两港一航集装箱电子标签应用方案

《两港一航集装箱电子标签应用方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《两港一航集装箱电子标签应用方案（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、热烈欢迎 各位领导、专家莅临指导,SIPG,“两港一航”集装箱电子标签应用示范 展示研讨会,集装箱电子标签应用示范的意义 集装箱电子标签国内外发展状况 集装箱电子标签自动识别应用系统体系结构 集装箱电子标签系统主要内容和关键技术 创新点与发明 “两港一航”应用示范线 成果的社会效益和推广前景,汇报提纲,港口集装箱物流,出厂、货代,客户,集装箱运输以其高效、便捷、安全的特点成为交通运输现代化的重要形式。上海港的集装箱吞吐量2005年已达到1808万TEU，连续3年排名世界第三。 现代集装箱码头的信息化水平的高低已经成为制约集装箱运输的关键。目前，在集装箱运输中集装箱自身不载有信息。集装箱在运载过

2、程中的信息传递还依赖于传统的方式。集装箱的流向、流转和识别基本上还是处于人工、半人工状态。 近几年来，在运输中对卡车采用了条形码、图像软件识别技术和无源电子标签等技术，但是由于其识别距离近，可靠性差，而且只能识别卡车，无法识别集装箱 ，更不能实时跟踪记载集装箱运输过程中的物流信息，因此无法满足需要。,集装箱电子标签应用示范的意义,集装箱物流中存在的挑战,低效的集装箱管理，难已进行货物追踪 难已满足客户的需求 较低的生产和作业效率,国际上为了防恐的安全需要，美国和欧盟纷纷提出集装箱运输安全锁的概念，先后提出了许多解决方案，但因技术和成本的原因，其发展多处于试验阶段。我国集装箱运输如何适应国际的潮

3、流，需要研发实用的电子安全锁技术。 我们开发和部署具有国际先进水平的一体化的集装箱自动识别技术应用系统集装箱电子标签系统，使集装箱作为信息流的载体，将信息流和物流融为一体，对集装箱运输的物流和信息流进行实时跟踪，消除集装箱在运输过程中的错箱、漏箱，提高通关速度，提高运输的安全性、可靠性，全面提升集装箱运输的服务水平。,为提高中国在国际集装箱运输标准中的话语权做好准备,开展国际集装箱运输电子标签系统试验，进而申报国际标准,6. 研究开发本系统的目标,逐步形成行业标准或国家标准,总结经验形成拥有自主知识产权的技术,率先在中国内贸集装箱运输中得到应用,通过国内港口间“两港一航”集装箱5000TEU的

4、工业性试验,研究集装箱电子标签相关技术和系统,从中国内贸集装箱运输起步,集装箱电子标签国内外发展状况,1. 国内外RFID厂商及其产品,作业环境最为复杂、技术难度最大，提出的各项技术指标、工艺性指标、功能性需求都远不同于电子标签的其它应用领域； 集装箱电子标签的应用是在一个巨大的、涉及范围十分广泛的物流网络环境下形成的； 集装箱电子标签的全面应用范围很广，涉及领域多，对其安全性、可靠性和经济性提出很高的要求。,2. 集装箱电子标签有着非常典型的行业特征,3. 集装箱上应用电子标签的发展状况,鉴于电子标签在集装箱运输中潜在的巨大作用和市场，国内外众多企业纷纷开展了对集装箱电子标签的研究。,美国的

5、AMTECH曾在集装箱上采用无源标签，但在技术要求方面达不到要求，在进行第一步试验就失败了。 SAVI采用有源电子标签，在美国国防部的军队集装箱物流中获得成功和推广；但由于其产品和系统昂贵的价格以及行业性限制使其仅能局限在美军的应用里，在民用集装箱物流中并未得到应用。2005年SAVI和香港和记黄埔建立合资公司，研究基于电子标签的网络。2006年1月SAVI来上海港希望和我们共同合作开发研究这方面的技术。,西门子（SIEMENS）公司欧洲分公司，正准备研究适用于集装箱运输的电子标签技术，在技术交流中他们只是有一个设想，听到我们已经开发并掌握了该项技术感到很惊讶，同时表示愿意和我们合作，在亚洲和

