港口集裝箱貨運(yùn)管理解決方案

   概述  RFID（無(wú)線射頻識(shí)別，Radio Frequency Identification）非接觸式射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是目前在物流、倉(cāng)儲(chǔ)管理中應(yīng)用的最熱門技術(shù)之一，是從20世紀(jì)80年代走向成熟的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。它是利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別目的。和傳統(tǒng)的磁卡、IC卡相比，射頻卡最大的優(yōu)點(diǎn)就在于非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，因此完成識(shí)別工作時(shí)無(wú)須人工干預(yù)，適合于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化且不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便。 

    GpsOne定位技術(shù)實(shí)際上是一種應(yīng)用和改善GPS技術(shù)的方案，又稱為輔助GPS（Assistant GPS）定位技術(shù)。 

    GpsOne移動(dòng)定位技術(shù)，結(jié)合了GPS衛(wèi)星信號(hào)和CDMA網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行混合定位。在終端能夠接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)時(shí)采用GPS定位方式，當(dāng)終端在室內(nèi)或者接受衛(wèi)星信號(hào)不好的環(huán)境時(shí)采用CDMA基站接收的輔助GPS衛(wèi)星信號(hào)實(shí)現(xiàn)輔助定位，滿足室內(nèi)室外的全覆蓋定位。同時(shí)，環(huán)能夠有效的利用CDMA的通信技術(shù)完成遠(yuǎn)程信息交換。
 
    在集裝箱出入港口、貨物統(tǒng)計(jì)、位置調(diào)整、貨物補(bǔ)充、安全監(jiān)控以及定時(shí)跟蹤、調(diào)度是港口現(xiàn)代管理的一大課題。利用RFID技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)集裝箱進(jìn)行時(shí)時(shí)有效的識(shí)別管理；利用GpsOne技術(shù)對(duì)集裝箱狀況進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的位置標(biāo)定跟蹤、調(diào)度監(jiān)控。 

    集當(dāng)代技術(shù)公司研發(fā)、工程團(tuán)隊(duì)四年多心血自主開(kāi)發(fā)、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的DRF8x0x系列的RFID產(chǎn)品、以及DPS8xox系列GpsOne產(chǎn)品， 能夠有效完成港口的各類集裝箱管理需求任務(wù)，是現(xiàn)代物流管理必備的高科技工具。  

1、項(xiàng)目特點(diǎn)項(xiàng)目最大特點(diǎn)就是結(jié)合了當(dāng)代技術(shù)有限公司成熟的智能卡技術(shù)、無(wú)線通信技術(shù)、先進(jìn)的軟件技術(shù)，把各種成熟技術(shù)有機(jī)整合，應(yīng)用于集裝箱進(jìn)出閘口、堆積、運(yùn)輸監(jiān)控等實(shí)際工程的需求。 

●在港口閘口，應(yīng)用非接觸式智能RFID卡，利用當(dāng)代技術(shù)DRF8900型固定閱讀器對(duì)出入港集裝箱身份編號(hào)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別管理，對(duì)所載物品進(jìn)行快速匯總統(tǒng)計(jì)。智能卡管理是各類管理體系信息化管理的基礎(chǔ)和方向。 

●對(duì)于集中堆放得集裝箱，通過(guò)當(dāng)代技術(shù)公司DRF8901型車載/DRF8800型手持移動(dòng)式閱讀器，對(duì)箱體安裝的RFID卡快速辨別閱讀，對(duì)集裝箱及其裝載物資進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總。 

●無(wú)論是堆積集裝箱還是移動(dòng)集裝箱，應(yīng)用當(dāng)代技術(shù)有限公司的DPS8901型GpsOne定位通信設(shè)備，不僅可以完成即時(shí)位置信息跟蹤、監(jiān)控，還可以隨時(shí)通過(guò)聯(lián)通CDMA網(wǎng)絡(luò)讀取鎖定目標(biāo)中由RFID提供的物資信息。 

