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(shì)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(guó)鐵路始終將集裝箱運(yùn)輸作為重點(diǎn)開(kāi)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(wèn)題：（1）工作方式落后，工作效率低下。在整個(gè)運(yùn)輸流程中，集裝箱箱號(hào)全部采用人工抄寫(xiě)登錄。工作量大、差錯(cuò)率高、信息傳遞不及時(shí)；（2）作業(yè)流程不精練，重復(fù)性工作較多。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每個(gè)集裝箱從進(jìn)站到離站的全部流程中，需要人工抄寫(xiě)登錄集裝箱箱號(hào)達(dá)7次。這些都極大地影響了鐵路集裝箱運(yùn)輸?shù)男剩蚨孟冗M(jìn)的技術(shù)手段有效地對(duì)集裝箱進(jìn)行追蹤和管理就顯得極為迫切。
對(duì)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(guò)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(kāi)，并且能夠在被非法開(kāi)啟的時(shí)候自動(dòng)報(bào)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(duì)于貨柜的自動(dòng)識(shí)別，將貨物運(yùn)輸中的貨柜開(kāi)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(duì)點(diǎn)運(yùn)輸過(guò)程中實(shí)現(xiàn)從始發(fā)站到目標(biāo)站之間貨柜未被開(kāi)啟的驗(yàn)證目標(biāo)。一旦電子封條遭到破壞，將會(huì)反映給計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 主動(dòng)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(shí)實(shí)時(shí)將狀態(tài)變化發(fā)生的時(shí)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(dòng)式電子封條能夠在損害行為發(fā)生時(shí)提供即時(shí)求救信號(hào)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，主動(dòng)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(dòng)式電子封條技術(shù)的正越來(lái)越為更廣泛的貨物運(yùn)輸安全領(lǐng)域采用。 電子封條通過(guò)電腦管理系統(tǒng)可對(duì)注冊(cè)、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(wèn)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(gè)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(gè)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９ぷ鲝?qiáng)度的降低、工作效率的提高及更有效跟蹤管理，從而帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。
二、系統(tǒng)組成、工作原理及方案介紹
1．系統(tǒng)組成：
（1）ML-T250遠(yuǎn)距離讀寫(xiě)電子門封
將記錄有集裝箱箱號(hào)、集卡車號(hào)及其他屬性數(shù)據(jù)的電子門封，安裝在車廂開(kāi)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(gè)遠(yuǎn)距離閱讀器的施封動(dòng)作。
（2）GPRS讀寫(xiě)器
在車廂門里側(cè)(近門口處)安裝一個(gè)整合RFID和GPRS通訊模塊的通訊箱（必要時(shí)可以加上GPS定位模塊），用于跟電子門封保持通訊并實(shí)時(shí)發(fā)送電子門封狀態(tài)信息至后臺(tái)監(jiān)控中心。電子門封和通訊盒都采用反暴力拆解報(bào)警技術(shù)：一旦這兩款設(shè)備遭遇外來(lái)暴力拆解將主動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息至監(jiān)控中心。
（3）天線
為確保集裝箱標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀取，在靠近讀寫(xiě)器的車廂頂部需安裝一個(gè)RFID讀寫(xiě)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(guò)加密的指令對(duì)其施封。施封成功后，電子門封標(biāo)簽會(huì)主動(dòng)回饋一個(gè)信號(hào)，表示電子門封已經(jīng)被成功封上。在貨物的運(yùn)輸過(guò)程中，電子門封不停發(fā)送狀態(tài)信號(hào)到通訊盒，通訊盒通過(guò)內(nèi)置的GPRS模塊將信息發(fā)送到后臺(tái)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(shí)間收到報(bào)警信息并迅速采取相應(yīng)措施，此時(shí)后臺(tái)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(kāi)鎖時(shí)間等等，如果通訊盒加載了GPS模塊，還能知曉開(kāi)鎖的地點(diǎn)，這對(duì)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(kāi)鎖指令開(kāi)鎖（開(kāi)鎖指令由監(jiān)控中心統(tǒng)一發(fā)送或者根據(jù)一個(gè)公用密鑰體系在各個(gè)終端生成使用）
三、系統(tǒng)功能、特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)
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(duì)對(duì)物流途中進(jìn)行跟蹤、管理。
查詢：可隨時(shí)對(duì)集裝箱進(jìn)行查詢（如出入站場(chǎng)的時(shí)間、車號(hào)、箱號(hào)等相關(guān)數(shù)據(jù)信息等）。
修改：可以對(duì)標(biāo)簽號(hào)對(duì)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：
（1）電子標(biāo)簽隨集裝箱流動(dòng)，工作環(huán)境比較惡劣：溫度高、濕度高、酸堿腐蝕、振動(dòng)大等等；
（2）集裝箱移動(dòng)較快，要求對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體的識(shí)別能力；
（3）集裝箱箱號(hào)是集裝箱的唯一身份標(biāo)識(shí)，也是集裝箱運(yùn)輸管理對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)，要求對(duì)箱號(hào)的準(zhǔn)確無(wú)誤識(shí)別。
2.2 系統(tǒng)特點(diǎn)：
遠(yuǎn)距離: 有效識(shí)別距離是2～50m識(shí)別距離可調(diào)。
