(2) IC 卡 其优点在于卡上含CPU ,能够实现灵活的访问机制,而且卡上具有一定的存储能力,能够随时修改。显然, IC 卡相对于条形码有了很大的进步,但它同样不适合港口集装箱应用,其原因与条形码非常类似:非接触式IC 卡的有效访问距离太短,无法实现道口、堆场等区域的标签信息访问; IC卡在读取时与阅读器中间不能存在障碍。所以,基于IC 卡的智能标签方案也可以排除。
(3) RFID 技术 它具备很多良好的性质, 如访问距离长、存储空间大、数据访问方式对天气不敏感、信息能够随时修改等, 符合港口集装箱应用的基本要求, 因此基于RFID 的智能标签的方案是一个理想的选择。
总的来说, 集装箱智能标签系统应该是一整套行业特征非常明显, 行业专用的系统, 同时也是电子标签系统类别中技术难度最大、要求最高、系统最复杂的, 因此需要为集装箱应用定制开发集装箱电子标签成套装备。
3 国内外相关系统介绍
射频识别技术在国外发展的很快, RFID 产品种类很多, 如SAVI、INTERMEC、ALLEN、MET2RICS、AMECH、TI、MOTOROLA 等厂家都生产RFID 产品, 并且它们的产品各有特点、自成系列,其应用覆盖工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。而在我国RFID 起步较晚, 形成的系统数量较少。现有的系统, 如锦山高速公路自动收费系统、上海公交电子月票系统、北京机场高速公路收费系统、深圳的皇岗口岸系统主要以进口产品为主。
在表1 的产品中只有有源标签( 如SAVI、ALIEN、Tagmaster 和锐霆科技等) 适合港口集装箱物流的应用。下面, 具体介绍几个公司的产品, 这里着重介绍标签。
(1) Savi 的St604 标签 有效的访问距离可以达到100 m , 含防冲突机制, 信息传输速率高, 电池寿命长(10 y) 。标签的大小为1518 cm ×413 cm×312 cm , 正常工作的环境温度为- 32 ℃～70 ℃。St604 标签的通信方式比较特殊, 是非对称的, 阅读器的发射频率(即标签的接收频率) 选择低频(123 kHz 或132 kHz) , 而标签的发射频率选择高频(433192 MHz) 。相应的调制方式和信息速率也不相同, 阅读器的调制方式是ASK, 数据速率是114kb/ s ; 而标签的调制方式为FSK, 数据速率为28kb/ s。
(2) Alien 的有源标签 标签的大小为8 cm ×215 cm ×115 cm 其工作频率为2145GHz , 数据的传输速率为16 kb/ s , 存储能力为4 k 字节, 正常工作的环境温度为- 25 ℃～70 ℃, 有效识别距离为30m , 功耗低, 使用寿命长。
(3) 上海锐霆科技有源标签 在国内, 上海国际港务集团、上海交通大学和上海锐霆科技公司承接了上海市科委重大科技攻关项目, 研制开发了适用于港口应用的有源标签, 并由上海锐霆科技生产。该标签尺寸小, 适合在各种集装箱上安装; 采用有源的方式, 且使用高频作为通信频带, 采用非对称的数据通信, 下行500 kb/ s , 上行250 kb/ s ;含防冲突机制, 能够有效地读取多个标签上的信息; 含数据加密功能, 标签的存储器容量4 k～16k 字节, 可以存储货物信息和操作的历史记录; 传输协议和读写控制均包含安全管理机制, 可以保证数据的安全性; 有效访问距离最远可达40 m; 含功耗控制, 能降低电池的能量消耗, 使用寿命可达6 年; 抗干扰能力强, 能够自动避开现有的通信系统使用的频带。
目前, 在国外民用集装箱电子标签的应用还未见到成功先例。AMTECH曾在集装箱上尝试使用无源电子标签, 但在技术要求方面达不到要求, 在进行第一阶段试验时就宣告失败了。SAVI 在美国国防部的军品集装箱运输中采用有源电子标签获得了较好的试验应用, 但由于其产品和系统昂贵的价格以及行业性限制, 使其仅能局限在美军队的应用,在民用集装箱物流中并未得到应用。日本在2004年6 月启动了国际航运RFID 技术的测试, 采用EPC 系统论证改进货品运输的整个贸易流程以提高销售效率, 包括货品出厂, 经过陆路海路运输到达最终目的地的整个过程。
