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RFID技术在集装箱行业的应用以及几个问题的思考

2021-07-06 来源:兴义市机械信息网

RFID技术在集装箱行业的应用以及几个问题的思考

摘要:本文通过对RFID技术及其现状的分析,对其应用中所发生的问题进行了详细的阐述,着重分析了RFID技术在集装箱产业中的应用。此外,本文还介绍了RFID技术应用的系统观和中国在RFID面如何作为的几点思考。

关键词:现状、应用、集装箱、思考

1 RFID 及其标准现状

射频识别技术RFID(Radio Frequency Identification)是一种非接触的自动识别技术,其基本原理是利用射频信号及其空间藕合、传输特性,实现对静止的或移动中的待识别物品的自动机器识别。RFID具有可实现移动物品识别、多目标识别、非接触识别以及无人干预等优点。RFID系统根据不同的分类方式有不同以下几种分类类型:

1)根据使用频率来分类,有高频系统和低频系统:

RRID技术所使用的电波频率为50KHz-5.8GHz。低频系统的工作频率一般小于30MHz,典型的有125KHz、225KHz、13.56M等,这些频段都有相应的国际标准予以支持。它具有电子标签的成本较低、保存的数据量较少、阅读天线方向性不强、阅读距离较短等基本特点。在无源情况下,典型阅读距离为10cm。高频系统是在高于400MHz的频率上工作,典型的频率为915MHz、433MHz、2.45 GHz、5.8 GHz等,高频系统在这些频段上也有众多的国际标准予以支持。它具有电子标签和阅读器成本均较高,存储的数据量较大.适应物体高速运动性能好、阅读天线及电子标签天线均有较强的方向性、阅读距离较远(几米至十几米)等基本特点。

2)根据电子标签有无电池供电,有有源系统和无源系统:

有源系统的电子标签内装有电池为其供电,一般具有较远的阅读距离,有效识别距离可达到30米以上,它的不足之处是电池的寿命有限,只能维持3-5年;无源系统的电子标签内不具有电池为其供电,它是从阅读器接收到微波信号后,将部分微波能量转化为直流电供自己工作,一般可做到免维护。相比有源系统,它在阅读距离、绕射能力、及适应物体运动速度方面略有限制。

目前.关于RFID技术.国际上主要有三大RFID标准体系,即ISO标准体系、EPCglobal标准体系和日本UID标准体系。

1)ISO RFID标准体系:ISO的RFID标准体系包括通用标准和应用标准两部分,通用标准提供了一个基本框架,应用标准是对它的补充和具体规定。ISO/lEc联合工作组成立了SC31子委员会,负责所有基础性、通用性的标准.如数据标准(数据协议ISO/IEC 15961、ISO/IEC 15962、ISO/IEC 15963以及其它编码标准)、空中接口标准(IEc/IEC 18000系列)、测试标准(一致性测试ISO/IEC 18046、性能测试方法ISO/IEC 18047对应于空中接口标准)、实时定位(RTLS)方面的标准(ISO/IEC 24730系列应用接口与空中接口通信标准)。150把不同行业的应用标准交给其与应用相关的子委员会,如RF旧在供应链领域中的应用标准由ISO TC 122/1 04联合工作组负责制订(17358、17363至17367)。RFID的应用标准是在RFID关于电子标签编码、空中接口协议、读写器通信协议等通用标准基础之上,针对不同使用对象,对于不同应用确定了使用条件、标签尺寸、标签位置、数据内容和格式、使用频段等方面的特定应用要求的具体规范,同时也包括数据的完整性、人工识别等其他一些要求。

2)EPCglobal RFID标准体系:EPCglobal采用RFID技术的主要目标是解决供应链信息的透明度,使各环节中所有合作伙伴都能够了解单件物品的相关信息,如位置、生产日期等信息。为此制订了EPC电子产品编码标准,力图对所有物品提供单件唯一标识,同时还制订了空中接口协议和读写器协议标准。同时,〔EPCglobal提出了供应链各方信息共享的“物联网”系列标准,包括EPC中间件规范、对象名解析服务ONS(Object Naming Service)、物理标记语言PML(Physical Markup Language)等。

3)日本泛在中心RFID标准体系:日本泛在中心关于RFID标准的基本思路类似于EPCglobal.目标也是构建一个从信息的采集到信息共享完整的标准体系。日本制订了具有自主知识产权的RF旧标准,在编码方面提出了uCode码,兼容日本已有的编码体系,同时也兼容国际上其它的编码体系,包括 EPCglobal编码体系;日本力推微波频段2 .45GHz,在空中接口方面积极参与ISO的标准制订工作,也尽量考虑与ISO相关标准兼容。

目前,一般大家谈论的RFID,主要集中在无源RFID电子标签,频率也集中在高频、超高频段。许多关于RFID应用和市场的憧憬也集中在Wal-Mart在2003年6月19日在美国芝加哥召开的“零售业系统展览会”上,宣布将采用RFID的技术,以最终取代目前广泛使用的条形码。Wol-Mart要求其前100家供应商在2005年1月前采用该项技术来完成从商品采购一直到销售的整个零售过程中对商品的控制与管理。大家讨论的RFID也集中在EPC的构建全球物联网的宏伟蓝图,实现货品单件编码和全寿命周期跟踪。

