1. 系統(tǒng)背景

隨著我國港口物流行業(yè)的快速發(fā)展，港口的物資種類及數(shù)量在不斷增加、移動頻率劇增，港口管理作業(yè)也已十分復(fù)雜和多樣化，管理人員無法實時知道物資的狀態(tài)（是否被挪動，是否被盜等），給港口作業(yè)和設(shè)備物資的管理帶來很多疏漏和顯性、隱性財產(chǎn)損失。

2. 系統(tǒng)簡介

，使用先進的RFID射頻識別技術(shù)和LPWAN技術(shù)，對資產(chǎn)設(shè)備安裝RFID防脫落電子標簽進行標識，在港口管轄區(qū)域內(nèi)安裝RFID接收器，對貼有標簽的設(shè)備進行識別，使得管理員實時知道設(shè)備的狀態(tài)和去向，起到定位與防盜作用。并在電腦端部署資產(chǎn)軟件系統(tǒng)和RFID軟體中間邏輯件（LOGIC WARE），通過RFID物聯(lián)網(wǎng)軟硬件集成，實現(xiàn)精益化的資產(chǎn)管理目標。

RFID射頻技術(shù)常用頻段有低頻、高頻、微波頻段，本系統(tǒng)采用微波頻段技術(shù)與超高頻技術(shù)相結(jié)合，并借助無能駕駛飛機、信號接收基站、4G網(wǎng)絡(luò)、wifi、盤點PDA、RFID門框讀寫模塊等物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)備，構(gòu)建立體化的港口資產(chǎn)精益追蹤管理平臺。

3. 關(guān)鍵技術(shù)選型

港口設(shè)備資產(chǎn)多為大型機械類產(chǎn)品，管控的作業(yè)區(qū)域范圍非常寬廣，而且某些設(shè)備（例如叉車、吊車、運輸車）等會在大范圍區(qū)域內(nèi)移動作業(yè)。港口戶外環(huán)境惡劣，RFID標簽需要能夠經(jīng)受季節(jié)變化的溫差影響和風吹雨打。設(shè)備體型大小懸殊、分布和移動不規(guī)律導(dǎo)致標簽容易被隔擋和嚴重信號衰弱。在這種情況下，傳統(tǒng)的RFID手持PDA或其他任何類型的RFID讀寫器對港口戶外機械設(shè)備進行采集盤點時，會帶來極大困難。

綜合以上因素，睿豐德認為，采用傳統(tǒng)的有源2.4G標簽無法從根本上解決資產(chǎn)的識讀采集與追蹤管理，應(yīng)該選用定制化的RFID標簽盒。

RFID標簽盒和2.4G有源標簽對比表

補充說明：雖然本方案初定RFID標簽盒方案，但是后期若經(jīng)過現(xiàn)場考察，發(fā)現(xiàn)港口環(huán)境并未如當前現(xiàn)象的那樣惡劣，可酌情考慮切換回有源2.4G方案。該方案的標簽總預(yù)算比RFID標簽盒方案節(jié)省將近88%的費用。如果以2000個標簽計算，有源RFID標簽成本大約2000個*25元=5萬元；標簽盒子成本2000個*200元=40萬。

4. 硬件架構(gòu)

如下圖所示，藍色為戶外作業(yè)區(qū)，粉紅色為辦公區(qū)，左下白色區(qū)域為本系統(tǒng)的后臺搭建示意圖。

5. 硬件架構(gòu)說明

5.1物資標識方法

港口戶外物資：采用帶電池的有源標簽盒子，通過螺絲或者3M膠固定到物資上，要求標簽不能被金屬物體隔擋。本標簽支持GPS定位和脫落報警功能。

室內(nèi)非金屬低值物資：適用對象通常是辦公桌椅、文件夾、計算器等價值較為低廉而且表面材質(zhì)為非金屬的物資。采用低成本的紙質(zhì)超高頻標簽貼紙，本標簽選用熱熔膠，貼附到設(shè)備上經(jīng)久耐用，不易脫落。

