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集装箱电子标签系统的研究和应用下

2021年07月09日 益阳机械设备网

集装箱电子标签系统的研究和应用(下)

2.2技术内容与关键技术

2.2.1电子标签编码和授权

l)电子标签存储信息内容电子标签存储信息内容分2部分5个区域:第1部分分为4个区域存储4类信息:①固定信息(A区)包括序列号、箱号、持箱人、箱型、尺寸;②货品信息(B区)包括运单号、铅封号、起运港、目的港、货物名称、箱重量、件数、货物特殊要求;③其他信息(C区)包括起运港记录、中转港记录、中转港集装箱场地吊运记录、目的港记录、目的港集装箱场地吊运记录、机械ID号和残损记录;④电子封条信息(D区)包括开箱日期、开箱时间(时、分、秒)和累计开箱次数。第2部分存储货代信息(E区),记录货物托运委托书的相关内容。

2)各环节读写电子标签授权根据集装箱运输的特点,对每个环节读写电子标签都给予一定的权限设置,包括货代、起运港(进场)、残损记录和电子封条自动写人等信息。

2.2.2集装箱电子标签主要技术内容和特点

射频识别技术的基本原理是电磁理论。射频系统的优点是不局限于视线,识别距离比光学系统远,射频识别卡可具有读写能力,可携带大量数据,难以伪造,且有智能。它适用于集装箱跟踪、运载工具识别等要求非接触数据采集和交换的场合,由于RFID标签具有可读写能力,对于需要频繁改变数据内容的场合尤为适用。

1)集装箱电子标签 集装箱电子标签是一种具有微波双向通讯功能的自动标识设备,作为被附着集装箱的信息载体和安全认证的设备。其技术特点如下:①采用独特的双频段工作方式,正常读写工作在ISM2.4GHz频段,区域激活工作在125kHz频段;②采用有源电子标签,具有32k数据存储容量,具备可读可写功能;③采用125kHz无源标签电磁波供电激活的工作模式;④内部采用125个信道,1MbPs的通讯速率,以满足集装箱电子标签的大容量信息实时交换需要;⑤独特的超低功耗技术,使用寿命可达10年;⑥高性能16位微处理器,支持在线编程,无线程序下载;⑦采用基于HDLC协议的时分多址和同步通信机制;⑧高安全性数据传输机制,支持双向认证及加/解密;⑨固态封装,可靠防拆卸功能,满足工业环境要求。

其核心的创新技术是:①基于超低功耗状态的有源电子标签通信工作模式;②基于随机延迟机制的防碰撞算法;③基于Hash函数的局域地址访问和多项式加密的电子标签通信安全机制;④基于低频125kHz无源标签工作原理的区域激活机制;⑤以事件驱动为中心的标签嵌入式实时任务系统,任务系统对事件进行处理,以完成特定的功能或对系统故障进行处理,以使系统恢复正常工作。

2)集装箱电子标签基站式读写器在进出道口等固定位置,以无线通讯的方式,与集装箱电子标签进行数据交换,采集和更新标签中的信息,并通过RS232/485等方式与计算机通讯。

基站式读写器的技术特点如下:①工作在ISM2.4GHz频段;②加密计算与认证,确保数据安全,防止链路窃听与数据破解;③使用频道隔离技术,多个设备互不干扰;④先进的防碰撞技术,支持多标识读写;⑤可配置微波模块工作方式,且发射功率软件可调;⑥抗干扰和防雷设计;⑦支持RS232/485有线方式与上位雄通讯;⑧满足工业环境要求。

其核心的创新技术是:①基于频道隔离和分割技术的多读写器抗干扰技术,支持多读写器在同一区域协同工作;②基于跳频技术的高效防碰撞算法,能同时读取数百个标签;③采用非对称加密技术,实现了标签与读写器在安全性和功耗、计算性能之间的平衡;④读写器命令根据通信数据的大小而采用无线变长帧结构;⑤功率可配置工作模式实现多级识别距离的软件平滑控制。

3)集装箱电子标签无线式读写器无线式读写器安装在如龙门吊、桥吊、门机、正面吊等移动设备上,以无线通讯的方式,与集装箱电子标签进行数据交换,采集和更新标签中的信息,并通过集装箱电子标签无线桥接器以无线方式与计算机通讯

无线式读写器的技术特点如下:①~⑥与基站式读写器相同;⑦支持无线方式与上位机通讯;⑧支持哨兵模式下的局域空间无线访问。

其核心的创新技术是:①~④与基站式读写器相同;⑤基于哨兵工作模式下,在局域空间对标签实现唯一性无线访问。

4)集装箱电子标签无线桥接器无线桥接器是替代标签读写器通讯电缆的一种无线通讯设备6。其特点是:①无线桥接器和无线读写器成对使用,对两端连接的设备而言是透明的;②数据通讯速率达到1Mbps:③RS232/485接口;④数据加密,防止受到安全攻击;⑤抗干扰和防雷设计。

5)集装箱电子标签哨兵集装箱电子标签哨兵是用来在堆场、桥吊、龙门吊、门机、叉车等场合配合无线读写器完成对集装箱电子标签的唯一性自动识别,见图7。其特点是:①采用低频125kHz工作频段;②通过电磁波供电激活集装箱电子标签中的125KHz低频电路工作;③支持非工作状态的休眠模式和快速唤醒启动的模式切换;④支持工作状态的自动侦测和自动模式切换;⑤先进的防碰撞技术,支持多标签读写;⑥独特的整体低功耗设计;⑦场强可测量,且发射功率软件可调;⑧抗干扰和防雷设计。

6)集装箱电子标签手持式PDA读写像手持式PDA读写器用于在货代源头信息写人、港口码头点货、航运中等场合完成对集装箱电子标签的识读和信息交换,见图8。其特点是:①一④与基站式读写器创新技术相同;⑤业界首个基于PDACF接口的远距离电子标签手持读写器;⑥支持PALM和WINCE3.0、4.2、5.0MOBILE主流嵌入式操作系统,提供完整的二次开发SDK,可快速开发应用;⑦功率可配置工作模式实现多级识别距离的软件平滑控制;⑧体积小、携带方便、通用性强、功能强大。

7)集装箱电子封条集装箱电子封条,它具有如下特点:①2.45GHz和125kHz双频段工作;②集成门传感器和光传感器,完成集装箱的入侵监测,满足反恐和防盗要求等;③满足安全性要求;④监视集装箱运输的状态;⑤具备带时间戳的事件记录和存储;⑥采用模块化设计,可扩展辐射、化学检测传感器等;⑦使用温度为-40~+80℃,湿度为95%;⑧固态封装,抗高强度跌落与振动,满足工业环境要求。(peter)

文章来源:上海国际港务(集团)股份有限公司 包起帆

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集装箱电子标签系统的研究和应用下