《集裝箱自動(dòng)識(shí)別》標(biāo)準(zhǔn)探討

針對(duì)RFID技術(shù)在智能化集裝箱上的應(yīng)用，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO/TC104集裝箱技術(shù)委員會(huì)于1991年制定了ISO10374《集裝箱自動(dòng)識(shí)別》的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，并分別于1995年、2005年對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了修訂。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽進(jìn)行了定義，規(guī)定了標(biāo)簽的物理要求、數(shù)據(jù)內(nèi)容、讀取速度、通信頻率等內(nèi)容，但沒有對(duì)標(biāo)簽屬性、數(shù)據(jù)區(qū)域分配、數(shù)據(jù)格式、標(biāo)簽安裝方式等內(nèi)容進(jìn)行明確的定義，對(duì)空中接口協(xié)議也沒有明確。我國(guó)于1999年制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17894-1999等同于ISO10374標(biāo)準(zhǔn)，但這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都沒有得到有效推廣，有許多問題值得探討。 

我國(guó)是集裝箱生產(chǎn)大國(guó)，世界上95％的集裝箱產(chǎn)于中國(guó)。同時(shí)，我國(guó)已成為名符其實(shí)的世界工廠，目前集裝箱的流通量占世界第三位。因此，對(duì)用于集裝箱的標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽標(biāo)準(zhǔn)的研究和應(yīng)用將對(duì)我國(guó)的進(jìn)出口貿(mào)易、集裝箱生產(chǎn)商、RFID產(chǎn)品制造商等企業(yè)產(chǎn)生重要的影響。集裝箱是國(guó)際流通的運(yùn)輸工具，該標(biāo)準(zhǔn)的制定，需要考慮國(guó)際通用性。為此，我國(guó)需要盡快制定關(guān)于集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，以保護(hù)國(guó)內(nèi)的RFID產(chǎn)業(yè)，同時(shí)，又要影響ISO10374的修改，使之能兼容中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。 

經(jīng)過對(duì)ISO10374的研究，建議從以下六個(gè)方面入手開展有針對(duì)性的研究工作： 

空中接口協(xié)議的選擇 

目前，有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)可供選擇。一是ISO18000-6B，另一個(gè)是已被ISO接納為ISO18000-6C的EPC C1G2標(biāo)準(zhǔn)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，各有優(yōu)點(diǎn)。 

ISO18000-6B標(biāo)準(zhǔn) 

該標(biāo)準(zhǔn)定位于通用標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用比較成熟，產(chǎn)品性能相對(duì)穩(wěn)定，數(shù)據(jù)格式和標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)簡(jiǎn)單。ISO18000-6B標(biāo)準(zhǔn)的主要特點(diǎn)包括：標(biāo)準(zhǔn)成熟、產(chǎn)品穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛；ID號(hào)全球惟一；先讀ID號(hào)，后讀數(shù)據(jù)區(qū)；1024bits或2048bits的大容量；98Bytes或216Bytes的大用戶數(shù)據(jù)區(qū)；多標(biāo)簽同時(shí)讀取，最多可同時(shí)讀取數(shù)十個(gè)標(biāo)簽；數(shù)據(jù)讀取速度為40kbps。符合ISO18000-6B標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽主要適用于資產(chǎn)管理等領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)開發(fā)的集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽、電子車牌標(biāo)簽、電子駕照（司機(jī)卡）均采用此標(biāo)準(zhǔn)的芯片。 

根據(jù)ISO18000-6B標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)，從標(biāo)簽容量來(lái)講，可將ISO10374所定義的集裝箱數(shù)據(jù)全部寫入標(biāo)簽內(nèi)，并留有擴(kuò)展的余地；從讀取速度和標(biāo)簽數(shù)量來(lái)講，在卡口、碼頭作業(yè)等標(biāo)簽數(shù)量不大的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)用ISO18000-6B標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽基本能滿足需求。目前，中國(guó)海關(guān)物流監(jiān)管系統(tǒng)中所使用的“電子車牌識(shí)別系統(tǒng)”使用的就是ISO18000-6B標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽，如果集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽使用該標(biāo)準(zhǔn)，在應(yīng)用系統(tǒng)中，就可以實(shí)現(xiàn)讀寫設(shè)備的共享，保護(hù)客戶已有的投資，節(jié)約成本。 