金屬材質(zhì)物資：適用對象通常是電腦主機、機房交換機、服務(wù)器、金屬制品工藝品等。

頻率：902～928MHz（兼容國標）

芯片廠商：Impinj M4QT

金屬表面讀取距離：固定式（EIRP=4W)：大于1米；翻蓋式手持機：大于0.4米；普通手持機：大于0.3米。

尺寸：22x 8 x 3 mm

5.2物資信息采集方法

港口戶外作業(yè)區(qū)：

在該區(qū)域部署6臺標簽信號接收基站，用于對2000臺作業(yè)設(shè)備的資產(chǎn)標簽進行識別和定位追蹤。采集的信息包括：設(shè)備的ID號、設(shè)備實時位置坐標、設(shè)備脫落報警信息。

信號基站核心模塊

另外配備一臺無線駕駛飛機，飛機上安裝信號接收器，定期對該作業(yè)區(qū)進行巡檢和物資復(fù)核，進一步確保作業(yè)設(shè)備的安全性和流向追蹤。同時，利用無線駕駛飛機也可實現(xiàn)戶外物資的快速盤點。

無人駕駛飛機

基站和飛機所采集的信息通過4G公網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)睫k公大樓的信號轉(zhuǎn)換工控機，數(shù)據(jù)經(jīng)過初步處理后，導(dǎo)入本系統(tǒng)后臺服務(wù)器，經(jīng)過邏輯中間件LOGIC WARE進行數(shù)據(jù)清洗和邏輯處理，再同步到資產(chǎn)軟件系統(tǒng)。

信號轉(zhuǎn)換工控機

室內(nèi)辦公區(qū)：RFID門口追蹤成套設(shè)備

在不同樓層的門口安裝RFID讀寫器和天線，并配套網(wǎng)絡(luò)攝像頭。帶有RFID標簽的任何資產(chǎn)出入門口可自動識別出入的方向，出入信息均被自動記錄在案，并拍照留底。所有資產(chǎn)流向和相片均通過本系統(tǒng)的服務(wù)器后臺程序處理后，同步到資產(chǎn)軟件，實現(xiàn)資產(chǎn)流向報表匯總和監(jiān)督追蹤管理。

上圖依次為：RFID門口防盜天線、固定式讀寫器、門禁攝像頭

超高頻RFID門禁產(chǎn)品特點：

l 完全自主知識產(chǎn)權(quán)設(shè)計，與本系統(tǒng)軟件兼容性良好；

l 基于Impinj R2000讀寫引擎設(shè)計；

l 充分支持符合EPC CLASS1 G2、ISO18000-6B/6C標準的電子標簽；

l 支持ISO-18000-6B/6C協(xié)議；

l 工作頻率860~868MHz/902～928MHz(可以按不同國家或地區(qū)要求調(diào)整)；

l 同時支持以下區(qū)域頻率要求：SRRC-MII(P.R.China)840-825/920-925MHz；

l 以廣譜跳頻(FHSS)或定頻發(fā)射方式工作，輸出功率達至30dBm（可調(diào)）；

l 4個外接天線接口，支持天線自動微調(diào)和天線檢測；

l 支持應(yīng)答工作模式和自動實時詢查工作模式；

l 低功耗設(shè)計，單＋12V電源供電；

l 支持RS232、RJ45（TCPIP）等多種通訊接口，可以選配RS485、USB、WIFI等通信接口。

l 多標簽識別智能算法，至少優(yōu)于進口設(shè)備10%的性能。

l 高可靠設(shè)計，滿足嚴苛工作環(huán)境要求，連續(xù)工作3年以上不死機

l 功率在0-33dBm范圍可調(diào)

l 6B標簽讀寫性能：

l 一次性讀取216字節(jié)（1728bit）<300ms；

l 一次性寫216字節(jié)（1728bit）<= 3.6S；

l DRM支持，先進的防沖撞和抗干擾性能；

l 具有FastTID功能；

l 標簽識讀率>500張標簽每秒；

l 模塊安全防護：具備溫度自動檢測功能，可以進行自動溫度保護，功耗保護；

l 尺寸：200mmx190mmx30mm。

本區(qū)域資產(chǎn)盤點工具為RFID手持PDA。該PDA配置windows CE操作系統(tǒng)、wifi、二維碼掃描模塊、超高頻模塊等，能運行資產(chǎn)盤點程序，實現(xiàn)無紙化移動作業(yè)盤點；也能通過wifi網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)服務(wù)器實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，實現(xiàn)實時資產(chǎn)掃描查詢?？刹樵兊劫Y產(chǎn)的狀態(tài)、使用部門使用人等信息，實現(xiàn)豐富靈活的資產(chǎn)移動作業(yè)和無紙化管理。