2、系統(tǒng)功能說(shuō)明該裝置分兩個(gè)子系統(tǒng)與一個(gè)監(jiān)控指揮調(diào)度中心： 

●  子系統(tǒng)之一為由當(dāng)代技術(shù)提供的RFID讀寫(xiě)系統(tǒng)，其由兩塊構(gòu)成：一部分是微波信號(hào)識(shí)別器（閱讀器）， 即出入閘口通訊器，它安裝在港口各個(gè)出入閘口； 第二部分為電子標(biāo)簽，系統(tǒng)為每一格集裝箱配備一張經(jīng)過(guò)注冊(cè)的電子標(biāo)簽，它安裝在集裝箱適當(dāng)位置，該模塊內(nèi)部有身份識(shí)別代碼以及箱內(nèi)物品信息碼。 當(dāng)要出入倉(cāng)庫(kù)的集裝箱到達(dá)閘口8～12米處時(shí)，閱讀器檢測(cè)到集裝箱的存在，啟動(dòng)閘口通訊器，檢測(cè)前來(lái)集裝箱的電子標(biāo)簽內(nèi)的身份代碼（ID），ID以微波的形式加載并發(fā)射到通訊器，通訊器中的信息數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)該集裝箱進(jìn)行核對(duì)及統(tǒng)計(jì)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)將信息上傳指揮中心。整個(gè)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間僅0.3秒。      當(dāng)要對(duì)貨場(chǎng)堆積的集裝箱進(jìn)行統(tǒng)計(jì)管理時(shí)，當(dāng)代技術(shù)提供的車載RFID閱讀器完成此項(xiàng)任務(wù)：使用DRF8902四端口設(shè)備，在工作車身安裝四副閱讀天線，利用車體的移動(dòng)，在8～12米的距離范圍中對(duì)移動(dòng)路線兩側(cè)的集裝箱進(jìn)行數(shù)據(jù)采集統(tǒng)計(jì)。 

●子系統(tǒng)之二為由當(dāng)代技術(shù)提供的DPS8901 GpsOne通信定位終端系統(tǒng)，通過(guò)指揮調(diào)度中心的遠(yuǎn)程激發(fā)可實(shí)現(xiàn)集裝箱遠(yuǎn)程位置信息、即時(shí)狀況等信息的采集監(jiān)控。其提供的位置誤差約在5-10m。在諸如地下倉(cāng)庫(kù)之類接收不到GPS衛(wèi)星信號(hào)的狀況下，位置誤差約在50m左右。 

●指揮調(diào)度中心  完成港口各出入閘口、集裝箱各類信息的接收、統(tǒng)計(jì)整理，處理緊急事件的發(fā)生。特別的，對(duì)于配備GpsOne裝備的系統(tǒng)，指揮中心具備位置信息顯示功能（GIS），能夠時(shí)時(shí)在顯示屏幕上監(jiān)視目標(biāo)的即時(shí)地理位置，并通過(guò)對(duì)顯示地圖的局部放大更精確地實(shí)施緊急狀況處理及貨物補(bǔ)充。對(duì)于防盜、防火、緊急調(diào)整有著極其重要的及時(shí)性。 

3、系統(tǒng)構(gòu)成    由附在集裝箱上的電子標(biāo)簽、港口出入閘口的收發(fā)天線、標(biāo)簽閱讀器、GpsOne定位通信裝備、后臺(tái)管理平臺(tái)及內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)等構(gòu)成。
 
● 指揮調(diào)度中心設(shè)備（計(jì)算機(jī)、GIS地圖軟件、物流管理軟件等） 
●入閘口設(shè)備（入口通訊器、標(biāo)簽閱讀器等） 
●出閘口設(shè)備（與入口設(shè)備基本相同）l       電子標(biāo)簽（與注冊(cè)數(shù)相同） 
● GpsOne定位導(dǎo)航裝備   

     
      
4、工作流程 

●RFID天線受閱讀器控制不斷發(fā)射電波搜尋，當(dāng)集裝箱通過(guò)港口管理閘口收發(fā)信機(jī)時(shí)，收發(fā)信機(jī)被觸發(fā)，發(fā)射出能唯一表明通過(guò)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(lái)源地或目的地等 )，并同時(shí)接收辨別檢驗(yàn)、錄像存儲(chǔ)信息，出入港口管理站收發(fā)信機(jī)接收信號(hào)后，經(jīng)處理傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)管理及存檔，以備查詢。進(jìn)行信息存儲(chǔ)（入港）或信息對(duì)比（出港），確認(rèn)后正常放行。 
● 集裝箱攜帶GpsOne，接受RFID發(fā)來(lái)的物資管理信息，一旦調(diào)度中心遙控觸發(fā)，立即返回目標(biāo)地理位置信息與物資管理信息到中心。同時(shí)，指揮中心可通過(guò)GIS界面監(jiān)控每一GpsOne攜帶集裝箱的具體地理位置。 

