一、系統(tǒng)背景及實(shí)施意義

　　集裝箱運(yùn)輸因其本身具有其它交通運(yùn)輸方式不可替代的優(yōu)勢和特點(diǎn)（私密性好、運(yùn)輸成本低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)），其發(fā)展前景極其廣闊。我國鐵路始終將集裝箱運(yùn)輸作為重點(diǎn)開拓、大力發(fā)展的工作重心。然而，在鐵路集裝箱運(yùn)輸作業(yè)中還存在諸多問題：（1）工作方式落后，工作效率低下。在整個運(yùn)輸流程中，集裝箱箱號全部采用人工抄寫登錄。工作量大、差錯率高、信息傳遞不及時；（2）作業(yè)流程不精練，重復(fù)性工作較多。據(jù)統(tǒng)計，每個集裝箱從進(jìn)站到離站的全部流程中，需要人工抄寫登錄集裝箱箱號達(dá)7次。這些都極大地影響了鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)男?，因而利用先進(jìn)的技術(shù)手段有效地對集裝箱進(jìn)行追蹤和管理就顯得極為迫切。

　　對此武漢木蘭達(dá)科技有限公司推出了基于2.4G遠(yuǎn)距離傳感型射頻卡的“RFID鐵路運(yùn)輸集裝箱管理系統(tǒng)”的解決方案，通過先進(jìn)的RFID技術(shù)，結(jié)合電子封條技術(shù)。所謂電子封條技術(shù)，是指能夠記錄車廂或者其他硬包裝是否曾經(jīng)被偷偷打開，并且能夠在被非法開啟的時候自動報警的一種驗(yàn)證貨物完整性的鑒別技術(shù)。電子封條能夠?qū)崿F(xiàn)對于貨柜的自動識別，將貨物運(yùn)輸中的貨柜開關(guān)狀態(tài)信息記錄到電子標(biāo)簽中，成為貨物運(yùn)輸信息的載體，在點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)輸過程中實(shí)現(xiàn)從始發(fā)站到目標(biāo)站之間貨柜未被開啟的驗(yàn)證目標(biāo)。一旦電子封條遭到破壞，將會反映給計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 主動式封條在結(jié)合GPS技術(shù)以后，能在集裝箱狀態(tài)發(fā)生變化時實(shí)時將狀態(tài)變化發(fā)生的時間、地點(diǎn)以及周圍的環(huán)境信息傳輸?shù)截浿骰蚬芾砣藛T的機(jī)器上去。更有一些主動式電子封條能夠在損害行為發(fā)生時提供即時求救信號。從長遠(yuǎn)來看，主動式電子封條提高了集裝箱運(yùn)輸?shù)陌踩潭群屯该鞫龋瑢⑹咕C合運(yùn)輸成本大幅降低。而且隨著技術(shù)的成熟、成本的降低，主動式電子封條技術(shù)的正越來越為更廣泛的貨物運(yùn)輸安全領(lǐng)域采用。 電子封條通過電腦管理系統(tǒng)可對注冊、發(fā)行、查驗(yàn)、啟封、復(fù)用、注銷等環(huán)節(jié)實(shí)施嚴(yán)密的監(jiān)管，從根本上解決了傳統(tǒng)防偽器材如鉛封、塑膠封、金屬封、鎖扣封、粘貼封等易被仿制、非法替換、真?zhèn)伪O(jiān)別困難、難管理等問題。結(jié)合其他多種技術(shù)手段，電子封條鎖能夠?qū)崿F(xiàn)在多個領(lǐng)域的驗(yàn)證運(yùn)輸貨物完整性的先進(jìn)應(yīng)用。

　　RFID在整個運(yùn)輸流程的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)娜鞒瘫O(jiān)控，確保鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)男б婧桶踩?。工作?qiáng)度的降低、工作效率的提高及更有效跟蹤管理，從而帶來巨大的經(jīng)濟(jì)及社會效益。

二、系統(tǒng)組成、工作原理及方案介紹

　　1．系統(tǒng)組成：

　?。?）ML-T250遠(yuǎn)距離讀寫電子門封

　　將記錄有集裝箱箱號、集卡車號及其他屬性數(shù)據(jù)的電子門封，安裝在車廂開關(guān)門處，使用方法跟傳統(tǒng)鎖具差別不大，只是在發(fā)運(yùn)前需要一個遠(yuǎn)距離閱讀器的施封動作。　

