专利名称：集装箱的射频识别管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信息管理系统，尤其涉及一种基于射频识别(RFID)技术的集装箱信息管理系统。
背景技术：
集装箱自从上世纪20年代诞生以来，经历了一个长期发展的过程，对于每一个集装箱，从其从生产线下线后到使用的整个生命时间段里，有很多特定场合需要辨识和记录集装箱的固有信息以便进行跟踪和追溯。由于早期标准的干货集装箱为一种纯机械结构，不带任何弱电/强电类模块，故在生产集装箱时，需要在其5个表面上印上至少8个集装箱的固有信息，例如箱号、制造商、制造时间等等，以便人工辨识与记录。而该种集装箱在各个流通环
节的信息采集方式如下 一、集装箱通道闸口凭借纸面单据，人工辨认集
装箱号与判断箱种、箱型，再抄录至纸面，后者再次手工输入办公计算机；
二、集装箱吊装设备无论是在空箱堆高机、龙门吊、正面吊、场桥、岸桥等，都有操作工人人工辨识箱号等基本信息，然后纸面化手工抄录，或者电脑化手工输入，确定箱基本信息和堆存三维空间信息等。
然而，随着现代社会信息化程度的提高以及网络的普及，出现了一种先
进的识别技术一射频识别(RFID)技术，射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。射频识别技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。总之，射频识别技术具有能同时识别多物体、可读写、穿透力强、识别距离远、识别速度快、使用寿命长、适
应环境性好、适读率高等特点。集装箱如若仍然保持原貌，即其管理信息系统数据采集前端仍然靠人工辨识完成，显然是不合时宜的，而且印刷在集装箱上的箱体固有信息并不包含集装箱物流运输等相关可变化的信息，所以无.法监测得到的完整的集装箱标识信息。
4本发明的主要目的在于，提供一种在集装箱历经的大部分作业环节都能对集装箱的基本信息以及相关可变化信息进行自动采集与记录从而得到完整的集装箱标识信息的射频识别管理系统。
为了实现上述的目的，本发明提供一种集装箱的射频识别管理系统，包
括固设于或临时置于集装箱上的RFID电子标签、设置于集装箱各作业场合的RFID读写装置、至少一个作业现场计算机以及与所述各作业现场计算机进行通讯的信息系统数据中心，所述信息系统数据中心通过所述各作业现场计算机控制所述RFID读写装置对所述RFID电子标签进行所述集装箱的基本信息和状态信息的读取和/或写入操作，以识别所述集装箱并在整个作业线上对所述集装箱进行实时监控。
所述RFID电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装置设置于位于生产线的移动轨道上的集装箱的上方，且与所述集装箱的垂直相对高度不大于2米，所述作业现场计算机为一设置于所述移动轨道一侧的工控机，所述读写装置通过有线或者无线的方式与所述工控机相连接。
所述RFID电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装置包括读写器天线、读写器本体以及连接在二者之间的射频线缆；所述读写器天线设置于位于生产线的移动轨道上的集装箱的上方，且与所述集装箱的垂直相对高度不大于2米；所述读写器本体设置于所述移动轨道一侧的工作台内；所述作业现场计算机为一设置在所述工作台内工控机，所述读写器本体通过有线或者无线的方式与所述工控机相连接。
所述RFID电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装置包括读写器天线、读写器本体以及连接在二者之间的射频线缆；所述读写器天线为高增益读写器天线，其设置于集装箱运输通道的上方且沿车辆行驶方向前后各部署一个；所述读写器本体设置于所述两个读写器天线之间，并通过通讯线与所述作业现场计算机相连接。
所述读写器天线的工作模式为长时扫描或触发扫描。 J
所述RFID电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所
5述RFID读写装置包括读写器天线、读写器本体以及连接在二者之间的射频线缆，所述读写器天线设置在集装箱堆高机的升降横臂的两端的抓臂上，所
述读写器本体设置在所述升降横臂的中部或中部两侧的位置；所述作业现场
计算机为一车载计算机，其设置在所述集装箱堆高机的驾驶舱内，所述RFID读写装置与所述车载计算机通过无线方式进行通讯。