5、方案難點(diǎn)分析 

●射頻卡的使用  
    本方案中，考慮到射頻卡使用特點(diǎn)，在方案中使用的射頻卡包括兩種：集成電路固化式、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線改寫(xiě)式二類。 

    其中，集成固化式電子標(biāo)簽內(nèi)的信息一般在集成電路生產(chǎn)時(shí)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(xiàn)場(chǎng)無(wú)線改寫(xiě)式電子標(biāo)簽具有特定的改寫(xiě)指令，電子標(biāo)簽內(nèi)保存的信息也位于其中的E2存貯區(qū)。一般情況下改寫(xiě)電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)所需時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)所需時(shí)間。且寫(xiě)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(shù)量等數(shù)據(jù)的射頻卡安裝在集裝箱上，借助射頻識(shí)別技術(shù)，就可以確定集裝箱在貨場(chǎng)內(nèi)的確切位置，在移動(dòng)時(shí)可以將更新的數(shù)據(jù)寫(xiě)入射頻卡（現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線改寫(xiě)類）。系統(tǒng)還可以識(shí)別未被允許的集裝箱移動(dòng)，有利于管理和安全。特別的，對(duì)集裝箱內(nèi)部的物品表貼較為簡(jiǎn)單的射頻卡（集成電路固化類），以便于箱中物料的記載統(tǒng)計(jì)?？紤]到箱內(nèi)物品形體各異，且擺放的便捷性，一件物品具有一個(gè)標(biāo)簽會(huì)有問(wèn)題，只有幾個(gè)標(biāo)簽貼在一個(gè)物品上以確保所有時(shí)候都有一個(gè)標(biāo)簽是可以看見(jiàn)的。這一點(diǎn)在采用便攜式采集裝備上是非常必要的。特別提醒一點(diǎn)，對(duì)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(yán)重的，在它與天線距離50mm的時(shí)候，反回的信號(hào)下降大于20 dB。天線與物體的中心距離分開(kāi)到100—150mm的時(shí)候，反回信號(hào)下降約10 到12 dB。在與天線距離100mm的時(shí)候，測(cè)量了幾瓶水（塑料和玻璃），反回信號(hào)降低大于10 dB。這樣在對(duì)箱內(nèi)此類物品信息統(tǒng)計(jì)時(shí)起有效采集距離就會(huì)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(guò)程中疊摞重壓較為嚴(yán)重，故RFID標(biāo)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(shù)據(jù)采集過(guò)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(yīng)用系統(tǒng)軟件進(jìn)行通信，并執(zhí)行應(yīng)用系統(tǒng)軟件發(fā)來(lái)的命令；控制與射頻卡的通信過(guò)程(主-從原則)；信號(hào)的編解碼。對(duì)一些特殊的系統(tǒng)還有執(zhí)行反碰撞算法，對(duì)射頻卡與閱讀器間要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密，以及進(jìn)行射頻卡和閱讀器間的身份驗(yàn)證等附加功能。 

    當(dāng)代技術(shù)有限公司的閱讀器分為固定式閱讀器與移動(dòng)式閱讀器兩種： 

    DRF8900固定式閱讀器應(yīng)用是設(shè)置在需要控制物品出入的門口進(jìn)行管理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其末端可直接連接調(diào)度管理計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)匯集及監(jiān)控。
 
    DRF8901移動(dòng)式閱讀器是公司針對(duì)港口碼頭專門設(shè)計(jì)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(shù)據(jù)庫(kù)，也可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋的模式與調(diào)度中心通信，通過(guò)無(wú)線電波數(shù)據(jù)傳輸方式（RFDC）實(shí)時(shí)地向主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)，也可以暫時(shí)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在筆記本電腦中，再通過(guò)有線方式向主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。這種系統(tǒng)具有比較大的靈活性，適用于不宜安裝固定式RFID系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境。