發布日期：2022-05-25 點擊率：57
一、系統背景及實施意義
集裝箱運輸因其本身具有其它交通運輸方式不可替代的優勢和特點（私密性好、運輸成本低、環境適應性強），其發展前景極其廣闊。我國鐵路始終將集裝箱運輸作為重點開拓、大力發展的工作重心。然而，在鐵路集裝箱運輸作業中還存在諸多問題：（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）作業流程不精練，重復性工作較多。據統計，每個集裝箱從進站到離站的全部流程中，需要人工抄寫登錄集裝箱箱號達7次。這些都極大地影響了鐵路集裝箱運輸的效率，因而利用先進的技術手段有效地對集裝箱進行追蹤和管理就顯得極為迫切。
對此武漢木蘭達科技有限公司推出了基于2.4G遠距離傳感型射頻卡的“RFID鐵路運輸集裝箱管理系統”的解決方案，通過先進的RFID技術，結合電子封條技術。所謂電子封條技術，是指能夠記錄車廂或者其他硬包裝是否曾經被偷偷打開，并且能夠在被非法開啟的時候自動報警的一種驗證貨物完整性的鑒別技術。電子封條能夠實現對于貨柜的自動識別，將貨物運輸中的貨柜開關狀態信息記錄到電子標簽中，成為貨物運輸信息的載體，在點對點運輸過程中實現從始發站到目標站之間貨柜未被開啟的驗證目標。一旦電子封條遭到破壞，將會反映給計算機監控系統。 主動式封條在結合GPS技術以后，能在集裝箱狀態發生變化時實時將狀態變化發生的時間、地點以及周圍的環境信息傳輸到貨主或管理人員的機器上去。更有一些主動式電子封條能夠在損害行為發生時提供即時求救信號。從長遠來看，主動式電子封條提高了集裝箱運輸的安全程度和透明度，將使綜合運輸成本大幅降低。而且隨著技術的成熟、成本的降低，主動式電子封條技術的正越來越為更廣泛的貨物運輸安全領域采用。 電子封條通過電腦管理系統可對注冊、發行、查驗、啟封、復用、注銷等環節實施嚴密的監管，從根本上解決了傳統防偽器材如鉛封、塑膠封、金屬封、鎖扣封、粘貼封等易被仿制、非法替換、真偽監別困難、難管理等問題。結合其他多種技術手段，電子封條鎖能夠實現在多個領域的驗證運輸貨物完整性的先進應用。
RFID在整個運輸流程的應用可實現鐵路集裝箱運輸的全流程監控，確保鐵路集裝箱運輸的效益和安全。工作強度的降低、工作效率的提高及更有效跟蹤管理，從而帶來巨大的經濟及社會效益。
二、系統組成、工作原理及方案介紹
1．系統組成：
（1）ML-T250遠距離讀寫電子門封
將記錄有集裝箱箱號、集卡車號及其他屬性數據的電子門封，安裝在車廂開關門處，使用方法跟傳統鎖具差別不大，只是在發運前需要一個遠距離閱讀器的施封動作。
（2）GPRS讀寫器
在車廂門里側(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時發送電子門封狀態信息至后臺監控中心。電子門封和通訊盒都采用反暴力拆解報警技術：一旦這兩款設備遭遇外來暴力拆解將主動發出報警信息至監控中心。
（3）天線
為確保集裝箱標簽數據的讀取，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標簽信息。
2．工作原理圖：
3.方案介紹：
在始發地，發貨方在裝完運輸貨物后，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送一串經過加密的指令對其施封。施封成功后，電子門封標簽會主動回饋一個信號，表示電子門封已經被成功封上。在貨物的運輸過程中，電子門封不停發送狀態信號到通訊盒，通訊盒通過內置的GPRS模塊將信息發送到后臺監控中心。如果中途發生狀態改變，則貨主或者運輸商可以第一時間收到報警信息并迅速采取相應措施，此時后臺監控中心將完整了解該批貨物的批次、數量、當班駕駛員和押運員，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，這對其采取相應的安全措施具有非常重要的意義。貨物到達目的地以后，收貨方根據接收到的開鎖指令開鎖（開鎖指令由監控中心統一發送或者根據一個公用密鑰體系在各個終端生成使用）
三、系統功能、特點、優勢
1. 系統功能：
跟蹤：可以根據安裝在集裝箱上電子門封的信息對對物流途中進行跟蹤、管理。
查詢：可隨時對集裝箱進行查詢（如出入站場的時間、車號、箱號等相關數據信息等）。
修改：可以對標簽號對應的集裝箱基本信息進行修改。
刪除：把已完成運輸任務的集裝箱信息進行刪除。2. 系統特性：
2.1 RFID技術在集裝箱運輸中的應用的特殊性：
（1）電子標簽隨集裝箱流動，工作環境比較惡劣：溫度高、濕度高、酸堿腐蝕、振動大等等；
（2）集裝箱移動較快，要求對高速運動物體的識別能力；
（3）集裝箱箱號是集裝箱的唯一身份標識，也是集裝箱運輸管理對象的唯一標識，要求對箱號的準確無誤識別。
2.2 系統特點：
遠距離: 有效識別距離是2～50m識別距離可調。
防沖突性: 先進的防碰撞技術，可同時識別50個/秒以上標識。
高速度: 最高識別速度可達200公里/小時。
安全性: 內嵌GPRS無線通訊模塊，可以實時了解貨物運輸狀況，第一時間獲悉異常狀況；加密算法與認證，確保數據安全，防止鏈路竊聽與數據破解。
方向性: 在閱讀器有效識別范圍內，電子封鎖擺放方向對識別率沒有任何影響。