6、欧洲共同推广和完善电子标签的应用。 英特尔（Intel）有限公司曾来集团交流，并有意加入电子标签在港口集装箱运输的应用，正在制定实施方案。 关于电子封条，美国GE公司曾于2005年5月来集团交流，并带来样机，结构复杂，价格昂贵，他们希望能与上海港合作开发。,电子标签在港口间集装箱航线的实际应用，世界上还没有成功的先例。这对我们来说既是一个契机，也是一个挑战！,中国上海 “两港一航”集装箱电子标签应用示范的实施开创了集装箱电子标签应用的先河。 我们采用的所有技术和产品都具有国内自主知识产权。,集装箱电子标签自动识别 系统完成集装箱信息的实 时采集和自动识别。,无线通信系统完成数据无 线传输通信，

7、将前端电子 标签系统的数据传输到后 端的信息实时交换系统。,信息实时交换系统完成后 端对集装箱信息的实时处 理和管理，并进行EDI数 据或Intel网数据的交换， 实现起运港和目的港之间 的集装箱信息实时交换。,集装箱电子标签自动识别应用系统体系结构,装拆箱点的数据输入系统 在集装箱装箱点把信息输 入电子标签。,1. 集装箱电子标签系统总体框架,集装箱电子标签自动识别系统,电子 封条,标签,天线,读写器,电子标签 系统中间件,“两港一航”应用示范线 5000TEU,集装箱信息 实时交换系统,制定标准,2. 集装箱电子标签示范系统,3. 研究基于电子标签自动识别系统的 港口信息安全管理技术,建设

8、满足内贸集装箱电子标签示范系统需求的多级安全性机制，建立安全认证系统和日志分析系统。 研究保证电子标签和读写器之间空中接口的信息传输安全技术，实现信息的加密存储和传输，对电子标签实施写操作时的授权写入验证； 研究电子标签读写器和主机间的信息通信加密技术； 研究无线通信系统间的信息传输安全性保障技术； 研究集装箱信息实时交换系统中的安全支撑系统。,4. 研究建立内贸集装箱电子标签的 相关技术标准草案,为适应港口集装箱电子标签的市场需求，促进具有自主知识产权的核心技术的发展，加快港口数字化建设步伐，指导港口电子标签、识别技术等产品的设计，同时对电子标签系统综合技术水平提供具体的依据，保障港口使用的

9、电子标签产品的质量，研究建立内贸集装箱电子标签相关的技术标准。,集装箱电子标签系统主要内容和关键技术,集装箱电子标签 集装箱电子标签信息录入设备 集装箱电子标签基站式读写器 集装箱电子标签无线式读写器 集装箱电子标签哨兵 集装箱电子封条 集装箱电子标签频段的选择 集装箱电子标签的防冲突性设计 集装箱电子标签系统中间件 集装箱电子标签读取可靠性分析,1. 集装箱电子标签,采用全球通行的ISM 2.4GHz工作频段； 有源电子标签，作用距离030米可调节，可读写，32k字节存储容量； 独特的超低功耗技术，使用寿命可达10年； 高安全性数据传输机制，采用非对称性加/解密； 固态封装，可靠防拆卸功能，

10、满足工业环境要求。,采用便携式电脑或者手持式PDA读写器,采用全球通行的ISM 2.4GHz工作频段； 读写模块采用PCMAC接口方式和笔记本实现双向通讯，或者 CF接口方式和PDA实现双向通讯； 加密计算与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解； 使用频道隔离技术，多个设备互不干扰； 先进的防碰撞技术，支持多标签读写； 可配置微波模块工作方式，且发射功率软件可调； 体积小、携带方便、通用性强、功能强大； 满足工业环境要求,2. 集装箱电子标签信息录入设备,3. 集装箱电子标签基站式读写器,采用全球通行的ISM 2.4GHz工作频段； 支持RS232/485有线方式与上位机通讯； 加密计算

11、与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解； 先进的防碰撞技术，支持多标签读写； 抗干扰和防雷设计； 满足工业环境要求；,龙吴港道口处的基站式读写器,烟台港道口处的基站式读写器,4. 集装箱电子标签无线式读写器,采用全球通行的ISM 2.4GHz工作频段； 支持无线方式与上位机通讯，与集装箱电子标签桥接器配对使用； 支持哨兵模式下的局域空间无线访问； 加密计算与认证，确保数据安全，防止链路窃听与数据破解； 使用频道隔离技术，多个设备互不干扰； 先进的防碰撞技术，支持多标签读写； 可配置微波模块工作方式，且发射功率 软件可调； 抗干扰和防雷设计； 满足工业环境要求；,5. 集装箱电子标签哨兵,

