集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)課件

集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)

Container

RIFDSystem上海國際港務(wù)(集團(tuán))ShanghaiInternationalPort(Group)Co.,LtdBAOQifan一、背景Background1集裝箱運輸以其高效、便捷、安全的特點成為交通運輸現(xiàn)代化的重要形式。上海港的集裝箱吞吐量2006年已達(dá)到2171萬TEU，連續(xù)4年保持世界第三。

Containershippinghasbecomeanimportantformofmoderntransportationduetoitshighefficiency,convenienceandsafety.ThroughputofcontainerinShanghaiPortin2006hadreached21,710,000TEU,whichisthethirdintheworldfor4years.2現(xiàn)代集裝箱碼頭的信息化水平的高低已經(jīng)成為制約集裝箱運輸?shù)年P(guān)鍵。目前，在集裝箱運輸中集裝箱自身不載有信息。集裝箱在運載過程中的信息傳遞還依賴于傳統(tǒng)的方式。集裝箱的流向、流轉(zhuǎn)和識別基本上還是處于人工、半人工狀態(tài)。

Informatizationofmoderncontainerterminalhasbecomeakeytorestrictcontainershipping.Atpresent,thereisnoinformationalongwithcontaineritselfincontainershippinganymore.Theinformationtransmissionduringcontainershippingdependsonthetraditionalway.Flowingdirection,motionandidentificationofthecontainerarestillundermanualorsemi-manualconditiononthewhole.一、背景Background3國際上為了防恐的安全需要，美國和歐盟紛紛提出集裝箱運輸安全鎖的概念，先后提出了許多解決方案，嘗試把RFID技術(shù)應(yīng)用于集裝箱運輸領(lǐng)域，但因技術(shù)和成本的原因，其發(fā)展多處于試驗階段。

Tomeettherequirementsonantiterrorism,theUSAandEUhavesuggestedtheconceptofsafetylocktocontainershippinginsuccessionandmadealotofsolutions,andtrytouseRFIDtechnologyinthecontainershippingfield.Butasreasonsoftechnologyandcosts,itsdevelopmentstillstaysatteststage.4現(xiàn)代集裝箱物流迫切需要一種能夠?qū)崟r記錄箱、貨、流信息，記錄開關(guān)箱時間和地理位置信息的智能化電子標(biāo)簽，從而提升集裝箱物流的整體水平。

ItisexigentforthemoderncontainerlogisiticsthatonekindofintelligentRIFDtagwhichcanrecordtheinformationofcontainers,goodsandflowinrealtimeaswellastheinformationoftimeandgeographyofopenningandclosingthecontainerisneeded.

集裝箱物流信息實時傳遞

Logisticsinformationofcontainertransfersinrealtime

1.箱信息

informationofcontainer

2.貨物信息

informationofcargo

3.運輸信息：如船信息，港口，貨代……otherinformation：informationofship，port,cargoagency…集裝箱安全信息

Securityinformationofcontainer

1.開關(guān)箱時間

on-offtimeofcontainer

2.開關(guān)箱時，箱所處的位置（與GPS相連）

addressofcontainerwhenopen/closed（connectwithGPS）

3.箱的溫度、濕度等物理信息

physicsinformationofcontainer,suchastemperature,humidity系統(tǒng)功能SystemFunction邊檢、商檢Inspection海關(guān)Costom港口port船公司Shippingcompany貨代、船代Agency物流公司Logisticscompany用戶Consumer服務(wù)對象ServiceObjects

二、中國“兩港一航”電子標(biāo)簽系統(tǒng)

“2ports&1line”ContainerRFIDSysteminChina

在2005年12月3日，我們開展了“兩港一航”工業(yè)性試驗，中國第一條裝有電子標(biāo)簽的集裝箱航線“浙海325”輪從煙臺正式起航，在上海港至煙臺港這條航線上完全實現(xiàn)了集裝箱運輸環(huán)節(jié)的自動識別和實時信息交換，截至2006年1月19日,“兩港一航”示范線箱量累計完成5294TEU。Thissubjectteamhasformallystartedtheindustrialtrialnamedas“2ports&1line”onDec3,2005andthefirstlineofcontainerswithRFID----”Zhehai325Shipping”inChinahasbeenformallystarted.ThislinefromShanghaiporttoYantaiporthasabsolutelyshownautomaticidentificationandreal-timeinformationexchangeincontainershipping.ByJan19,2006,thecontainerthroughputofthisdemonstrativelinehasreached

5294TEU.