　?。?）GPRS讀寫器

　　在車廂門里側(cè)(近門口處)安裝一個整合RFID和GPRS通訊模塊的通訊箱（必要時可以加上GPS定位模塊），用于跟電子門封保持通訊并實(shí)時發(fā)送電子門封狀態(tài)信息至后臺監(jiān)控中心。電子門封和通訊盒都采用反暴力拆解報警技術(shù)：一旦這兩款設(shè)備遭遇外來暴力拆解將主動發(fā)出報警信息至監(jiān)控中心。

　?。?）天線

　　為確保集裝箱標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀取，在靠近讀寫器的車廂頂部需安裝一個RFID讀寫器的天線，用于讀取安裝在車廂上電子門封的RFID標(biāo)簽信息。

　　2．工作原理圖：

　　3.方案介紹：

　　在始發(fā)地，發(fā)貨方在裝完運(yùn)輸貨物后，用電子門封鎖上貨柜門(按下插銷)，并用固定式或手持式閱讀器發(fā)送一串經(jīng)過加密的指令對其施封。施封成功后，電子門封標(biāo)簽會主動回饋一個信號，表示電子門封已經(jīng)被成功封上。在貨物的運(yùn)輸過程中，電子門封不停發(fā)送狀態(tài)信號到通訊盒，通訊盒通過內(nèi)置的GPRS模塊將信息發(fā)送到后臺監(jiān)控中心。如果中途發(fā)生狀態(tài)改變，則貨主或者運(yùn)輸商可以第一時間收到報警信息并迅速采取相應(yīng)措施，此時后臺監(jiān)控中心將完整了解該批貨物的批次、數(shù)量、當(dāng)班駕駛員和押運(yùn)員，開鎖時間等等，如果通訊盒加載了GPS模塊，還能知曉開鎖的地點(diǎn)，這對其采取相應(yīng)的安全措施具有非常重要的意義。貨物到達(dá)目的地以后，收貨方根據(jù)接收到的開鎖指令開鎖（開鎖指令由監(jiān)控中心統(tǒng)一發(fā)送或者根據(jù)一個公用密鑰體系在各個終端生成使用）

三、系統(tǒng)功能、特點(diǎn)、優(yōu)勢

　　1. 系統(tǒng)功能：

　　跟蹤：可以根據(jù)安裝在集裝箱上電子門封的信息對對物流途中進(jìn)行跟蹤、管理。

　　查詢：可隨時對集裝箱進(jìn)行查詢（如出入站場的時間、車號、箱號等相關(guān)數(shù)據(jù)信息等）。

　　修改：可以對標(biāo)簽號對應(yīng)的集裝箱基本信息進(jìn)行修改。

　　刪除：把已完成運(yùn)輸任務(wù)的集裝箱信息進(jìn)行刪除。2. 系統(tǒng)特性：

　　2.1 RFID技術(shù)在集裝箱運(yùn)輸中的應(yīng)用的特殊性：

　?。?）電子標(biāo)簽隨集裝箱流動，工作環(huán)境比較惡劣：溫度高、濕度高、酸堿腐蝕、振動大等等；

　?。?）集裝箱移動較快，要求對高速運(yùn)動物體的識別能力；

　?。?）集裝箱箱號是集裝箱的唯一身份標(biāo)識，也是集裝箱運(yùn)輸管理對象的唯一標(biāo)識，要求對箱號的準(zhǔn)確無誤識別。

　　2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)：

　　遠(yuǎn)距離: 有效識別距離是2～50m識別距離可調(diào)。

　　防沖突性: 先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，可同時識別50個/秒以上標(biāo)識。

　　高速度: 最高識別速度可達(dá)200公里/小時。

　　安全性: 內(nèi)嵌GPRS無線通訊模塊，可以實(shí)時了解貨物運(yùn)輸狀況，第一時間獲悉異常狀況；加密算法與認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)安全，防止鏈路竊聽與數(shù)據(jù)破解。

　　方向性: 在閱讀器有效識別范圍內(nèi)，電子封鎖擺放方向?qū)ψR別率沒有任何影響。

　　高可靠: -40℃-85℃，防沖擊。

　　成本性: 全部采用0.18uM的芯片，成本更低。

　　功耗性: 超低功耗，更健康、更安全。

　　傳輸性: 全球開放的ISM微波頻段，無須申請和付費(fèi)。

　　高抗干擾性: 對現(xiàn)場各種干擾源無特殊要求

　　3. 系統(tǒng)優(yōu)勢：

　?。?）RFID具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，抗干擾能力強(qiáng)，可全天候使用，幾乎不受污染與潮濕的影響。

