基于RFID技术构建港湾物联网系统的探讨

　　港湾是国际物流的集散地，是国际海运的交通枢纽。据2009年6月中国物流与采购联合会统计，国际运输方面，全球国际海运货运量52亿吨，我国货运量占世界海运量的84%左右。因此，港湾的建设和安全保障，是体现出一个国家的经济实力和国际竞争力的核心。但是，价格、速度、安全保障、高效率、高水平的服务一直是困扰港湾发展的要因。本文稿以此为蓝本，探讨应用RFID技术，构建物联网系统(Internetofthings)，来解决以上问题。港湾管理的关键是集装箱、车辆和人员的自动识别，所有的信息都能够在物联网系统上得到实时传递和动态跟踪货物信息。

　　物联网从网络结构上看，是通过因特网(Internet)将众多RFID应用系统连接起来，并在广域网范围内对物品身份进行识别的分布式系统。因特网则是借助物联网协议将因特网的边界延伸到世间万物。

　　在本稿中的物联网是以RFID技术为核心，将物品和物联网绑定的技术手段之一，是一个以计算机网络、GPS(GlobalPositioningSystem)等先进的通讯技术组成的庞大的系统。

　　在物联网中，每个物品均被赋予唯一的ID，这个ID是存储在和物品绑定的电子标签中。与条形码(BarCode)相比，RFID技术特性具有独特的优势。

　　本文稿是以出口海运为假定。港湾在物联网系统的支持下，把货物的信息(企业名、地址、电话、商品ID、日期、商品批号)写入电子标签中，然后与货物绑定。

　　一、港湾作业的特点

　　为了有效地利用RFID技术，对港湾作业特点进行了分析，归纳如下：

　　(一)跨国间的物流：港湾是国际贸易货物的集散地，货物都是来自不同的国家及地区。

　　(二)货物容积大：受理的货物是20尺或40尺(Feet)的集装箱，需要广阔的空间和堆场来保管。

　　(三)安全保障：防止集装箱的丢失、被盗和损坏及内场危险物(炸药或高险化学品等)。

　　(四)自然环境恶劣：风雨、海水、温湿度、盐雾、日晒等自然因素。

　　二、RFID的应用方法

　　根据港湾作业特点，提议港湾应用UHF频段的RFID技术，UHF频段具有识别距离长、快速识别移动物体、成本低等特点，是港湾管理最理想的选择。

　　□标签贴附在托盘、包装箱、集装箱上，进行规格、序列号等信息的自动存储和传递。

　　□对电子标签的要求

　　□Code(编码)体系国际标准化(如EPC标准)

　　□利用UHF频段的电子标签，识别距离长、高速识别移动物体、成本低且耐用性好

　　□在恶劣的自然环境下确保正常射频质量的电子标签

　　□与GPS系统相连接，预防异常行为发生。

　　在港湾操作管理过程中，最关键的环节就是集装箱的跟踪管理，以及如何防止集装箱的丢失、被盗和损坏。进入港区的集装箱就相当于一张动态物流全景图，通过这张图，各环节操作人员可以获得更快、更精确的实时信息，操作人员只要输入绑定货物的ID号码，就可以在显示器上把货物信息尽现眼底，不用到处去找货物在什么位置。

　　港湾闸口上方设置射频读写器，运送货车通过闸口时，读写器会自动识别和读取绑定在集装箱上的电子标签(商品信息、货物数量、出库者信息、入库者信息、发货单号)信息，通过无线LAN传输给中央服务器，进行数据处理和保存。系统确定无误后，把货物的信息自动上传到监管部门，监管部门根据信息指令把货物分拨到指定的仓位。货物的通关手续完结后，中央服务器根据通关指令下达作业信息，集装箱搬运到几号码头、装在几号货船上、上船定位操作、接货确认等工作。

　　码头的龙门吊上同时装有射频读写器和GPS装置，操作人员根据信息指令，在每一个操作环节开始和结束，都要对集装箱上的电子标签扫描，然后，通过无线LAN把信息上传至中央服务器进行数据处理和保存。在船上，同时安装高性能的RFID系统，即RFID芯片中装有传感器，可以记录物品所处的温度、湿度、日照等环境信息。无论是管理部门或用户，只要输入货物给定的ID，就能够通过物联网随时随地的了解货物的状态、位置和动态跟踪。通过对上述系统的探究，物联网系统在港湾物流中应用的价值从以下三方面得到认证：

　　1、物联网系统能够对集装箱进行跟踪，减少丢失、被盗和损坏，从而提高了安全保障。

　　2、物联网系统能够对货物集装箱全程追踪，并及时传递货物的动态信息给上下游客户，提高了港湾的服务质量。

　　3、物联网系统能够及时、准确地把货物信息提供给作业者，减少了遗漏和错误的发生，大幅提高工作效率，降低港湾的运营成本以及缩短货船的滞港时间。

　　通过以上的探讨，说明了物联网系统能够提高港湾的核心竞争力，同时为货主企业、制造企业和消费者提供更及时、可靠的物流增值服务。