ISO18000-6B標(biāo)準(zhǔn)的不足之處在于：近幾年發(fā)展停滯，有被EPC C1G2取代的趨勢(shì)；用戶數(shù)據(jù)的軟件固化技術(shù)不太成熟，但這種情況可以通過芯片廠家將用戶數(shù)據(jù)嵌入解決。 

ISO18000-6C（EPC C1G2）標(biāo)準(zhǔn) 

該標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)是：速度快，數(shù)據(jù)速率可達(dá)40kbps～640kbps；可以同時(shí)讀取的標(biāo)簽數(shù)量多，理論上能讀到1000多個(gè)標(biāo)簽；首先讀EPC號(hào)碼，標(biāo)簽的ID號(hào)需要用讀數(shù)據(jù)的方式讀??；功能強(qiáng)，具有多種寫保護(hù)方式，安全性強(qiáng)；區(qū)域多，分為EPC區(qū)（96bits或16Bytes，可擴(kuò)展到512bits）、ID區(qū)（64bit或8Bytes）、用戶區(qū)(224bit或28Bytes)、密碼區(qū)(32bits或4 Bytes)，但有的廠商提供的標(biāo)簽沒有用戶數(shù)據(jù)區(qū)，如Inpinj 的標(biāo)簽。EPC C1G2標(biāo)準(zhǔn)主要適用于物流領(lǐng)域中大量物品的識(shí)別，正處于不斷發(fā)展之中。 

EPC C1G2標(biāo)準(zhǔn)具有通用性強(qiáng)、符合EPC規(guī)則、產(chǎn)品價(jià)格低、兼容性好等眾多優(yōu)點(diǎn)，但有如下問題需要考慮: 

1、該標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽產(chǎn)品及應(yīng)用還不成熟，目前的標(biāo)簽多為空氣介質(zhì)，如用到集裝箱上，需要對(duì)Inlay封裝做進(jìn)一步的研究。 

2、用戶數(shù)據(jù)區(qū)小，只有28個(gè)字節(jié)，對(duì)于集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽，如需將ISO10374所定義的集裝箱數(shù)據(jù)全部寫入，數(shù)據(jù)區(qū)容量不夠。 

3、目前，用于EPC標(biāo)簽的芯片幾乎都是倒貼片的，可焊接封裝的芯片極少。倒貼片的工藝對(duì)于長(zhǎng)年工作在室外、運(yùn)動(dòng)、顛簸的集裝箱來(lái)說，可靠性難以保證。 

4、EPC C1G2電子標(biāo)簽定位于通用性標(biāo)簽，過于追求低廉的價(jià)格，其芯片設(shè)計(jì)和封裝設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性考慮較弱，如應(yīng)用于集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽這種環(huán)境適用性要求較高、使用壽命較長(zhǎng)、應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)專業(yè)的領(lǐng)域，芯片的技術(shù)、性能、工藝需要進(jìn)一步提高。 

5、該標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)含自毀程序，這對(duì)于集裝箱這種長(zhǎng)期流動(dòng)使用的運(yùn)輸工具需要認(rèn)真考慮。 

根據(jù)以上分析比較可知，ISO18000-6B標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽技術(shù)、應(yīng)用比較成熟，如應(yīng)用于集裝箱標(biāo)簽，產(chǎn)品化、實(shí)用化步驟可快一點(diǎn)；對(duì)于EPC C1G2，首先要解決芯片的技術(shù)、性能、工藝等問題，需要得到國(guó)內(nèi)外芯片商的大力支持，實(shí)用化推廣的時(shí)間難以預(yù)料。 

