ＲＦＩＤ與３Ｇ技術在貨物運輸防盜中的應用研究

摘要：如何解決貨物在運輸途中的丟失，一直以來都是物流運輸公司最為關注的問題，文章在概述RFID技術和3G技術的基礎上，研究了RFID與3G技術在貨物在途運輸防盜中的應用問題，以此通過RFID與3G技術的結合有效地解決貨物丟失問題。

關鍵詞：RFID技術；3G技術；貨物丟失；運輸防盜

中圖分類號：F716文獻標識碼：A文章編號：1002-3100(2007)10-0063-03

Abstract: How to solve the problem that cargo loss in the transportation on the way has been the problem which the forwarder most concern. On the basis of outlining the RFID and the 3G technology， this paper studies the issue that the application of the RFID and the 3G technology in cargo transportation security on the way. It can effectively solve the problem that cargo loss through the union of RFID and the 3G technology.

Key words: RFID technology; 3G technology; cargo loss; transport security

當今世界十強物流企業中有5家美國企業，這5家企業的收益之和占十強企業收益的2/3，在這些公司中以運輸為主業的公司居多。而美國國家貨物保安協會（NC-SC）最近完成一項調查，指出美國每年在供應鏈管理上，被偷去總值150億美元的貨物，金額占全球失竊貨物總額的1/3，成為失竊貨物最嚴重的地區。面對如此嚴重的貨物被盜現象，美國大部分保險公司近期提供給物流公司有關在貨倉、貨車、堆場貨物的失竊保費迅速增加，并實施“墊底費”措施，如失竊貨物總值在十萬美元以下，須由物流公司全數承擔，一般偷竊案件損失均在這數額以下。美國航空及物流專家Garfinkle認為，大部分小批量失竊案件是熟人或公司內部人士所為。不少物流公司的保安系統效率不足和松散，特別是在貨物運送途中，成為公司職員最容易偷走貨物的環節。

由此可見，貨物防盜問題已經成為物流公司在物流運輸中急需解決的問題。本文在概述RFID技術和3G技術的同時，研究了這兩項技術在貨物在途運輸中的綜合應用，可以有效地解決貨物在運輸過程中的防盜問題。

1RFID概述

1.1RFID的概念及其工作原理

無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）是一種非接觸式的自動識別技術，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據[1]。通常，RFID系統由電子標簽、讀寫器和數據管理系統這三個主要部分組成： 電子標簽由天線和RFID芯片組成，每個芯片都含有唯一的識別碼，用來表示電子標簽所附著的物體；讀寫器用來讀寫電子標簽中的信息，讀寫器通過網絡和其他計算機或系統通訊，從而完成對電子標簽的信息獲取、解釋以及數據管理；數據管理系統主要完成數據信息的存儲及管理，數據管理系統可以由簡單的小型數據庫擔當，也可以是集成了RFID管理模塊的大型ERP數據庫管理軟件。其工作原理：標簽進入磁場后，接收讀寫器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息（Passive Tag，無源標簽或被動標簽），或者主動發送某一頻率信號（Active Tag，有源標簽或主動標簽），讀寫器讀取信息并解碼后，送至數據管理系統進行有關信息處理。RFID系統的工作原理如圖1所示。

1.2RFID的特性[2]

（1）數據的讀寫（Read Write）能力：不需接觸，直接讀取信息至數據庫內，且可一次處理多個標簽，并可以將物流處理的狀態寫入標簽，供下一階段物流處理的讀取判斷之用。

（2）耐環境性：紙張一受到臟污就會看不到，但RFID對水、油和藥品等物質卻有強力的抗污性。RFID在黑暗或臟污的環境之中，也可以讀取數據。

（3）可重復使用：由于RFID為電子數據，可以反復被覆寫，因此可以回收標簽重復使用。

（4）穿透性：RFID若被紙張、木材和塑料等非金屬或非透明的材質包覆的話，也可以進行穿透性通訊。不過如果是鐵質金屬的話，就無法進行通訊。

（5）數據的記憶容量大：數據容量會隨著記憶規格的發展而擴大，未來物品所需攜帶的資料量愈來愈大，對卷標所能擴充容量的需求也增加，對此RFID不會受到限制。

23G技術的概念

2.1GIS地理信息系統[3]

GIS是為了獲取、儲存、顯示、查詢定位數據而建立的計算機數據庫管理系統，將所需要的信息和資料直觀、形象地在電子地圖上以圖形或表格的形式顯示出來，為GPS衛星定位提供良好的地圖環境，能將空間信息與屬性信息的處理完美結合起來，以直觀的方式顯示車輛的位置和狀態等信息。

2.2GPS全球衛星定位系統[3]

全球衛星定位系統（Globa1 Positioning System，GPS），是利用分布在約2萬公里高空的多顆衛星對地面目標的狀況進行精確測定以進行定位、導航的系統，它主要用于船舶和飛機導航、對地面目標的精確定時和精密定位、地面及空中交通管制、空間與地面災害監測等。21世紀以來，全球衛星定位系統在物流領域得到越來越廣泛的應用。

2.3GSM通訊網絡系統

GSM全球數字移動系統是目前國內覆蓋最廣、可靠性最高、容量最大、保密性最強的數字移動蜂窩通訊系統。以GSM為代表的無線通信技術，包括GSM、GPRS、CDMA、CDPD、集群、電臺等多種無線通信方式。GSM通訊網絡作為物流配送系統的無線數據傳輸平臺確保了報警信號和數據傳輸通道的可靠性。車輛終端上的GPS接收機獲取車輛的實際位置、速度、運行方向等信息經過處理后通過GSM網絡傳送到運輸調度中心，中心可以對車輛進行管理、調度和控制。