整體方案圖“兩港一航”集裝箱電子標(biāo)簽示范線Integralplanfigureofthedemonstrativelineof“2Ports&1line”containerRFIDsystem第一艘載著貼電子標(biāo)簽的集裝箱班輪“浙海325”輪從煙臺開往上海

Thefirstregularcontainership”Zhehai325Shipping”withRFIDdrivetoShanghaifromYantai浙海325停靠龍吳港成功卸船

Zhehai325ShippingstopsatLongwuportforunload演示錄像DemonstrativeVideo

集裝箱電子標(biāo)簽自動識別系統(tǒng)ContainerRFIDAutomaticIdentificationSystem無線通信系統(tǒng)Wireless

Communication

System信息實時交換系統(tǒng)Real-timeInformationExchangeSystem裝拆箱點的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)DataInputSystemofContainerStuffingPoint自動識別應(yīng)用系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)StructureofRFIDautomaticidentificationapplicationsystem基于電子標(biāo)簽自動識別系統(tǒng)的港口信息安全管理技術(shù)PortsafetymanagementtechnologybasedonRFIDautomaticidentificationsystem建設(shè)滿足集裝箱電子標(biāo)簽示范系統(tǒng)需求的多級安全性機制，建立安全認(rèn)證系統(tǒng)和日志分析系統(tǒng)；Establishmulti-levelsafetysystemasrequiredbycontainerRFIDdemonstrationsystemandestablishsafetycertificationsystemandloganalysissystem;研究保證電子標(biāo)簽和讀寫器之間空中接口的信息傳輸安全技術(shù)，實現(xiàn)信息的加密存儲和傳輸，對電子標(biāo)簽實施寫操作時的授權(quán)寫入驗證；Researchoninformationtransmissionsafetytechnologyataerialconnectorbetweentagsandreader,realizeinformationencryptstorageandtransmissionandidentifyauthorizedwritewhenread-writeoperationtotags;研究電子標(biāo)簽讀寫器和主機間的信息通信加密技術(shù)；Researchonencrypttechnologyofinformationcommunicationbetweenthereaderandhostcomputer;研究無線通信系統(tǒng)間的信息傳輸安全性保障技術(shù)；Researchonsafetyinsurancetechnologyofinformationtransmissionbetweenwirelesscommunicationsystems研究集裝箱信息實時交換系統(tǒng)中的安全支撐系統(tǒng)。Researchonsafetysupportingsystemincontainerinformationreal-timeexchangesystem.

1.

頻段的選擇Choiceonfrequencyrange

對于集裝箱電子標(biāo)簽采用何種頻段的討論一直是個熱點，主要焦點在于433MHz、916MHz和2.4GHz這三個頻段哪個更適用于集裝箱電子標(biāo)簽。DiscussiononwhichfrequencyrangeRFIDincontainershouldadoptisalwaysahot,whichfocusesonwhichoneinthethreefrequencyranges433MHz,916MHzand2.4GHzisthemostapplicableforRFIDincontainer.頻段選擇時，考慮的主要性能參數(shù)：

Whenchoosingfrequencyrange,considerthefollowingchiefparameters:最大通信距離；

Maxcommunicationdistance無線信號的傳播；

Transmissionofwirelesssignal功率限制；Powerlimit工作時間；

Workinghours調(diào)制方式。Modulationmode在模擬真實集裝箱環(huán)境下，采用CTLESS仿真軟件分析433MHz、916MHz和2.4GHz的射頻信號在集裝箱表面的發(fā)布。國內(nèi)外研究表明頻段從技術(shù)角度來看不是關(guān)鍵問題。

Undersimulativefactualcontainerenvironment,adoptCTLESSsimulationsoftwaretoanalyzerespectivetransmissionofradiofrequencysignals433MHz,916MHzand2.4GHzofoncontainersurface.Accordingtoresearchesathomeandabroad,radiofrequencyisnotakeyproblemfromthetechnicalview.2.防沖突性設(shè)計

Anti-impactdesignofRFIDincontainer防沖突性研究Anti-impactresearchofRFID基于狀態(tài)機的防沖突機制Anti-impactsystembasedonstatemachine基于隨機延遲的防沖突機制Anti-impactsystembasedonstochasticdelay多讀寫器協(xié)調(diào)ColorWave防沖突算法

ColorWaveAnti-impactcalculationonharmonization

ofmulti-reader4.集裝箱電子標(biāo)簽Containertag采用ISM2.4GHz工作頻段

AdoptISM2.4GHzforworkingfrequencyrange有源電子標(biāo)簽，作用距離0～30米可調(diào)節(jié)，可讀寫，32K字節(jié)存儲容量

