主動式RFID在集裝箱應(yīng)用中關(guān)鍵技術(shù)的研究和設(shè)計.pdf

1、隨著世界貿(mào)易的全球化發(fā)展，各個國家和地區(qū)之間的貨物運輸越來越頻繁。集裝箱貨運輸是一種能夠提供快速、安全、低成本的運輸手段，國際間貨運的90％由集裝箱完成，可見集裝箱貨運在全球貨運中起著十分重要的作用。近年來集裝箱總吞吐量以40％速度在增長，05年已經(jīng)達到3億標準集裝箱的數(shù)量。中國已經(jīng)成為世界的制造中心，港口集裝箱吞吐量在06年達到9300萬標準集裝箱，連續(xù)四年排名全球第一。此外，現(xiàn)在每年全球90％以上的集裝箱在中國制造。以上數(shù)據(jù)，說明了

2、集裝箱物流管理在世界和中國范圍有著廣闊的前景。 射頻識別技術(shù)（Radio Frequency Identification）和傳統(tǒng)的自動化識別的技術(shù)相比有著非常明顯的優(yōu)勢，它有速度快、效率高、可全天候工作、不怕灰塵污染、傳輸距離遠等特點。將射頻識別技術(shù)應(yīng)用到集裝箱管理中，將極大的提高管理的水平和效率。目前，國外僅有幾家公司專門在針對集裝箱行業(yè)設(shè)計射頻識別系統(tǒng)。國內(nèi)的從事這方面設(shè)計的公司更少。 本文主要做了以下的理論分析和

3、設(shè)計驗證工作。 針對集裝箱的信息需求，搭建了由電子標簽、路標、讀頭和后臺數(shù)據(jù)管理四部分構(gòu)成的集裝箱射頻識別系統(tǒng)。根據(jù)射頻識別技術(shù)的基本原理，選擇了主動式電子標簽作為集裝箱信息載體，同時采用2.45GHz作為標簽遠距離通信頻段和125KHz作為標簽低頻喚醒頻段。 介紹了為達到節(jié)省功耗目的而引入的低頻喚醒和定時喚醒相結(jié)合的雙喚醒機制。分析了天線線圈的電感耦合原理，在此基礎(chǔ)上自制了天線線圈并設(shè)計了驗證電路。通過實際測量路標和電

4、子標簽作用距離的結(jié)果對理論上的分析進行了比較。 介紹了衡量高頻天線工作性能的參數(shù)指標，對標簽小天線的設(shè)計進行了理論分析。通過CST仿真軟件對小天線的理論計算結(jié)果進行了驗證和優(yōu)化。同樣，通過仿真，模擬了集裝箱標簽小天線在被安裝到金屬表面時受到的影響。 討論了電子標簽的防碰撞機制。比較了目前常用的電子標簽常用的防碰撞方法。在Aloha算法和時間片Aloha算法的基礎(chǔ)上加以改進，可自動獲取讀頭讀取范圍的標簽ID清單并動態(tài)分配時