RFID+掃碼 手持終端PDA

6. 軟件系統(tǒng)研發(fā)

6.1后臺系統(tǒng)健壯性和可擴展性

港口RFID資產(chǎn)管理系統(tǒng)涉及眾多不同通訊標準的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通訊，所采集數(shù)據(jù)類型多樣，要求本系統(tǒng)的服務(wù)后臺程序具備健壯性、容錯性和可拓展性。

睿豐德RFID資產(chǎn)管理系統(tǒng)后臺能夠?qū)ν鈬布O(shè)備的數(shù)據(jù)輸入進行正確性判斷，在一定程度上能做到從錯誤的輸入推斷出正確合理的輸入。并且兼容4G廣域網(wǎng)絡(luò)、LPWAN低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)、wifi局域網(wǎng)絡(luò)、CAN總線、485總線、網(wǎng)口TCP/IP等主流物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入。

另外，對于當前用戶所需求的資產(chǎn)管理軟件具備良好的擴展接口，通過LOGIC WARE模塊靈活實現(xiàn)對主流ERP系統(tǒng)、固定資產(chǎn)管理系統(tǒng)、設(shè)備巡檢系統(tǒng)、運輸管理系統(tǒng)、物流分揀系統(tǒng)、倉儲管理系統(tǒng)、碼頭集裝箱調(diào)度系統(tǒng)等多類系統(tǒng)軟件的兼容。

6.2客制化報表數(shù)據(jù)呈現(xiàn)

本系統(tǒng)除了最基本的資產(chǎn)信息建檔新增、狀態(tài)變更、盤點、流轉(zhuǎn)跟蹤、報廢等全生命周期管理外，也具備客制化的資產(chǎn)報表統(tǒng)計和呈現(xiàn)方式。例如根據(jù)用戶的管理目標和需求，提供港口設(shè)備巡檢維護登記表、故障維修成本統(tǒng)計表、設(shè)備去向登記表等。

6.3 客制化RFID手持PDA程序

成熟的移動端PDA程序開發(fā)能力，可以應(yīng)對客戶各種現(xiàn)場作業(yè)需求。

7. 系統(tǒng)預(yù)算（首選方案）

略。

8、港口區(qū)備選方案

本備選方案是針對降低港口區(qū)2000個標簽成本的需求而制定的，方案選用普通有源標簽+多基站覆蓋的方式。它的物資定位原理是在港口區(qū)所需要進行物資定位的區(qū)域布置基站，當物資經(jīng)過該基站的信號接收范圍，則被系統(tǒng)識別為物資處于該區(qū)域。示意圖如下：

關(guān)鍵技術(shù)探討：

（1） 當物資處于某一個基站信號范圍，系統(tǒng)可判斷為物資處于該區(qū)域；

（2） 當物資處于兩個或者三個基站的信號交叉范圍，系統(tǒng)可判斷為物資處于對應(yīng)的交叉位置；

（3） 系統(tǒng)支持禁止區(qū)域設(shè)置，當物資處于某個預(yù)先設(shè)定的區(qū)域，可觸發(fā)報警，說明該物資流向異常。這類區(qū)域設(shè)置可用于物資的防盜防流失。

（4） 定位的精準度取決于基站信號覆蓋半徑范圍，例如將基站信號調(diào)節(jié)為800米，那么一個基站所能覆蓋的圓形區(qū)域圓形區(qū)域直徑就達1600米。

方案優(yōu)點：標簽成本低，普通質(zhì)量30元左右，高品質(zhì)標簽38元左右。

方案缺點：相對于標簽盒，本方案無法做到精準定位，只能是對港口區(qū)劃分區(qū)域進行定位，判斷物資處于哪一個區(qū)域。另外，如果項目需要對港口區(qū)全面覆蓋信號定位的話，所需要部署安裝的基站比較多。所以，如果是出于節(jié)約成本考慮，選用本備選方案時，建議只對港口區(qū)做關(guān)鍵區(qū)域的信號覆蓋即可。