12、利用无源电子标签的工作原理，通过电磁波供电激活集装箱电子标签中的125k低频电路工作； 支持非工作状态的休眠模式和快速唤醒启动的模式切换； 支持工作状态的自动侦测和自动模式切换； 先进的防碰撞技术，支持多标签读写； 独特的整体低功耗设计； 场强可测量，且发射功率软件可调； 抗干扰和防雷设计； 满足工业环境要求；,哨兵无线读写器,龙 门 吊,6. 集装箱电子封条,首次实现集装箱物流、信息流、安全流多源融合下的数据载体； 采用全球通行的ISM 2.4GHz工作频段； 支持集装箱非法侵入和开关门的自动监测及事件记录； 支持总线扩展温度、湿度、振动等其他传感单元； 加密计算与认证，确保数据安全，防止链

13、路窃听与数据破解；,使用频道隔离技术，多个设备互不干扰； 先进的防碰撞技术，支持多封条读写； 可配置微波模块工作方式，且发射功率软件可调； 集装箱箱门门缝处5秒无工具安装和拆卸； 满足工业环境要求；,7. 集装箱电子标签频段的选择,对于集装箱电子标签采用何种频段的讨论一直是个热点，主要焦点在于433MHz、916MHz和2.4GHz这三个频段哪个更适用于集装箱电子标签 。 频段选择时，考虑的主要性能参数： 最大通信距离 无线信号的传播 功率限制 工作时间 调制方式 还要考虑我国国情：无线频段管理的相关规定。,在模拟真实集装箱环境下，采用CTLESS仿真软件分析433MHz、916MHz和2.4

14、GHz的射频信号在集装箱表面的发布 。国内外研究表明频段从技术角度来看不是关键问题。 在集装箱电子标签系统中进行了大量的多厂商多频段电子标签的实践试验对比，证实目前现有技术中2.4GHz比较符合港口环境中的应用。,8. 集装箱电子标签的防冲突性设计,电子标签的防冲突性研究 基于状态机的防冲突机制 集装箱电子标签中基于随机延迟的防冲突机制 集装箱电子标签多读写器协调ColorWave防冲突算法 实验仿真,9. 集装箱电子标签系统中间件,体系结构,中间件是一个软件概念，它是一类介于应用程序和具体软硬件平台之间的软件，它实现了软、硬件平台和应用系统之间可靠和高效的数据交互，保证了应用系统的协同性,9

15、. 集装箱电子标签系统中间件,中间件的设计,分析数据读写功能 分析数据过滤和收集功能 分析其消息功能 分析阅读器管理的功能,10. 集装箱电子标签读取可靠性分析,道口环境下对集装箱电子标签的读取可靠性分析 实验研究环境和条件: 集卡以05公里/小时的速度通过道口； 集装箱电子标签安装在集装箱左侧面（面对集装箱箱门）中上部位置； 读写器安装在道口集装箱通道侧向，天线读取方向和集装箱通道水平垂直，极化天线角度为60度，3db增益； 集装箱会有20 和40两种; 读写器使用FSK方式以250kbps的速率读取标签。,10. 集装箱电子标签读取可靠性分析,龙门吊、桥吊、门机作业环境下对电子标签的读取可

16、靠性分析,创新点与发明,提出并开发适用于我国内贸港口各种工作环境的2.4GHz集装箱电子标签系统； 开发了电子标签哨兵； 开发了能够读写集装箱电子标签的手持式PDA读写器 ； 提出并开发了新型的集装箱电子封条； 提出并实现了集装箱电子标签与电子封条的连接和系统的融合； 研究和开发国内首个基于集装箱电子标签系统采用B/S操作平台的实时交换系统， 引入全面的安全性保证设计理念，实现从整体交换平台到电子标签设备级的安全性保障手段； 提出我国内贸集装箱电子标签系统的技术标准草案。,创新点,知识产权情况,专利： 集装箱电子标签装置 专利号：200420037164.3 一种电子标签安全通信的方法 专利号：200510026966.3 低功耗的有源电子标签通信模式 专利号：200510026965.9 一种集装箱电子封条 专利号：200520042928.2 一种用于集装箱电子标签和电子封条的连接方法 专利号：200510028094.4 著作权登