當(dāng)今，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，物流已成為了經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)。然而，由于集裝箱的運輸量越來越大，相關(guān)部門開始使用RFID集裝箱管理技術(shù)來提高集裝箱的運輸管理效率。

之前集裝箱管理主要通過信息管理系統(tǒng)結(jié)合人工非實時性手工數(shù)據(jù)錄入來實現(xiàn)，有些先進(jìn)的管理系統(tǒng)中采用圖像識別技術(shù)，利用攝像頭來識別箱號。這些傳統(tǒng)的對集裝箱的跟蹤、管理和調(diào)度方法存在效率低、人力成本高、出錯率高、實時性差等問題。電子標(biāo)簽(RFID)技術(shù)被嘗試性地應(yīng)用到集裝箱管理中，并取得了很好的效果。

但RFID采用被動發(fā)射技術(shù)，在數(shù)據(jù)采集過程中對人員的依賴性很大，并且也未能較好解決對堆場內(nèi)集裝箱信息的實時采集等問題。

采用傳感器技術(shù)結(jié)合RFID技術(shù)提出了物聯(lián)網(wǎng)集裝箱管理系統(tǒng)。

1.集裝箱管理介紹

集裝箱的管理主要可分為2個部分：

(1)集裝箱的使用和調(diào)度管理，包括集裝箱的分配、調(diào)度、起租、退租、保險、修理、報失等集裝箱業(yè)務(wù)信息的管理;

(2)集裝箱狀態(tài)信息的管理，包括集裝箱的位置信息、分類信息、箱體內(nèi)貨物信息等。

對于非實時信息，目前已經(jīng)有相對成熟的集裝箱管理軟件。而對于第2部分中的很多信息，多數(shù)情況下通過增加大量人力成本來解。這里所提出的傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用主要是針對第2部分設(shè)計的，可有效提高集裝箱信息采集和管理的效率。

2.集裝箱管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

無線局域網(wǎng)實時定位系統(tǒng)結(jié)合無線局域網(wǎng)絡(luò)、射頻識別(RFID)和傳感器等多種技術(shù)，在廣泛的在無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)域范圍內(nèi)，實現(xiàn)復(fù)雜的集裝箱監(jiān)測和追蹤任務(wù)，并準(zhǔn)確找尋到目標(biāo)對象。

3.系統(tǒng)實現(xiàn)原理

集裝箱堆場中有多個矩形的集裝箱堆放區(qū)域，每個區(qū)域可并列排放4個一6個箱子，每一排可疊放4層一6層，整個堆場有2.4GHz的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

傳感器節(jié)點根據(jù)堆場的具體情況設(shè)計成3類：

第1類節(jié)點是放置在集裝箱體的節(jié)點，負(fù)責(zé)發(fā)送集裝箱信息;

第2類節(jié)點是部署在起重機架上的節(jié)點，負(fù)責(zé)采集集裝箱信息并可感知第1類節(jié)點發(fā)送的信號強度;

第3類節(jié)點是安置在起重機控制室的節(jié)點，該節(jié)點負(fù)責(zé)收集第2類節(jié)點的信息，并與無線網(wǎng)絡(luò)相連，將收集到的信息發(fā)送到總控制室。每個堆放區(qū)域由1個第3類節(jié)點負(fù)責(zé)。

4.采用GPS技術(shù)實現(xiàn)集裝箱定位管理

本系統(tǒng)通過傳感器網(wǎng)絡(luò)來確定集裝箱的位置。為達(dá)到定位的目的，假定2個事實作為前提：

(1)堆場中集裝箱堆放區(qū)域位置信息已知;

(2)所有堆放區(qū)域中所堆放的集裝箱都由且只由該堆放區(qū)域中的集裝箱起重機操作完成。

這樣首先可通過起重機上的GPS裝置來確定起重機的位置，然后可通過獲得起重機正在操作集裝箱的位置信息，由于堆放區(qū)域內(nèi)所有的集裝箱操作都是由起重機來完成的，因此一旦獲得起重機所操作的集裝箱的位置信息，便可獲得堆放區(qū)域中所有集裝箱位置的改變信息，從而確定每個集裝箱的位置。

系統(tǒng)中，核心的RFID數(shù)據(jù)采集設(shè)備將安裝在龍門吊、正面吊和堆高車等等機械設(shè)備中，在這類設(shè)備上的應(yīng)用，RFID讀寫器除具備基本的數(shù)據(jù)采集功能外，還應(yīng)當(dāng)具備車載設(shè)備使用標(biāo)準(zhǔn)，對高低溫、電磁兼容性、低頻振動、沖擊等要求都很高，且工作環(huán)境多在戶外，環(huán)境條件也較為惡劣，這對整個RFID讀寫器的選型提出了更高的挑戰(zhàn)。