防沖突性: 先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，可同時(shí)識(shí)別50個(gè)/秒以上標(biāo)識(shí)。
高速度: 最高識(shí)別速度可達(dá)200公里/小時(shí)。
安全性: 內(nèi)嵌GPRS無(wú)線通訊模塊，可以實(shí)時(shí)了解貨物運(yùn)輸狀況，第一時(shí)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(tīng)與數(shù)據(jù)破解。
方向性: 在閱讀器有效識(shí)別范圍內(nèi)，電子封鎖擺放方向?qū)ψR(shí)別率沒(méi)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(kāi)放的ISM微波頻段，無(wú)須申請(qǐng)和付費(fèi)。
高抗干擾性: 對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種干擾源無(wú)特殊要求
3. 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)：
（1）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。
（2）識(shí)別速度快，識(shí)別精度高
（3）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(shí)別等特性。
RFID的這些特性使其成為了集裝箱自動(dòng)識(shí)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(xiě)電子門封
ML-T250電子門封為自動(dòng)識(shí)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(jì)。ML-T250讀寫(xiě)的領(lǐng)先技術(shù)、全工業(yè)性設(shè)計(jì)和出眾特點(diǎn)使得其在車輛、物流、設(shè)備和人員追蹤識(shí)別等領(lǐng)域具有綜合的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并為客戶創(chuàng)造新的價(jià)值優(yōu)勢(shì)。
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(hào)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(xiě)型
外型 mm
重量 50克
顏色 多種顏色
防護(hù)等級(jí) IP34 防水
安裝方式 封裝在集裝箱上
1.4.工作環(huán)境
對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種干擾源無(wú)特殊要求
工作溫度：-30℃ ～ +65℃
工作濕度：小于85％
存儲(chǔ)溫度：-40℃ ～ +80℃
震動(dòng)：10～2000Hz，15g 三個(gè)軸
抗電磁干擾：10V/m 0.1～1000MHz AM調(diào)幅電磁波
2. ML-M3500GPRS讀寫(xiě)器
ML-M3500讀寫(xiě)器內(nèi)部集成了GPRS模塊，數(shù)據(jù)處理后可通過(guò)GPRS方式發(fā)送出去，全面提升了讀寫(xiě)器的發(fā)展空間。ML-M3500讀寫(xiě)器具備的優(yōu)越抗干擾和防雷設(shè)計(jì)，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(duì)多種電子標(biāo)簽進(jìn)行“讀寫(xiě)”操作，完全滿足客戶對(duì)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(wú)需開(kāi)外殼，可直接通過(guò)發(fā)命令的方式調(diào)節(jié)距離。
該讀寫(xiě)器由9～12V的直流供電，性能穩(wěn)定、工作可靠，信號(hào)傳輸能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)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(jì),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(shí)
工作壽命 15年
2）微波鏈路特性
參數(shù) 規(guī)格
信號(hào)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(xiě)區(qū)域 全向范圍
微波通訊距離 ≤80m
微波通訊檢錯(cuò) 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(xiě)器是專用于RFID的識(shí)別和編程
采用DC9V～12V/500mA的供電可以同時(shí)識(shí)別200張卡;
識(shí)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(shí)別距離可調(diào)；
識(shí)別方向?yàn)槿?定向（由用戶自選）
能識(shí)別移動(dòng)速度200公里/小時(shí)以內(nèi)快速移動(dòng)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(kāi)發(fā)接口與其他設(shè)備連接是GPRS方式；
通過(guò)串口發(fā)命令的方式調(diào)節(jié)讀寫(xiě)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(jì)算與認(rèn)證，確保數(shù)據(jù)安全，防止鏈路竊聽(tīng)與數(shù)據(jù)破解；
使用頻道隔離技術(shù)，多個(gè)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(xiě)；
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(jiǎn)單方便
無(wú)線監(jiān)測(cè)一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(lái)完成，大大提升對(duì)事件的反應(yīng)速度。
有源識(shí)別卡內(nèi)置可更換鋰電池，壽命超長(zhǎng)，超低功耗，無(wú)須外接電源，無(wú)須充電。
2.豐富的查詢和報(bào)表功能
查詢和報(bào)表輸出、打印功能簡(jiǎn)單易操作
可對(duì)各種食品的相關(guān)信息進(jìn)行查詢
也可以對(duì)某個(gè)特定的集裝箱進(jìn)行跟蹤觀察
可按要求輸出各種信息報(bào)表（如：集裝箱運(yùn)輸出發(fā)時(shí)間、何時(shí)何地何狀態(tài)、到達(dá)目的地的時(shí)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(wèn)題，可以進(jìn)行更換。若系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題，可以通過(guò)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(lái)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(huì)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(shū)面許可，任何機(jī)構(gòu)和個(gè)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(chéng)的合作！
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