　?。?）識別速度快，識別精度高

　?。?）RFID具有信息容量大、保密性高、耐久性強(qiáng)、可靠性高、多目標(biāo)識別等特性。

　　RFID的這些特性使其成為了集裝箱自動識別技術(shù)的最佳選擇。

四、系統(tǒng)硬件設(shè)備介紹

　　1. ML-T250遠(yuǎn)距離讀寫電子門封

　　ML-T250電子門封為自動識別系統(tǒng)的發(fā)展提供了新的發(fā)展手段。該產(chǎn)品是專門為物流運(yùn)輸?shù)募b箱管理而研發(fā)、設(shè)計。ML-T250讀寫的領(lǐng)先技術(shù)、全工業(yè)性設(shè)計和出眾特點(diǎn)使得其在車輛、物流、設(shè)備和人員追蹤識別等領(lǐng)域具有綜合的競爭優(yōu)勢，并為客戶創(chuàng)造新的價值優(yōu)勢。

　　技術(shù)參數(shù)

　　1.1.電氣特征

　　靜態(tài)電流 小于2μA

　　工作電流 小于15mA

　　電池壽命 3-5年（使用壽命20年）

　　1.2.微波鏈路特性

　　信號調(diào)制方式 GFSK

　　通訊速率 雙向1024Kbit/s

　　工作頻率 2.45GHz

　　最大輸出功率 0dbm

　　位誤碼率 10-9

　　1.3.物理特征

　　外殼材料 高溫改性ABS塑料

　　標(biāo)簽類型 讀寫型

　　外型 mm

　　重量 50克

　　顏色 多種顏色

　　防護(hù)等級 IP34 防水

　　安裝方式 封裝在集裝箱上

　　1.4.工作環(huán)境

　　對現(xiàn)場各種干擾源無特殊要求

　　工作溫度：-30℃ ～ +65℃

　　工作濕度：小于85％

　　存儲溫度：-40℃ ～ +80℃

　　震動：10～2000Hz，15g 三個軸

　　抗電磁干擾：10V/m 0.1～1000MHz AM調(diào)幅電磁波

　　2. ML-M3500GPRS讀寫器

　　ML-M3500讀寫器內(nèi)部集成了GPRS模塊，數(shù)據(jù)處理后可通過GPRS方式發(fā)送出去，全面提升了讀寫器的發(fā)展空間。ML-M3500讀寫器具備的優(yōu)越抗干擾和防雷設(shè)計，既能用于一般的生活環(huán)境，也可用于工業(yè)環(huán)境的安全型結(jié)構(gòu)，可以很輕松的對多種電子標(biāo)簽進(jìn)行“讀寫”操作，完全滿足客戶對RFID產(chǎn)品的一般需求。外殼是鋁制材料，顏色一般為黑色（可調(diào)），讀卡器重量為0.5千克，尺寸為155*148*35mm。安裝方式，采用將讀卡器固定在標(biāo)桿上。無需開外殼，可直接通過發(fā)命令的方式調(diào)節(jié)距離。

　　該讀寫器由9～12V的直流供電，性能穩(wěn)定、工作可靠，信號傳輸能力強(qiáng)，使用壽命長達(dá)15年，能夠滿足惡劣的工業(yè)環(huán)境。

　　技術(shù)參數(shù)

　　2.1.工作環(huán)境

　　1）抗干擾和防雷設(shè)計,滿足工業(yè)環(huán)境要求

　　2）使用溫度：-40℃～+80℃

　　3）保存溫度：-60℃～+80℃

　　4）抗電磁干擾：10V/m 0.1-1000MHz AM調(diào)幅電磁波

　　2.2.主要技術(shù)參數(shù)

　　1）電氣特征

　　參數(shù) 　規(guī)格

　　電 源 +9V到+12V DC（MAX 500mA）

　　通信接口 　GPRS

　　可靠性 　MTBF≥70000小時

　　工作壽命 　15年

　　2）微波鏈路特性

　　參數(shù) 　規(guī)格

　　信號調(diào)制方式 　GFSK

　　工作頻率 　2.4 - 2.45 GHz

　　發(fā)射功率 　≤3dBm(可用軟件進(jìn)行調(diào)整)

