當(dāng)今，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，物流已成為了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。然而，由于集裝箱的運(yùn)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(yùn)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(shí)時(shí)性手工數(shù)據(jù)錄入來實(shí)現(xiàn)，有些先進(jìn)的管理系統(tǒng)中采用圖像識(shí)別技術(shù)，利用攝像頭來識(shí)別箱號(hào)。這些傳統(tǒng)的對(duì)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(cuò)率高、實(shí)時(shí)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(dòng)發(fā)射技術(shù)，在數(shù)據(jù)采集過程中對(duì)人員的依賴性很大，并且也未能較好解決對(duì)堆場(chǎng)內(nèi)集裝箱信息的實(shí)時(shí)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(gè)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(xiǎn)、修理、報(bào)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(duì)于非實(shí)時(shí)信息，目前已經(jīng)有相對(duì)成熟的集裝箱管理軟件。而對(duì)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(duì)第2部分設(shè)計(jì)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(shí)時(shí)定位系統(tǒng)結(jié)合無線局域網(wǎng)絡(luò)、射頻識(shí)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(shí)現(xiàn)復(fù)雜的集裝箱監(jiān)測(cè)和追蹤任務(wù)，并準(zhǔn)確找尋到目標(biāo)對(duì)象。

3.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)原理

集裝箱堆場(chǎng)中有多個(gè)矩形的集裝箱堆放區(qū)域，每個(gè)區(qū)域可并列排放4個(gè)一6個(gè)箱子，每一排可疊放4層一6層，整個(gè)堆場(chǎng)有2.4GHz的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

傳感器節(jié)點(diǎn)根據(jù)堆場(chǎng)的具體情況設(shè)計(jì)成3類：

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

第2類節(jié)點(diǎn)是部署在起重機(jī)架上的節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)采集集裝箱信息并可感知第1類節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)強(qiáng)度;

第3類節(jié)點(diǎn)是安置在起重機(jī)控制室的節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)收集第2類節(jié)點(diǎn)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(gè)堆放區(qū)域由1個(gè)第3類節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)。

4.采用GPS技術(shù)實(shí)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(gè)事實(shí)作為前提：

(1)堆場(chǎng)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(jī)操作完成。

這樣首先可通過起重機(jī)上的GPS裝置來確定起重機(jī)的位置，然后可通過獲得起重機(jī)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(jī)來完成的，因此一旦獲得起重機(jī)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(gè)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(jī)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(duì)高低溫、電磁兼容性、低頻振動(dòng)、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(duì)整個(gè)RFID讀寫器的選型提出了更高的挑戰(zhàn)。