Activetag,itsoperatingdistance0~30misadjustableandreadable,memorycapacityis32kbyte獨特的超低功耗技術(shù)，使用壽命可達(dá)10年

Uniquesuper-lowpowerconsumptiontechnologywithalifespanof10years高安全性數(shù)據(jù)傳輸機制，采用非對稱性加/解密

Highsafetydatatransmissionsystem,dissymmetryencrypt/deciphering固態(tài)封裝，可靠防拆卸功能

Solidsealingandreliableanti-dismounting電子標(biāo)簽安裝盒電子標(biāo)簽5.集裝箱電子封條ContainerE-seal首次實現(xiàn)集裝箱物流、信息流、安全流多源融合下的數(shù)據(jù)載體

Firsttimetorealizedatacarrierofmulti-sourceamalgamationofcontainerlogistics,informationflowandsafetyflow采用ISM2.4GHz工作頻段AdoptISM2.4GHzforworkingfrequencyrange支持集裝箱非法侵入和開關(guān)門的自動監(jiān)測及事件記錄

Supporttrespassonandautomaticmonitoring&eventrecordofdooropening&closing支持總線擴(kuò)展溫度、濕度、振動等其他傳感單元

Supportsensorunitssuchasbusextendedtemperature,humidity,vibration,etc.加密計算與認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)安全，防止鏈路竊聽與數(shù)據(jù)破解Encryptingcalculationandcertificationtoensuredatasafetyandpreventfromwiretappingordatabreaking使用頻道隔離技術(shù)，多個設(shè)備互不干擾

Adoptfrequencyrangeseclusiontoavoidinterferencesamongmultipleequipment先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，支持多封條讀寫

Advancedanti-collisiontechnology配置微波模塊工作方式，發(fā)射功率軟件可調(diào)

Possibletoequipwithmicrowavemoduleworkingmodeandradiofrequencysoftwareisadjustable集裝箱箱門門縫處5秒無工具安裝和拆卸

5-secondmountanddismountwithouttoolsatcontainergate采用便攜式電腦或者手持式PDA讀寫器

Adoptportablecomputerorhand-heldPDA采用ISM2.4GHz工作頻段AdoptISM2.4GHzforworkingfrequencyrange讀寫模塊采用PCMAC接口方式和筆記本實現(xiàn)雙向通訊，或者CF接口方式和PDA實現(xiàn)雙向通訊Read/writemoduleadoptsPCMACinterfacemodeandnotebooktorealizeboth-waycommunicationoradoptsCFinterfacemodeandPDAtorealizeboth-waycommunication.加密計算與認(rèn)證Encryptingcalculationandcertification

使用頻道隔離技術(shù)，多個設(shè)備互不干擾Adoptfrequencyrangeseclusiontoavoidinterferencesamongmultipleequipment.防碰撞技術(shù)，支持多標(biāo)簽讀寫Anti-collisiontechnologytosupportmulti-labelreadandwrite配置微波模塊工作方式，發(fā)射功率軟件可調(diào)Possibletoequipwithmicrowavemoduleworkingmodeandradiofrequencysoftwareisadjustable6.信息錄入設(shè)備Equipmentforinformationtranscription

7.基站式讀寫器Fixedreader采用ISM2.4GHz工作頻段AdoptISM2.4GHzforworkingfrequencyrange支持RS232/485方式與上位機通訊SupportRS232/485wiremodeanduppermachinecommunication加密計算與認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)安全，防止鏈路竊聽與數(shù)據(jù)破解Encryptingcalculationandcertificationtoensuredatasafetyandpreventfromwiretappingordatabreaking防碰撞技術(shù)，支持多標(biāo)簽讀寫Anti-collisiontechnologytosupportmulti-labelreadandwriteFixedreader龍吳港道口處的基站式讀寫器

FixedreaderatGateofLongwuport

讀寫器與天線

Reader&Antenna9.電子哨兵E－Sentinel利用無源電子標(biāo)簽的工作原理，通過電磁波供電激活集裝箱電子標(biāo)簽中的125KHz低頻電路工作

UndertheworkingprincipleofpassiveRFID,activate125klowfrequencycircuitinRFIDincontainerthroughelectromagneticwavepowersupply支持非工作狀態(tài)的休眠模式和快速喚醒啟動的模式切換

Supportswitchbetweendormancymodeandrapidawaking/startupmodeundernon-operatingstate支持工作狀態(tài)的自動偵測和自動模式切換

Supportautomaticdetectionandautomaticmodeswitch先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，支持多標(biāo)簽讀寫