　　天線極化 　垂直

　　讀寫區(qū)域 　全向范圍

　　微波通訊距離 　≤80m

　　微波通訊檢錯 　CRC16循環(huán)冗余校驗(yàn)

　　通訊加密 　面談

　　位誤碼率/B.E.R 　10-7

　　3）主要性能參數(shù)

　　ML-M3500讀寫器是專用于RFID的識別和編程

　　采用DC9V～12V/500mA的供電可以同時識別200張卡;

　　識別的最遠(yuǎn)距離是80m（正常的距離是0～50米，50～80米的距離要另外配置天線），識別距離可調(diào)；

　　識別方向?yàn)槿?定向（由用戶自選）

　　能識別移動速度200公里/小時以內(nèi)快速移動的電子標(biāo)簽;

　　工作的頻率在2.4GHz-2.5GHz ISM微波段;

　　數(shù)據(jù)速率是1Mbps，射頻功率是-20dBm～0dBm且可調(diào)，最大峰值功率1毫瓦;

　　在-40℃-85℃的工作環(huán)境的接受靈敏度是-90dBm;

　　開發(fā)接口與其他設(shè)備連接是GPRS方式；

　　通過串口發(fā)命令的方式調(diào)節(jié)讀寫器的接收距離. 異步通訊速率9600BPS-38400BPS。

　　4）產(chǎn)品特征

　　支持GPRS方式與上位機(jī)通訊；

　　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；

　　使用頻道隔離技術(shù)，多個設(shè)備互不干擾；

　　先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，支持多標(biāo)簽讀寫；

　　可配置微波模塊工作方式，發(fā)射功率可調(diào)；

　　可兼容客戶提供的卡。

五、系統(tǒng)軟件功能介紹

　　（軟件界面僅供參考，軟件相關(guān)性能可根據(jù)客戶意愿進(jìn)行添加、更改或刪除）

　　1.操作簡單方便

　　無線監(jiān)測一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計，安裝方便快捷

　　軟件全中文菜單，具有良好的操作界面

　　系統(tǒng)全電子化的數(shù)據(jù)集中管理，使得大量數(shù)據(jù)的查找工作由服務(wù)器來完成，大大提升對事件的反應(yīng)速度。

　　有源識別卡內(nèi)置可更換鋰電池，壽命超長，超低功耗，無須外接電源，無須充電。

　　2.豐富的查詢和報表功能

　　查詢和報表輸出、打印功能簡單易操作

　　可對各種食品的相關(guān)信息進(jìn)行查詢

　　也可以對某個特定的集裝箱進(jìn)行跟蹤觀察

　　可按要求輸出各種信息報表（如：集裝箱運(yùn)輸出發(fā)時間、何時何地何狀態(tài)、到達(dá)目的地的時間等）

六、售后服務(wù)及技術(shù)支持

　　1.保修期內(nèi)（1年內(nèi)）

　　在保修期內(nèi)，若設(shè)備出現(xiàn)問題，可以進(jìn)行更換。若系統(tǒng)出現(xiàn)問題，可以通過電話進(jìn)行技術(shù)服務(wù)，如果需要上門服務(wù)，按照合同約定執(zhí)行。

　　2.保質(zhì)期后

　　設(shè)備終身免費(fèi)維修，但是要收取器件的成本和來往的運(yùn)輸費(fèi)用，若是上門服務(wù)需方應(yīng)承擔(dān)相應(yīng)的食宿以及差旅費(fèi)。

　　3.人員培訓(xùn)服務(wù)

　　在該系統(tǒng)項(xiàng)目安裝完畢后，我公司技術(shù)人員會對現(xiàn)場負(fù)責(zé)系統(tǒng)維護(hù)的技術(shù)人員進(jìn)行培訓(xùn)，一般（1-3天）。從而有利于該系統(tǒng)的后期維護(hù)及正常使用。

七、版權(quán)聲明

　　本技術(shù)方案版權(quán)歸武漢木蘭達(dá)科技有限公司所有，未經(jīng)書面許可，任何機(jī)構(gòu)和個人不得以任何形式引用，否則武漢木蘭達(dá)科技有限公司將保留追究法律責(zé)任的權(quán)利。希望能真誠的合作！