內室外的全覆蓋定位。同時,環能夠有效的利用CDMA的通信技術完成遠程信息交換。

  在集裝箱出入港口、貨物統計、位置調整、貨物補充、安全監控以及定時跟蹤、調度是港口現代管理的一大課題。利用RFID技術,可實現對集裝箱進行時時有效的識別管理;利用GpsOne技術對集裝箱狀況進行及時、準確、高效的位置標定跟蹤、調度監控。

  集當代技術公司研發、工程團隊四年多心血自主開發、具有自主知識產權的DRF8x0x系列的RFID產品、以及DPS8xox系列GpsOne產品, 能夠有效完成港口的各類集裝箱管理需求任務,是現代物流管理必備的高科技工具。

  1、項目特點

  項目最大特點就是結合了當代技術有限公司成熟的智能卡技術、無線通信技術、先進的軟件技術,把各種成熟技術有機整合,應用于集裝箱進出閘口、堆積、運輸監控等實際工程的需求。

  ●在港口閘口,應用非接觸式智能RFID卡,利用當代技術DRF8900型固定閱讀器對出入港集裝箱身份編號進行自動識別管理,對所載物品進行快速匯總統計。智能卡管理是各類管理體系信息化管理的基礎和方向;

  ●對于集中堆放得集裝箱,通過當代技術公司DRF8901型車載/DRF8800型手持移動式閱讀器,對箱體安裝的RFID卡快速辨別閱讀,對集裝箱及其裝載物資進行統計匯總。

  ●無論是堆積集裝箱還是移動集裝箱,應用當代技術有限公司的DPS8901型GpsOne定位通信設備,不僅可以完成即時位置信息跟蹤、監控,還可以隨時通過聯通CDMA網絡讀取鎖定目標中由RFID提供的物資信息。

  2、系統功能說明

  該裝置分兩個子系統與一個監控指揮調度中心:

  ●子系統之一為由當代技術提供的RFID讀寫系統,其由兩塊構成:一部分是微波信號識別器(閱讀器), 即出入閘口通訊器,它安裝在港口各個出入閘口; 第二部分為電子標簽,系統為每一格集裝箱配備一張經過注冊的電子標簽,它安裝在集裝箱適當位置,該模塊內部有身份識別代碼以及箱內物品信息碼。 當要出入倉庫的集裝箱到達閘口8~12米處時,閱讀器檢測到集裝箱的存在,啟動閘口通訊器,檢測前來集裝箱的電子標簽內的身份代碼(ID),ID以微波的形式加載并發射到通訊器,通訊器中的信息數據庫對該集裝箱進行核對及統計,通過通信網絡將信息上傳指揮中心。整個系統響應時間僅0.3秒。

  當要對貨場堆積的集裝箱進行統計管理時,當代技術提供的車載RFID閱讀器完成此項任務:使用DRF8902四端口設備,在工作車身安裝四副閱讀天線,利用車體的移動,在8~12米的距離范圍中對移動路線兩側的集裝箱進行數據采集統計。

  ●子系統之二為由當代技術提供的DPS8901 GpsOne通信定位終端系統,通過指揮調度中心的遠程激發可實現集裝箱遠程位置信息、即時狀況等信息的采集監控。其提供的位置誤差約在5-10m。在諸如地下倉庫之類接收不到GPS衛星信號的狀況下,位置誤差約在50m左右。

  ●指揮調度中心

  完成港口各出入閘口、集裝箱各類信息的接收、統計整理,處理緊急事件的發生。特別的,對于配備GpsOne裝備的系統,指揮中心具備位置信息顯示功能(GIS),能夠時時在顯示屏幕上監視目標的即時地理位置,并通過對顯示地圖的局部放大更精確地實施緊急狀況處理及貨物補充。對于防盜、防火、緊急調整有著極其重要的及時性。

  3、系統構成

  由附在集裝箱上的電子標簽、港口出入閘口的收發天線、標簽閱讀器、GpsOne定位通信裝備、后臺管理平臺及內部通信網絡等構成。

  ● 指揮調度中心設備(計算機、GIS地圖軟件、物流管理軟件等)

  ●入閘口設備(入口通訊器、標簽閱讀器等)

  ●出閘口設備(與入口設備基本相同)l 電子標簽(與注冊數相同)