2.4“3G技術”

“3G技術”并非簡單地指GIS、GPS、GSM三項單獨的技術，而是以GIS技術、定位技術、無線通信技術為代表的三項技術的統稱和它們之間相互集成所產生的新技術[4]。3G技術集成的核心在于：GIS可以作為基礎的信息系統平臺，具有可視化、地理分析和空間分析、數據庫統一管理等的優勢；GPS定位技術和導航技術根據具體的應用需要，可以實時獲取不同精度的目標位置信息；GSM通信技術可以實現大范圍內數據傳輸，對于信息系統指揮、調度、監控、管理等具有重大的意義。這三項技術的集成，可以有效地實現對運輸車輛實時動態的追蹤與監控。

3RFID與3G技術在貨物在途運輸防盜中的綜合應用

3.1基本應用原理

在車輛和貨物上貼上RFID標簽，并且每輛貨車配備GPS接收機和GSM信息終端，發貨時，將車輛、貨物的基本信息通過RFID讀寫器存入運輸調度中心信息數據庫中，同時將司機的身份信息存入運輸調度中心信息數據庫中。由于中華人民共和國第二代居民身份證應用了無線射頻技術，第二代身份證增加了一枚指甲蓋大小的非接觸式IC芯片，將持證人的照片圖像和身份項目內容等信息數字化后加密存入芯片，這些信息可以經過終端讀卡器判讀，所以，可以通過終端讀卡器直接將司機的身份信息存入運輸調度中心信息數據庫中，非常方便有效。與此同時，RFID閱讀器全部部署在運輸貨物的車輛上，在運輸途中，閱讀器每隔一段固定的時間以一定的頻率自動無線掃描車輛和貨物的電子標簽，并將掃描的信息存入車載GSM信息終端，同時，將通過GPS技術獲得的車輛位置信息也存入車載GSM信息終端，司機也要將其身份證信息通過車載讀卡器存入車載GSM信息終端，再通過GSM通訊系統傳將所有采集的信息傳回運輸調度中心，送入中心信息數據庫中。以GIS作為基礎的信息系統平臺，統一管理中心信息數據庫。將收集到的信息與數據庫中存在的發貨時的原始信息進行比較，包括司機的信息和車輛的信息是否匹配，車輛和貨物的信息是否匹配，一旦三者間有任何不匹配，說明該車貨物出現了問題，必須采取緊急應對措施。如果信息完全匹配，則將新的車輛位置信息存入中心數據庫中，以做貨物追蹤之用，通過不斷的掃描修正，運輸調度中心可以掌握貨物和運輸車輛的實時信息。貨物運輸防盜系統結構如圖2所示。

3.2軟硬件配置和系統要求

貨物防盜系統可以采用J2EE體系結構，數據庫采用SQL2005，WEB服務器采用Appche和Tomcat構建，WEB應用服務器采用Jboss構建。系統內部和外部通訊接口采用XML信息交換標準，供應鏈上所有企業都配備XML通訊適配器（軟件），各個企業通過XML適配器和貨物防盜系統實現信息交換和傳輸。在系統跟蹤的車輛和貨物上嵌入飛利浦UCODE EPC Gen 2電子標簽，該標簽已通過EPC Global Gen2標準認證。這種芯片使用了一種防沖突（anti-collision）算法使得該系統可以在現行美國規范下每秒讀取多達1 600個標簽，而在歐洲規范下每秒也可達600個標簽。EPC Gen2 的標準也允許可程序化的讀寫字段，更快的標簽讀寫率和在高密度讀取器環境下的操作。閱讀器以一定的頻率自動無線掃描附近區域的電子標簽，將掃描的信息通過GPRS模塊以短消息形式發送到運輸調度中心服務器通訊網關的GPRS模塊，然后再由通訊網關提交中心服務器相關模塊處。從而實現對跟蹤車輛、貨物的實時信息采集和跟蹤。GPRS特別適用于間斷的、突發性的和頻繁的、少量的數據傳輸，同時適用于大規模數據的傳輸，可高速傳輸數字、文字、圖像等數據。因此將GPRS模塊和RFID閱讀器合為一體，運輸車輛的車載閱讀器全部配備GPRS模塊，將閱讀器從嵌入產品的RFID電子標簽實時采集的信息傳輸到GPRS模塊，再由GPRS模塊將信息發送到系統主機GPRS模塊，再傳輸到系統應用服務器，最后存儲到數據庫，供供應鏈上不同企業查詢和信息發布。

4結論

射頻和3G技術在物流運輸過程中的應用可以有效地解決貨物丟失的問題。但是其應用成本較高，一般的企業難以承擔，有待于技術水平的進一步提高，大規模的應用，降低成本。全球零售巨頭沃爾瑪早在 2005年1月1日起，就要求全球前100名供應商在大包裝產品上全部采用RFID技術。筆者相信，射頻和3G技術的應用，將會是全球物流業的大趨勢，并對物流業的發展產生深遠的影響。

參考文獻：

[1] 朱仕國. RFID技術及基于RFID的計量信息管理系統[J]. 安徽電子信息職業技術學院學報，2005，4(20):75-76.

[2] 薛茹. RFID技術應用與發展前景[J]. 中國科教博覽雜志，2005(4):79-80.

[3] 劉志強，丁鵬，盛煥燁. 物流配送系統設計[M]. 北京：清華大學出版社，2004:44-60.

[4] 霍亮，李欣. 3G技術與現代物流管理技術的集成模式研究[J]. 測繪科學，2003，28(3):59-61.