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科技创新

RFID集装箱管理技术

 当今,随着经济的高速发展,物流已成为了经济发展的重要基础。然而,由于集装箱的运输量越来越大,相关部门开始使用RFID集装箱管理技术来提高集装箱的运输管理效率。

之前集装箱管理主要通过信息管理系统结合人工非实时性手工数据录入来实现,有些先进的管理系统中采用图像识别技术,利用摄像头来识别箱号。这些传统的对集装箱的跟踪、管理和调度方法存在效率低、人力成本高、出错率高、实时性差等问题。电子标签(RFID)技术被尝试性地应用到集装箱管理中,并取得了很好的效果。

但RFID采用被动发射技术,在数据采集过程中对人员的依赖性很大,并且也未能较好解决对堆场内集装箱信息的实时采集等问题。

采用传感器技术结合RFID技术提出了物联网集装箱管理系统。

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1.集装箱管理介绍

集装箱的管理主要可分为2个部分:

(1)集装箱的使用和调度管理,包括集装箱的分配、调度、起租、退租、保险、修理、报失等集装箱业务信息的管理;

(2)集装箱状态信息的管理,包括集装箱的位置信息、分类信息、箱体内货物信息等。

对于非实时信息,目前已经有相对成熟的集装箱管理软件。而对于第2部分中的很多信息,多数情况下通过增加大量人力成本来解。这里所提出的传感器网络的应用主要是针对第2部分设计的,可有效提高集装箱信息采集和管理的效率。

2.集装箱管理系统结构

无线局域网实时定位系统结合无线局域网络、射频识别(RFID)和传感器等多种技术,在广泛的在无线局域网覆盖区域范围内,实现复杂的集装箱监测和追踪任务,并准确找寻到目标对象。

3.系统实现原理

集装箱堆场中有多个矩形的集装箱堆放区域,每个区域可并列排放4个一6个箱子,每一排可叠放4层一6层,整个堆场有2.4GHz的无线网络覆盖。

传感器节点根据堆场的具体情况设计成3类:

第1类节点是放置在集装箱体的节点,负责发送集装箱信息;

第2类节点是部署在起重机架上的节点,负责采集集装箱信息并可感知第1类节点发送的信号强度;

第3类节点是安置在起重机控制室的节点,该节点负责收集第2类节点的信息,并与无线网络相连,将收集到的信息发送到总控制室。每个堆放区域由1个第3类节点负责。

4.采用GPS技术实现集装箱定位管理

本系统通过传感器网络来确定集装箱的位置。为达到定位的目的,假定2个事实作为前提:

(1)堆场中集装箱堆放区域位置信息已知;

(2)所有堆放区域中所堆放的集装箱都由且只由该堆放区域中的集装箱起重机操作完成。

这样首先可通过起重机上的GPS装置来确定起重机的位置,然后可通过获得起重机正在操作集装箱的位置信息,由于堆放区域内所有的集装箱操作都是由起重机来完成的,因此一旦获得起重机所操作的集装箱的位置信息,便可获得堆放区域中所有集装箱位置的改变信息,从而确定每个集装箱的位置。

系统中,核心的RFID数据采集设备将安装在龙门吊、正面吊和堆高车等等机械设备中,在这类设备上的应用,RFID读写器除具备基本的数据采集功能外,还应当具备车载设备使用标准,对高低温、电磁兼容性、低频振动、冲击等要求都很高,且工作环境多在户外,环境条件也较为恶劣,这对整个RFID读写器的选型提出了更高的挑战。

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