所述RFID电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装置包括读写器天线、读写器本体以及连接在二者之间的射频线缆，所述读写器天线设置在集装箱正面吊机的横臂的两端的吊具的底部或者侧面，所述读写器本体设置在所述横臂的中部或中部两侧的位置；所述作业现场计算机为一车载计算机，其设置在所述集装箱正面吊机的驾驶舱内，所述RFID读写装置与所述车载计算机通过无线方式进行通讯。
所述RFID电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装置包括读写器天线、读写器本体以及连接在二者之间的射频线缆，所述读写器天线设置在集装箱龙门吊/场桥/岸桥的可伸縮吊具的底部或者侧面，所述读写器本体设置在所述可伸縮吊具的中部或中部两侧的位置；所述作业现场计算机为一车载计算机，其设置在所述集装箱龙门吊/场桥/岸桥的驾驶舱内，所述RFID读写装置与所述车载计算机通过无线方式进行通讯。
所述读写器本体具有单射频端口 ，其数量与所述读写器天线数量相同，
所述射频线缆的长度不大于6米。
所述读写器本体具有双射频端口，其数量为一个，所述射频线缆的长度不大于14米。
本发明具有以下有益效果，本发明的集装箱的射频识别管理系统革新了传统做法的集装箱信息手工抄写、视频图象识别以及条形码自动识别等方式，提高了集装箱自动识别效率和准确率，顺应集装箱生产、堆存、物流管理信息化要求；进一步的优点还在于，电子标签还可以记载集装箱物流运输等相关可变化的信息，使得采集到的信息更为完整和连贯。
图1是本发明的射频识别管理系统的原理框6图2是本发明的射频识别管理系统的电子标签设置示意图3是本发明的射频识别管理系统位于生产线部分的示意图4是本发明的射频识别管理系统位于运输通道部分的示意图5是本发明的射频识别管理系统位于空箱堆高机部分的示意图6是本发明的射频识别管理系统位于正面吊机部分的示意图之一；
图7是本发明的射频识别管理系统位于正面吊机部分的示意图之二；
图8是本发明的射频识别管理系统位于场桥/岸桥/龙门吊部分的示意图。
具体实施例方式
本发明的集装箱的射频识别管理系统可对处于流通链的各个不同场合的集装箱的信息进行管理，为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
请参阅图l所示，本发明的集装箱射频识别管理系统包括设置于集装箱100上的RFID电子标签1、设置于集装箱流通链的各管理作业场合且可读取该RFID电子标签1的RFID读写装置、设置于各作业场合且与该RFID读写装置相连接的作业现场计算机以及可与各作业现场计算机进行通讯的信息系统数据中心3。
请结合参阅图2所示，该RFID电子标签1为一固定型或者可回收重复利用型的RFID电子标签，其装配在集装箱100的门楣101与顶板102交界处的中部位置，将该RFID电子标签1设置在该位置，可以满足并适应集装箱流通链的绝大部分管理作业场合自动识别时的距离要求。
该RFID读写装置可为如下的第一至第五读写装置中的一个或一个以上组合，该第一至第五读写装置在各作业场合的设置情况如下第一读写装置21设置于集装箱工厂生产线作业场合4，第二读写装置22设置于集装箱运输通道作业场合5，第三读写装置23设置于集装箱空箱堆高机6上，第四读写装置24设置于集装箱正面吊机7上，第五读写装置25设置于集装箱场桥/岸桥/龙门吊8上。各部分的具体结构及作业方式描述如下
作业场合一集装箱工厂生产线作业场合4。
请结合参阅图3所示，该生产线作业场合4设置有移动轨道41，该移动轨道41 一侧的一端设有工作台42，该工作台42带有工控机箱，该工控机箱内设有工控机421，该工控机421为该生产线作业场合的作业现场计算机，该集装箱100沿着该移动轨道41向前移动。该第一读写装置21包括第一读写器天线211、第一读写器本体(图中未示出)以及连接在二者之间的第一射频线缆213。该第一读写器天线211设置在该集装箱100的上方，且该第一读写器天线211与该集装箱100的垂直相对高度不大于2米；该第一读写器本体设置在该工作台42的工控机箱里面;该第一射频电缆213的两端分别与该第一读写器天线211以及该第一读写器本体相连接，且其总长度不大于14米。该第一读写器本体通过RS232或者网线连接至该工控机421 。
或者，在生产线作业场合4中，也可使用一体化的第一读写装置21'，该一体化的第一读写装置21'设置在该集装箱100的上方，且该第一读写装置21'与该集装箱100的垂直相对高度不大于2米，该第一读写装置21'通过RS232或者网线连接该工控机421 。