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。
高抗干擾性: 對現場各種干擾源無特殊要求
3. 系統優勢：
（1）RFID具有很強的環境適應性，抗干擾能力強，可全天候使用，幾乎不受污染與潮濕的影響。
（2）識別速度快，識別精度高
（3）RFID具有信息容量大、保密性高、耐久性強、可靠性高、多目標識別等特性。
RFID的這些特性使其成為了集裝箱自動識別技術的最佳選擇。
四、系統硬件設備介紹
1. ML-T250遠距離讀寫電子門封
ML-T250電子門封為自動識別系統的發展提供了新的發展手段。該產品是專門為物流運輸的集裝箱管理而研發、設計。ML-T250讀寫的領先技術、全工業性設計和出眾特點使得其在車輛、物流、設備和人員追蹤識別等領域具有綜合的競爭優勢，并為客戶創造新的價值優勢。
技術參數
1.1.電氣特征
靜態電流 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
標簽類型 讀寫型
外型 mm
重量 50克
顏色 多種顏色
防護等級 IP34 防水
安裝方式 封裝在集裝箱上
1.4.工作環境
對現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調幅電磁波
2. ML-M3500GPRS讀寫器
ML-M3500讀寫器內部集成了GPRS模塊，數據處理后可通過GPRS方式發送出去，全面提升了讀寫器的發展空間。ML-M3500讀寫器具備的優越抗干擾和防雷設計，既能用于一般的生活環境，也可用于工業環境的安全型結構，可以很輕松的對多種電子標簽進行“讀寫”操作，完全滿足客戶對RFID產品的一般需求。外殼是鋁制材料，顏色一般為黑色（可調），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桿上。無需開外殼，可直接通過發命令的方式調節距離。
該讀寫器由9～12V的直流供電，性能穩定、工作可靠，信號傳輸能力強，使用壽命長達15年，能夠滿足惡劣的工業環境。
技術參數
2.1.工作環境
1）抗干擾和防雷設計,滿足工業環境要求
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調幅電磁波
2.2.主要技術參數
1）電氣特征
參數 規格
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 規格
信號調制方式 GFSK
工作頻率 2.4 - 2.45 GHz
發射功率 ≤3dBm(可用軟件進行調整)
天線極化 垂直
讀寫區域 全向范圍
微波通訊距離 ≤80m
微波通訊檢錯 CRC16循環冗余校驗
通訊加密 面談
位誤碼率/B.E.R 10-7
3）主要性能參數
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；
識別方向為全向/定向（由用戶自選）
能識別移動速度200公里/小時以內快速移動的電子標簽;
工作的頻率在2.4GHz-2.5GHz ISM微波段;
數據速率是1Mbps，射頻功率是-20dBm～0dBm且可調，最大峰值功率1毫瓦;
在-40℃-85℃的工作環境的接受靈敏度是-90dBm;
開發接口與其他設備連接是GPRS方式；
通過串口發命令的方式調節讀寫器的接收距離. 異步通訊速率9600BPS-38400BPS。
4）產品特征
支持GPRS方式與上位機通訊；
加密計算與認證，確保數據安全，防止鏈路竊聽與數據破解；
使用頻道隔離技術，多個設備互不干擾；
先進的防碰撞技術，支持多標簽讀寫；
可配置微波模塊工作方式，發射功率可調；
可兼容客戶提供的卡。
五、系統軟件功能介紹
（軟件界面僅供參考，軟件相關性能可根據客戶意愿進行添加、更改或刪除）
1.操作簡單方便
無線監測一體化結構設計，安裝方便快捷
軟件全中文菜單，具有良好的操作界面
系統全電子化的數據集中管理，使得大量數據的查找工作由服務器來完成，大大提升對事件的反應速度。
有源識別卡內置可更換鋰電池，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信息進行查詢
也可以對某個特定的集裝箱進行跟蹤觀察
可按要求輸出各種信息報表（如：集裝箱運輸出發時間、何時何地何狀態、到達目的地的時間等）
六、售后服務及技術支持
1.保修期內（1年內）
在保修期內，若設備出現問題，可以進行更換。若系統出現問題，可以通過電話進行技術服務，如果需要上門服務，按照合同約定執行。
2.保質期后
設備終身免費維修，但是要收取器件的成本和來往的運輸費用，若是上門服務需方應承擔相應的食宿以及差旅費。
3.人員培訓服務
在該系統項目安裝完畢后，我公司技術人員會對現場負責系統維護的技術人員進行培訓，一般（1-3天）。從而有利于該系統的后期維護及正常使用。
七、版權聲明
本技術方案版權歸武漢木蘭達科技有限公司所有，未經書面許可，任何機構和個人不得以任何形式引用，否則武漢木蘭達科技有限公司將保留追究法律責任的權利。希望能真誠的合作！
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