  ● GpsOne定位導航裝備

  


  4、工作流程

  ●RFID天線受閱讀器控制不斷發射電波搜尋,當集裝箱通過港口管理閘口收發信機時,收發信機被觸發,發射出能唯一表明通過閘口集裝箱身份的代碼信息( 如集裝箱編碼、類別、噸位等及來源地或目的地等 ),并同時接收辨別檢驗、錄像存儲信息,出入港口管理站收發信機接收信號后,經處理傳輸到計算機系統,進行數據管理及存檔,以備查詢。進行信息存儲(入港)或信息對比(出港),確認后正常放行。

  ● 集裝箱攜帶GpsOne,接受RFID發來的物資管理信息,一旦調度中心遙控觸發,立即返回目標地理位置信息與物資管理信息到中心。同時,指揮中心可通過GIS界面監控每一GpsOne攜帶集裝箱的具體地理位置。

  5、方案難點分析

  ●射頻卡的使用

  本方案中,考慮到射頻卡使用特點,在方案中使用的射頻卡包括兩種:集成電路固化式、現場無線改寫式二類。

  其中,集成固化式電子標簽內的信息一般在集成電路生產時即將信息以ROM工藝模式注入, 其保存的信息是一成不變的;現場無線改寫式電子標簽具有特定的改寫指令,電子標簽內保存的信息也位于其中的E2存貯區。一般情況下改寫電子標簽數據所需時間遠大于讀取電子標簽數據所需時間。且寫入距離大約是讀取距離的40%~80%。

  將記錄有集裝箱位置、物品類別、數量等數據的射頻卡安裝在集裝箱上,借助射頻識別技術,就可以確定集裝箱在貨場內的確切位置,在移動時可以將更新的數據寫入射頻卡(現場無線改寫類)。系統還可以識別未被允許的集裝箱移動,有利于管理和安全。特別的,對集裝箱內部的物品表貼較為簡單的射頻卡(集成電路固化類),以便于箱中物料的記載統計。考慮到箱內物品形體各異,且擺放的便捷性,一件物品具有一個標簽會有問題,只有幾個標簽貼在一個物品上以確保所有時候都有一個標簽是可以看見的。這一點在采用便攜式采集裝備上是非常必要的。特別提醒一點,對于金屬類物資,圓柱金屬引起的射頻卡天線功率輻射性能下降是最嚴重的,在它與天線距離50mm的時候,反回的信號下降大于20 dB。天線與物體的中心距離分開到100—150mm的時候,反回信號下降約10 到12 dB。在與天線距離100mm的時候,測量了幾瓶水(塑料和玻璃),反回信號降低大于10 dB。這樣在對箱內此類物品信息統計時起有效采集距離就會大為縮小。同樣的,由于集裝箱均采用金屬制造,且箱體在堆積過程中疊摞重壓較為嚴重,故RFID標簽在集裝箱上的安裝要采取多方位、多表面安裝方式,確保數據采集過程中的快捷性與完整性。

  ● 閱讀器的使用

  閱讀器的控制單元的功能包括:與應用系統軟件進行通信,并執行應用系統軟件發來的命令;控制與射頻卡的通信過程(主-從原則);信號的編解碼。對一些特殊的系統還有執行反碰撞算法,對射頻卡與閱讀器間要傳送的數據進行加密和解密,以及進行射頻卡和閱讀器間的身份驗證等附加功能。

  當代技術有限公司的閱讀器分為固定式閱讀器與移動式閱讀器兩種:

  DRF8900固定式閱讀器應用是設置在需要控制物品出入的門口進行管理數據采集系統。其末端可直接連接調度管理計算機完成數據匯集及監控。

  DRF8901移動式閱讀器是公司針對港口碼頭專門設計推出的車載式閱讀器,其后端直接與便攜筆記本連接,筆記本中安裝有專用軟件與數據庫,也可通過無線網橋的模式與調度中心通信,通過無線電波數據傳輸方式(RFDC)實時地向主計算機系統傳輸數據,也可以暫時將數據存儲在筆記本電腦中,再通過有線方式向主計算機系統傳輸數據。這種系統具有比較大的靈活性,適用于不宜安裝固定式RFID系統的應用環境。

  

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