信息采集过程描述如下在该集装箱100进入该第一读写器天线211/第一读写装置21'的有效范围之前，该RFID电子标签1被安装在该集装箱100上，当附有该RFID电子标签1的该集装箱100进入该第一读写器天线211/第一读写装置21'的有效读写范围时，该第一读写装置21/21'自动识别电子标签1的标签ID等，并在该工控机421上点击选取流水式箱号，此箱号对应当前目标集装箱的箱号，系统程序自动通过有线/无线网络从该信息系统数据中心3查询其它所需的集装箱基本信息，同时下载至该工控机421并显示，操作人员点击确认，则该基本信息被自动写进当前目标电子标签中，从而该集装箱100的RFID电子标签1的信息写入操作完成。
作业场合二集装箱运输通道作业场合5。
请配合参阅图4所示，该运输通道作业场合5设置有集装箱过往通道51以及通道作业现场计算机52。该第二读写装置22包括第二读写器天线221、第二读写器本体222以及连接在二者之间的第二射频线缆223。在该过往通道51的车辆行驶方向的上方，前后各部署一个该第二读写器天线221，该第二读写器天线221为高增益读写器天线，该两个第二读写器天线221的水平距离约14米，每个第二读写器天线221通过一第二射频线缆223单独连接一个单射频端口的第二读写器本体222，或者该两个第二读写器天线221都连接至同一个具有双射频端口的该第二读写器本体222上，单根第二射频线缆223长度不大于14米。该第二读写器本体222设置在该两个第二读写器天线221之间，该第二读写装置本体222通过通讯线连接至该通道作业现场计算机52。
信息采集过程描述如下该第二读写装置22的工作模式为长时扫描，即
是不断扫描是否有装配了 RFID电子标签1的集装箱100通过，如扫描到，则该第二读写器天线221自动读取该RFID电子标签1中的已有的基本信息并写入第二读写装置本体222后传输至该通道作业现场计算机52，该通道作业现场计算机52内与集装箱有关的状态信息也可反馈写入该RFID电子标签1中。
或者，该第二读写装置22工作模式为触发扫描，即是在该过往通道51上部署车辆检测装置，车辆经过车辆检测装置有效探测范围时，则车辆检测装置提供触发信号至该第二读写装置22，触发该第二读写装置22扫描RFID电子标签l，或者提供触发信号至该通道作业现场计算机52，该通道作业现场计算机52处理各种传感信息，按照既定控制逻辑，控制该第二读写装置22读写标签工作。
作业场合三集装箱空箱堆高机6。
请配合参阅图5所示，该空箱堆高机6包括堆高机驾驶舱61、水平设置在该堆高机驾驶舱61前方的升降横臂62以及位于该升降横臂62两端沿垂直方向的抓臂63。该堆高机驾驶舱61里装配有车载计算机611，该两抓臂63上分别焊接或者装配出一固定支架631 。该空箱堆高机6可以吊装20尺箱、40尺箱、45尺箱等，该升降横臂62的左右两端可以自由伸縮，以改变水平长度，适应不同箱种的吊装。
该第三读写装置23包括第三读写器天线231、第三读写器本体232以及连接在二者之间的第三射频线缆233。该第三读写器天线231装配在该固定支架631上，且在吊装集装箱100时该第三读写器天线231的法线方向正对着该集装箱100上的RFID电子标签1。该第三读写器本体232装配在该升降横臂62约中部或中部两侧的位置。该两个第三读写器天线231都通过第三射频线缆233连接至同一个设置在该升降横臂62中部的具有双射频端口的第三读写器本体232上，单根第三射频线缆233的长度不大于14米，且沿着该升降横臂62走线；或者，每个第三读写器天线231通过一第三射频线缆233
9单独连接一个与该第三读写器天线231同一侧的具有单射频端口的第三读写
器本体232，单根第三射频线缆233的长度不大于6米，且沿着该升降横臂62走线，在该升降横臂62左右方向的另外一侧，以相同方式装配同样种类和数量的一套完整的读写装置；上述两种方式都可以确保，无论从那一侧吊装集装箱100，都可以识别到放置在集装箱门楣101与顶板102交界处的电子标签。该第三读写装置23通过无线方式与该车载计算机611进行通讯，该车载计算机611可控制该第三读写装置23读取该RFID电子标签1内已有的集装箱基本信息并将本作业场合集装箱的状态信息补充写入RFID电子标签1。
作业场合四集装箱正面吊机7。
请配合参阅图6所示，该正面吊机7包括正面吊驾驶舱71、 一端与该正面吊驾驶舱71相连且位于其上方的吊臂72，与该吊臂72的另一端垂直连接的横臂73以及设置在该横臂73两端的吊具74，该正面吊驾驶舱71里装配有车载计算机711，该正面吊机7可以吊装20尺箱、40尺箱、45尺箱等，该横臂73的左右两端可以自由伸縮，以改变水平长度，适应不同箱种的吊装。
