ＲＦＩＤ技術在港口集裝箱車輛管理中的應用

[摘要] 隨著計算機和通信技術的發展，RFID（Radio Frequency Identification）技術越來越引起人們的關注。本文就是以RFID為主要研究對象，分析其系統組成和工作原理，隨后，給出了一個實際應用——港口集裝箱運輸車輛電子車牌識別管理系統的構架。

[關鍵詞] 射頻識別 RFID 電子標簽 集裝箱運輸車輛

一、引言

RFID技術在交通、物流管理、醫療、制造防偽、防盜及過程自動化等領域，越來越顯示出旺盛的生命力，具有潛在的龐大國內市場需求。

在標簽領域，RFID標簽與條形碼相比，具有讀取速度快、存儲空間大、工作距離遠、穿透性強、工作環境適應性強等多種優點。另外，由于電子標簽上的數據可以加密，存儲數據量大，而且存儲信息可更改，因此它比條形碼的應用范圍更廣泛。

二、RFID技術簡介

RFID是射頻識別技術的英文(Radio Frequency Identification)的縮寫，射頻識別技術是20世紀90年代開始興起的一種自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。

RFID電子標簽識別系統的構成:一個真正的RFID電子標簽識別系統至少應包含電子標簽、閱讀器、數據處理和存儲的設備以及系統軟件。

1.RFID電子標簽(Tag)：RFID電子標簽中一般保存有約定格式的電子數據，每個標簽具有惟一的電子物品編碼，附著在物體上標識目標對象。RFID電子標簽由天線和專用芯片組成，天線是在塑料片基上鍍上的銅膜線圈，在塑料基片上還嵌有體積非常小的集成電路芯片，在這個集成電路芯片中有高速的射頻接口，控制單元，EEPROM三個模塊組成。

2.閱讀器(Reader)：讀取(有時還可以寫入)標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式。通常閱讀器與電腦相連，所讀取的標簽信息被傳送到電腦上進行下一步處理。閱讀器通過天線發送出一定頻率的射頻信號，當標簽進入這一定頻率的射頻信號磁場時產生感應電流從而獲得電能，產生電壓供給電子標簽內集成電路工作，并通過自身的RFID電子標簽天線發送出自身編碼等信息，由閱讀器接收天線接收讀取并解碼后送至電腦主機進行相關處理。

3.天線(Antenna)：在標簽和閱讀器間傳遞射頻信號。閱讀器上連接的天線一般做成門隔形式的，放在物品或商品進出的通道口，它一方面給無源的電子標簽提供電能，另一方面也通過它接收電子標簽上發出的信息，它也可向電子標簽發射寫入的信息。

三、港口集裝箱運輸車輛電子車牌識別管理系統構架

由于世界貿易的90%以上通過海運方式實現，因此，港口的集裝箱物流處于十分重要的戰略地位。它不僅是國際海陸間物流通道的重要樞紐和節點，也是國際貿易的服務基地和貨物物流分撥配送中心，且發揮著日益活躍的作用。這種得天獨厚的地理優勢為港口提供物流增值服務創造了條件。

為了維護國際集裝箱道路運輸市場的秩序，加強行業的監管效率，提高運政管理的科技含量以及企業的經營管理水平，改善口岸國際集裝箱道路運輸環境，規范道路運輸市場，加快國際集裝箱道路運輸車輛在港區道口的通行速度、推進港口口岸國際航運中心的建設。本文提出了基于RFID技術的港口口岸集裝箱運輸車輛電子車牌識別管理系統的系統框架。

港口集裝箱運輸車輛電子車牌識別管理系統通過對進出口岸港區、貨運站道口的國際集裝箱運輸車輛的RF卡的識讀處理，可以將集裝箱卡車的車牌號、車輛自重、進出道口的時間等信息保存下來，由本地計算機系統，利用公共信息網和電話線，及時、正確地將這些信息傳遞給行業主管部門——陸上運輸管理處專項管理計算機平臺，為其進行科學的數據分析提供實時、準確的數據源。

港口集裝箱運輸車輛電子車牌識別管理系統是一個基于J2EE的多層B/S結構，由客戶層（瀏覽器）、WEB服務層、應用服務層和數據庫層組成。本系統遵守標準的J2EE框架，采用JBoss應用服務器，數據庫選用Oracle。其層次結構如下圖所示。

在此系統架構下，RFID中間件層接受來自RFID讀寫器的信息，進行讀寫識別后，發送給應用服務層，在應用服務層來包含具體的業務操作邏輯，應用服務層接收到RFID卡片的信息后，進行根據雨霧邏輯決定是訪問數據庫還是發送到WWW服務層。這樣，數據庫的連接數將維持在一個較小的數量上，大大減輕了數據庫服務器的負載。

該系統具備以下特點：集中化管理和維護綜合業務管理平臺的業務邏輯構件，客戶端免安裝和零本地維護，極大地降低了系統的維護成本。系統代碼全部放于服務器上，只有服務器管理人員才能更改代碼；只有運行在服務器上的代碼才可以訪問數據庫，客戶端不能直接訪問，這樣可以保證服務器的安全。

參考文獻:

[1]游戰清等:《無線射頻識別技術（RFID）理論與應用》.2004，電子工業出版社

[2]Klaus Finkenzeller:《視頻識別（RFID）技術－無線電感應的應答器和非接觸IC卡的原理與應用》.2001，電子工業出版社

[3]王愛英:《智能卡技術》.2001，清華大學出版社

[4]Hendry M楊義先譯:《智能卡安全與應用》.2002，人民郵電出版社

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。