集裝箱電子標簽系統(tǒng)的若干關鍵技術研究.pdf

1、采用射頻識別技術記錄集裝箱運輸中的物流信息，對集裝箱運輸的物流和信息流進行實時跟蹤，不僅能消除集裝箱在運輸過程中可能產生的錯箱、漏箱事故，而且可以加快通關速度，提高運輸的安全性和可靠性，提高集裝箱碼頭的整體效率和服務水平。集裝箱電子標簽系統(tǒng)的應用環(huán)境復雜、技術難度大、各項技術要求、工藝性指標、功能性需求都遠高于其他領域。本論文通過理論分析、建模仿真、實際測量等研究方法，研究了電子標簽在集裝箱物流中應用急需解決的若干關鍵技術。 首

2、先分析了RFID(Radio Frequency Identification)系統(tǒng)研究與開發(fā)過程中應用到的主要理論基礎。從電磁波傳播理論出發(fā)，在天線電流元模型的基礎上，分析了利用電磁波通信時的遠場條件和近場條件，推導了天線遠場輻射的能量傳輸公式，探討了天線噪聲特性以及射頻識別耦合通信方式的特點。 接著分析了集裝箱RFID系統(tǒng)的應用環(huán)境，電波傳播方式和特點，利用地面反射損耗模型分析了倉庫、裝箱點等處的電波傳播特性，建立了集裝箱R

3、FID電波衍射損耗模型，實測表明，該模型能較準確預測電波的路徑損耗。并在該模型的基礎上，仿真分析了系統(tǒng)最大識別距離、發(fā)射功率、極化方式、讀寫可靠性之間的關系，為射頻識別系統(tǒng)的設計提供理論依據。還分析了多徑傳播和金屬干擾對集裝箱RFID系統(tǒng)的影響，給出了可以忽略多經時延和多普勒效應的理論依據，提出了解決集裝箱RFID系統(tǒng)中金屬干擾問題的技術措施。 再接著分析了CY(Container Yard)to CY和CFS(Containe

4、r Freight Station)to CFS兩種集裝箱生產工藝流程，指出了在集裝箱物流過程中電子標簽的讀寫具有離散性、固定性和特殊性?？偨Y出了集裝箱電子標簽低功耗策略及其優(yōu)化方法，提出了一種無源激活機制及其實現方案，并給出利用無源激活機制解決道口鄰道干擾與定位問題的技術方案。分析了定時激活機制和無源激活機制下的電子標簽功耗與實時性，據此提出了一種新的基于雙激活機制的通信模式。實驗證明，這種雙激活機制較好地滿足了集裝箱電子標簽系統(tǒng)的性

5、能要求。 然后針對集裝箱電子標簽發(fā)生沖突的特點，重點分析了常用的時隙ALOHA法，引進馬爾可夫鏈對其識別過程進行建模，得出系統(tǒng)成功識別率與時隙數、標簽數量之間的關系。針對時隙Aloha算法在標簽數量較大或未知時，沖突概率增加，成功識別率急劇減小的特點，提出了基于子集劃分與動態(tài)匹配機制的防沖突算法。仿真分析表明，該防沖突識別算法具有自適應的優(yōu)點以及較高的識別效率和成功率。 最后，在前面幾章研究分析的基礎上，結合實際工程應用