该第四读写装置24包括第四读写器天线241、第四读写器本体242以及连接在二者之间的第四射频线缆243。该第四读写器天线241为一小型化天线，其通过焊接或者装配方式设置在该吊具74的底部或者侧面，且使得吊装集装箱时，该第四读写器天线241的有效射频信号范围能覆盖该集装箱100上的RFID电子标签1。该第四读写器本体242装配在该横臂73约中部或中部两侧的位置。该两个第四读写器天线241都通过第四射频线缆243连接至同一个设置在该横臂73中部的具有双射频端口的第四读写器本体242上,单根第四射频线缆243的长度不大于14米，且沿着该横臂73走线；或者，每个第四读写器天线241通过一第四射频线缆243单独连接至一个与该第四读写器天线241同一侧的具有单射频端口的第四读写器本体242，单根第四射频线缆243的长度不大于6米，且沿着该横臂73走线，在该横臂73左右方向的另外一侧，以相同方式装配同样种类和数量的一套完整的读写装置，左右两套各自独立工作；上述两种方式都可以确保，无论从哪一侧吊装、集装箱100，都可以识别到放置在集装箱门楣101与顶板102交界处的电子标签。该第四读写装置24与该车载计算机711通过无线方式进行通讯。该第四读写装
10置24读写该RFID电子标签1的方式与内容与作业场合三相类似，在此不在
详细叙述。
作业场合五集装箱龙门吊/场桥/岸桥。
集装箱龙门吊、港口/码头场桥、岸桥三者的结构相类似，均包括驾驶舱
(图中未示出)及被该驾驶舱牵引控制的可伸縮吊具82，该驾驶舱里装配有车载计算机811。可以吊装20尺箱、40尺箱、45尺箱等，其吊具长度方向的两端可以自由伸縮，以改变水平长度，适应不同箱种的吊装。
该第五读写装置25包括第五读写器天线251、第五读写器本体252以及连接在二者之间的第五射频线缆253。该第五读写器天线251通过焊接或者装配方式设置在该可伸縮吊具82的底部或者侧面，且使得吊装集装箱时，该第五读写器天线251的有效射频信号范围能覆盖该集装箱100上的RFID电子标签1。该第五读写器本体252装配在该可伸縮吊具82约中部或中部两侧的位置。该两个第五读写器天线251都通过一第五射频线缆253连接至同一个设置在该可伸縮吊具82中部的具有双射频端口的第五读写器本体252上，单根第五射频线缆253的长度不大于14米，且沿着该可伸縮吊具82不被干涉部位走线；或者，每个第五读写器天线251通过一第五射频线缆253单独连接至一个与该第五读写器天线251同一侧的具有单射频端口的第五读写器本体252，单根第五射频线缆253的长度不大于6米，且沿着该可伸縮吊具82不被干涉部位走线，在该可伸縮吊具82左右方向的另外一侧，以相同方式装配同样种类和数量的一套完整的读写装置，左右两套各自独立工作；上述两种方式都可以确保，无论从哪一侧吊装集装箱100，都可以识别到放置在集装箱门楣101与顶板102交界处的电子标签。该第五读写装置25与该车载计算机811通过无线方式进行通讯。该第五读写装置25读写该RFID电子标签l的方式与内容与作业场合三相类似，在此不在详细叙述。
该信息系统数据中心3包括终端计算机31、无线/有线网络设备32以及数据库33，该终端计算机31可通过无线/有线网路设备32与各作业场合的计算机进行通讯以收集各作业场合采集到的集装箱信息并处理后存贮在数据库33中，各作业场合也可调动查阅存贮在数据库33中的集装箱相关信息。
本发明的集装箱的射频识别管理系统革新了传统做法的集装箱信息手工抄写、视频图象识别以及条形码自动识别等方式，提高了集装箱自动识别效率和准确率，顺应集装箱生产、堆存、物流管理信息化要求；进一步的优点还在于，电子标签还可以记载集装箱物流运输等相关可变化的信息，使得采集到的信息更为完整和连贯。
然而，以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，并非限制本发明的保护范围，故凡运用本发明说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本发明的保护范围内。
权利要求
1. 一种集装箱的射频识别管理系统，包括固设于或临时置于集装箱上的RFID电子标签、设置于集装箱各作业场合的RFID读写装置、至少一个作业现场计算机以及与所述各作业现场计算机进行通讯的信息系统数据中心，其特征在于，所述信息系统数据中心通过所述各作业现场计算机控制所述RFID读写装置对所述RFID电子标签进行所述集装箱的基本信息和状态信息的读取和/或写入操作，以识别所述集装箱并在整个作业线上对所述集装箱进行实时监控。