但事实是,RFID只是一种非接触的自动识别技术,一种信号采集方式而已。RFID与EPC,RFID应用与Wal-Marr计划不完全是一回事,在大众中存在着一些混淆。特别是大家一提RFID,就谈标准问题、频率问题、成本问题,但仔细分析,其实这些并不是主要问题。RFID标准早已存在.频率并不一定要存在一个全球统一的频段,成本也并不是RFID应用的核心因素。

$分页符$ 2影响RFID应用的几个问题

RFID作为一种新型的自动识别技术,其最大的优点是无接触自动识别。虽然目前RFID技术的市场热度超出了其实际的应用,特别是Wol-Mort提出的RFID电子标签的应用目标.以及EPC提出的物联网的概念在目前阶段都不是很现实,但RFID技术的先进性和市场前景是毋庸质疑的。

目前,大家谈到限制RFID技术大规模应用主要的几点集中在:成本问题、标准问题、技术问题。成本问题强调标签价格太贵,目标要降低到每个标签5美分。但事实上,成本问题并不是标签的价格太贵,而是合理的商务模式问题,这才是目前RFID技术难以推广的一个重要原因。即全球流动的物体是一个开环系统,对于每个物体整个生命周期所涉及的物流链都只是其中的一个环节,如制造商、运输商、销售商、最终用户等。而RFID标签是在产品制造商起点上附加上去,而带来后端节点的受益。相当于整个供应链都受益而只是由产品制造商买单。在目前没有形成产业规模前,没有形成应用规模环境前,这种商务模式很难操作,产品制造商并不能从RFID的支出中得到符合其支出的收益。

相反,标准和技术问题并不是阻碍RFID技术大规模应用推广的最大阻碍,特别是在一些特定的行业,如集装箱应用,铁路车皮管理,车辆管理等,技术和标准都不是关键的问题。

对于集装箱来说,产品本身非常单一,RFID标签所附着介质对阅读性能存在很大差异的问题不存在。集装箱本身并不需要多标签同时读取,没有多标签冲突的问题。集装箱阅读时通过速度很低,不存在高速情况下多标签读取问题。所以,对于集装箱来说,RFID应用实现集装箱箱号的自动识别是非常理想的,技术是成熟的,标准是已经存在的。

3)为什么要把RFID技术应用到集装箱行业

随着我国经济实力不断增强,融入经济全球化的步伐不断加快,对外贸易快速发展,集装箱运输和集装箱工业稳步增长。近十年来我国沿海港口集装箱吞吐量增长率一直保持在30%左右,2004年,全国港口集装箱吞吐量达到6160万TEU,继2003年后连续两年保持世界集装箱吞吐量第一大国的地位。集装箱产销量连续12年位居世界第一,2004年全国集装箱出口量达到197.5万TEU,当年中国制造的集装箱占全球产量的90%以上。

目前全球拥有3000万TEU的集装箱.在信息和网络技术如此发达和普及的今天,作为货物运输主要载体的集装箱,却没有实现任何程度的信息化,这与现代物流所要求的信息透明化、实时化是极其不吻合的。目前全球集装箱采用的箱号识别技术基本都是采用箱号图象识别,即通过摄像头识别集装箱表面的印刷箱号,通过图象处理形成数字箱号采集到计算机中。这种技术识别率只有90%左右,而且受阴雨大雾天气和集装箱破损程度的影响很大。但即使是如此低的识别率,图象识别还是广泛应用于集装箱箱号的自动识别。

ABI调查显示,由于集装箱没有装备类似自动识别的RFID电子标签,大部分的集装箱箱号信息的采集是通过手工来进行,目前35%的信息是不准确或不实时的,根本无法准确及时追踪到集装箱的who、wher、when信息,成为影响现代物流效率、货物配送效益、供应链管理水平的主要瓶颈。

所以RFID应用到集装箱.开发出信息化集装箱,技术上是成熟的,行业需求是极为迫切的。信息化集装箱的开发与应用将彻底提升整个供应链管理水平,将彻底改变整个现代物流中信息流的现状,是一件影响集装箱行业的革命性大事。

但一项技术要应用到一个行业无可避免要进行一系列的测试,包括读写性能的测试、环境测试、应用测试等。RFID本身只是一种物品自动识别的手段,技术本身应用的好坏关键是“人”、是管理、是后台支撑系统。新技术的采用所衍生的就是管理模式的跟进,管理流程的跟进,后台支撑系统的调整与跟进等。

RFID技术在集装箱上的应用示范系统主要是研究以上问题,找出技术成熟应用,满足行业需求的完整解决方案。最终要形成一系列标准包括通讯协议、数据格式、数据接口、应用规范、操作流程等。在技术和方案成熟的基础上,通过行业的强力需求,来拉动RFID技术的大规模产业应用。其最终目的是通过RFID技术的应用.实现全球集装箱供应链信息的透明化,实现现代物流载体的集装箱的信息可视化,提升现代供应链管理水平,提高整个现代物流效率与效益。

$分页符$ 4 RFID应用到集装箱上几个问题的考虑

4.1标准问题:

在这里再次强调标准不是问题,至少不是想象中的那么严重,并没

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