頻率的確定 

ISO10374規(guī)定的頻率為860－960MHz，如我國(guó)RFID頻率的規(guī)劃在該范圍內(nèi)，則可與世界直接接軌；如不在該范圍內(nèi)，則ISO10374規(guī)定的頻率需要修改，標(biāo)簽的頻率范圍須包含我國(guó)規(guī)定的頻率。 

標(biāo)簽數(shù)量和安裝方式 

集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽在集裝箱上的安放位置，需要根據(jù)集裝箱在整個(gè)運(yùn)輸過程中各種采集設(shè)備的特性來(lái)綜合考慮，以使該技術(shù)能夠給整個(gè)物流供應(yīng)過程帶來(lái)最大的便利和益處。如：在港口、碼頭的進(jìn)出卡口，需保證通道上固定讀寫設(shè)備在0〜10米范圍內(nèi)能夠讀到箱上的標(biāo)簽；在港口內(nèi)的集裝箱裝卸過程中需要保證裝卸機(jī)械上的一體化讀寫器在0〜4米范圍內(nèi)能讀到箱上的標(biāo)簽，以帶動(dòng)港口自動(dòng)化的實(shí)施；在貨物裝箱或海關(guān)、商檢的查驗(yàn)過程中，需保證讀寫距離很短的手持讀寫器能夠讀到箱上的標(biāo)簽。 

考慮到RFID電子標(biāo)簽的特性和應(yīng)用場(chǎng)合需求，經(jīng)研究和測(cè)試，對(duì)于20英尺、40英尺等普通標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，在集裝箱后門頂部橫梁的正面和頂面安放兩個(gè)內(nèi)容相同的集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽，可基本滿足不同場(chǎng)合的信息采集需求。 

標(biāo)簽屬性定義或分類 

在集裝箱流通過程中，使用UHF頻段的電子標(biāo)簽，除了集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽、“電子車牌”標(biāo)簽外，可能還會(huì)有更多的應(yīng)用型電子標(biāo)簽，如“電子駕照”等，同時(shí)處于同一區(qū)域。在其它場(chǎng)合，如拼箱倉(cāng)庫(kù)、物流中心等場(chǎng)所，集裝箱、托盤、貨物包裝等設(shè)備上將來(lái)都會(huì)安裝電子標(biāo)簽，應(yīng)用系統(tǒng)會(huì)同時(shí)讀到各種標(biāo)簽。為了便于識(shí)別、方便區(qū)別，建議在標(biāo)簽中設(shè)置標(biāo)簽屬性或分類標(biāo)識(shí)，用一個(gè)字節(jié)表示，對(duì)每種標(biāo)簽進(jìn)行屬性定義或分類，加以區(qū)別。如: 

● 00H——電子車牌； 
● 01H——集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽，為便于區(qū)別、識(shí)別，建議將該標(biāo)簽定義為“電子箱號(hào)”； 
● 03H——電子駕照； 
● 04H——托盤； 
● 05H——包裝箱； 
● 06H——FFH預(yù)留 

標(biāo)簽生產(chǎn)廠家定義 

ISO10374和ISO6346都規(guī)定集裝箱生產(chǎn)廠家的信息，電子標(biāo)簽的ID號(hào)也含有芯片生產(chǎn)廠家的信息，建議在集裝箱標(biāo)識(shí)標(biāo)簽中設(shè)置標(biāo)簽封裝、生產(chǎn)廠家的信息，可用一個(gè)字節(jié)表示。 

集裝箱體積數(shù)據(jù) 

建議在ISO10374第5章“集裝箱標(biāo)簽數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式”中的表2規(guī)定中增加外部長(zhǎng)度、外部高度、外部寬度等信息，以便通過集裝箱標(biāo)簽可以直接、方便地讀取這些信息。 

以上建議是我們近年來(lái)研究集裝箱標(biāo)識(shí)電子標(biāo)簽的體會(huì)，希望能借此拋磚引玉，更好地完善ISO10374標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)部門應(yīng)該根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，積極組織修訂我國(guó)的集裝箱自動(dòng)識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)。