2. 根据权利要求1所述的射频识别管理系统，其特征在于，所述RFID 电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装 置设置于位于生产线的移动轨道上的集装箱的上方，且与所述集装箱的垂直 相对高度不大于2米，所述作业现场计算机为一设置于所述移动轨道一侧的 工控机，所述读写装置通过有线或者无线的方式与所述工控机相连接。
3. 根据权利要求1所述的射频识别管理系统，其特征在于，所述RFID 电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装 置包括读写器天线、读写器本体以及连接在二者之间的射频线缆；所述读写 器天线设置于位于生产线的移动轨道上的集装箱的上方，且与所述集装箱的 垂直相对高度不大于2米；所述读写器本体设置于所述移动轨道一侧的工作 台内；所述作业现场计算机为一设置在所述工作台内工控机，所述读写器本 体通过有线或者无线的方式与所述工控机相连接。
4. 根据权利要求1所述的射频识别管理系统，其特征在于，所述RFID 电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装 置包括读写器天线、读写器本体以及连接在二者之间的射频线缆；所述读写 器天线为高增益读写器天线，其设置于集装箱运输通道的上方且沿车辆行驶 方向前后各部署一个；所述读写器本体设置于所述两个读写器天线之间，并 通过通讯线与所述作业现场计算机相连接。
5. 根据权利要求4所述的射频识别管理系统，其特征在于，所述读写器 天线的工作模式为长时扫描或触发扫描。
6. 根据权利要求1所述的射频识别管理系统，其特征在于，所述RFID电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装 置包括读写器天线、读写器本体以及连接在二者之间的射频线缆，所述读写 器天线设置在集装箱堆高机的升降横臂的两端的抓臂上，所述读写器本体设置在所述升降横臂的中部或中部两侧的位置；所述作业现场计算机为一车载 计算机，其设置在所述集装箱堆高机的驾驶舱内，所述RFID读写装置与所 述车载计算机通过无线方式进行通讯。
7. 根据权利要求1所述的射频识别管理系统，其特征在于，所述RFID 电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装 置包括读写器天线、读写器本体以及连接在二者之间的射频线缆，所述读写 器天线设置在集装箱正面吊机的横臂的两端的吊具的底部或者侧面，所述读 写器本体设置在所述横臂的中部或中部两侧的位置；所述作业现场计算机为 一车载计算机，其设置在所述集装箱正面吊机的驾驶舱内，所述RFID读写 装置与所述车载计算机通过无线方式进行通讯。
8. 根据权利要求1所述的射频识别管理系统，其特征在于，所述RFID电子标签设置于集装箱的门楣与顶板的交界处中部位置，所述RFID读写装置包括读写器天线、读写器本体以及连接在二者之间的射频线缆，所述读写器天线设置在集装箱龙门吊/场桥/岸桥的可伸縮吊具的底部或者侧面，所述 读写器本体设置在所述可伸縮吊具的中部或中部两侧的位置；所述作业现场计算机为一车载计算机，其设置在所述集装箱龙门吊/场桥/岸桥的驾驶舱内， 所述RFID读写装置与所述车载计算机通过无线方式进行通讯。
9. 根据权利要求6至8任一所述的射频识别管理系统，其特征在于，所 述读写器本体具有单射频端口，其数量与所述读写器天线数量相同，所述射 频线缆的长度不大于6米。
10. 根据权利要求6至8任一所述的射频识别管理系统，其特征在于，所 述读写器本体具有双射频端口，其数量为一个，所述射频线缆的长度不大于 14米。
全文摘要
一种集装箱的射频识别管理系统，包括固设于或临时置于集装箱上的RFID电子标签、设置于集装箱各作业场合的RFID读写装置、至少一个作业现场计算机以及与所述各作业现场计算机进行通讯的信息系统数据中心，所述信息系统数据中心通过所述各作业现场计算机控制所述RFID读写装置对所述RFID电子标签进行所述集装箱的基本信息和状态信息的读取和/或写入操作，以识别所述集装箱并在整个作业线上对所述集装箱进行实时监控。本发明的集装箱的射频识别管理提高了集装箱自动识别效率和准确率，顺应集装箱生产、堆存、物流管理信息化要求，还可以记载相关可变化的信息，使得采集到的信息更为完整和连贯。
文档编号G06K17/00GK101464958SQ20071019933
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月17日 优先权日2007年12月17日
发明者井欢欢, 何振威, 周受钦, 张有武, 涛 彭 申请人:中国国际海运集装箱(集团)股份有限公司