集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、采用射頻識別技術(shù)記錄集裝箱運輸中的物流信息，對集裝箱運輸?shù)奈锪骱托畔⒘鬟M行實時跟蹤，不僅能消除集裝箱在運輸過程中可能產(chǎn)生的錯箱、漏箱事故，而且可以加快通關(guān)速度，提高運輸?shù)陌踩院涂煽啃裕岣呒b箱碼頭的整體效率和服務(wù)水平。集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜、技術(shù)難度大、各項技術(shù)要求、工藝性指標(biāo)、功能性需求都遠高于其他領(lǐng)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(biāo)簽在集裝箱物流中應(yīng)用急需解決的若干關(guān)鍵技術(shù)。 首

2、先分析了RFID(Radio Frequency Identification)系統(tǒng)研究與開發(fā)過程中應(yīng)用到的主要理論基礎(chǔ)。從電磁波傳播理論出發(fā)，在天線電流元模型的基礎(chǔ)上，分析了利用電磁波通信時的遠場條件和近場條件，推導(dǎo)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(yīng)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(zhǔn)確預(yù)測電波的路徑損耗。并在該模型的基礎(chǔ)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(guān)系，為射頻識別系統(tǒng)的設(shè)計提供理論依據(jù)。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(jīng)時延和多普勒效應(yīng)的理論依據(jù)，提出了解決集裝箱RFID系統(tǒng)中金屬干擾問題的技術(shù)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(chǎn)工藝流程，指出了在集裝箱物流過程中電子標(biāo)簽的讀寫具有離散性、固定性和特殊性?？偨Y(jié)出了集裝箱電子標(biāo)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(xiàn)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(shù)方案。分析了定時激活機制和無源激活機制下的電子標(biāo)簽功耗與實時性，據(jù)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(biāo)簽系統(tǒng)的性

5、能要求。 然后針對集裝箱電子標(biāo)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(shù)、標(biāo)簽數(shù)量之間的關(guān)系。針對時隙Aloha算法在標(biāo)簽數(shù)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(yīng)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(chǔ)上，結(jié)合實際工程應(yīng)用