Anti-collisiontechnology整體低功耗設(shè)計

Uniqueintegrallowpowerconsumptiondesign場強可測量，且發(fā)射功率軟件可調(diào)

Fieldintensityismensurableandratiofrequencysoftwareisadjustable哨兵＋無線讀寫器Sentinel+wirelessreader10.集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)中間件

MiddlewareofcontainerRFIDsystem中間件體系結(jié)構(gòu)SystemstructureofMiddlewareApplicationprocessAffordlogicaldataandeventMiddlewareReceiveoriginalREIDdataRealizefiltration,releaseandmessageReaderVisittagsWirelesschannelTagsID,content&message在大量工業(yè)性實驗和數(shù)據(jù)整理的基礎(chǔ)上，完成了三個與港口集裝箱電子標(biāo)簽相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。Basedonmassindustrialexperimentsanddatacollection,thethreetechnicalstandardsrelatedtoportRFIDincontainerhasbeencompleted.

相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)Relatedtechnicalstandards

2006年，我們已取得中國國家標(biāo)委會批準(zhǔn)，開展“內(nèi)貿(mào)集裝箱電子標(biāo)簽技術(shù)規(guī)范”的起草(20067084-T-469)。我們將把經(jīng)過實踐檢驗的技術(shù)制定成國家標(biāo)準(zhǔn)。WeareauthorizedbyNationalStandardcommitteeofChinatodraftout“ContainerRFIDTechnologyCriterionindomestictrade”(20067084-T-469).WewillestablishtheNationalStandardsbasedonthepracticalandproof-testeddataofthetrials.1.集裝箱電子標(biāo)簽技術(shù)規(guī)范（草案）TechnicalspecificationsonRFIDincontainer2.集裝箱電子標(biāo)簽存儲信息編碼規(guī)范（草案）SpecificationofmemoryinformationcodingofcontainerRFID3.內(nèi)貿(mào)集裝箱運輸信息技術(shù)規(guī)范（草案）Technicalspecificationofcontainershippinginformationindomestictrade三、新一代智能集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)

NewgenerationintelligentcontainerRFIDsystem

在上海至煙臺“兩港一航”集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)工業(yè)性試驗成功后，我們開展了進(jìn)一步的研究，并聯(lián)合美國Savannah港和國際著名公司，共同推動新一代智能集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)在集裝箱運輸中的應(yīng)用，提升集裝箱物流整體水平。

Afterthesuccessoftheindustrialtrial“2ports&1line”fromShanghaiporttoYantaiport,wehavebeenmakingfurtherresearch.CooperatingwithSavannahPortintheUSAandmanyInternationalfamousecompanies,wejointtopromotetheapplicationofnewgenerationintelligentcontainerRFIDsystemincontainershippingtoimprovethewholelevelofcontainerlogistics.我們的計劃OurPlan計劃于2007年6月，開展“中國上海－美國Savannah”中美集裝箱航線上電子標(biāo)簽系統(tǒng)的應(yīng)用；此項目已得到中國國家科技支撐計劃項目“現(xiàn)代港口物流服務(wù)示范工程”(2006BAH02A17)支持。

Weplantostart“ShanghaiportinChina-SavannahportintheUSA”containerRFIDapplicationlineinJune,2007,whichissupportedbytheproject“LogisticsServiceDemonstrationApplictionofModernPort”(2006BAH02A17)ofNationalKeyTechnologyR&DProgramofChina.計劃于2007年7月，開通集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)“上海－重慶”的長江航線。此項目已得到中國交通部西部交通建設(shè)科技項目“集裝箱電子標(biāo)簽技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用”的支持。

Weplantostart“Shanghaiport-Chongqingport”containerRFIDapplicationlineinJuly,2007,whichissupportedbytheproject“ContainerRFIDTechnologyDevelopmentandApplication”ofNationalWestwardConstructProgramofMinistryofCommunicationofChina.計劃于2007年下半年，開展“中國上海－歐洲”中歐集裝箱航線上電子標(biāo)簽系統(tǒng)的應(yīng)用。

Weplantostart“ShanghaiportinChina–Europeport”containerRFIDapplicationlineinthelastmonthsof2007,國際示范線的形式之一：港到港

Oneformof

theinternationaldemonstration:PorttoPort進(jìn)道口EnterPort出道口LeavePort堆場yard裝船Loading服務(wù)器Server港口port道口Gate堆場yard卸船Unloading服務(wù)器Server港口port道口Gate港口Port港口Port國際示范線的形式之二：站到站

Anotherformof

theinterna