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(shí)別技術(shù)記錄集裝箱運(yùn)輸中的物流信息，對(duì)集裝箱運(yùn)輸?shù)奈锪骱托畔⒘鬟M(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，不僅能消除集裝箱在運(yùn)輸過(guò)程中可能產(chǎn)生的錯(cuò)箱、漏箱事故，而且可以加快通關(guān)速度，提高運(yùn)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(xiàng)技術(shù)要求、工藝性指標(biāo)、功能性需求都遠(yuǎn)高于其他領(lǐng)域。本論文通過(guò)理論分析、建模仿真、實(shí)際測(cè)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(kāi)發(fā)過(guò)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(xiàn)電流元模型的基礎(chǔ)上，分析了利用電磁波通信時(shí)的遠(yuǎn)場(chǎng)條件和近場(chǎng)條件，推導(dǎo)了天線(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)輻射的能量傳輸公式，探討了天線(xiàn)噪聲特性以及射頻識(shí)別耦合通信方式的特點(diǎn)。 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(diǎn)，利用地面反射損耗模型分析了倉(cāng)庫(kù)、裝箱點(diǎn)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(shí)測(cè)表明，該模型能較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)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(shí)別距離、發(fā)射功率、極化方式、讀寫(xiě)可靠性之間的關(guān)系，為射頻識(shí)別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。還分析了多徑傳播和金屬干擾對(duì)集裝箱RFID系統(tǒng)的影響，給出了可以忽略多經(jīng)時(shí)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(wèn)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(guò)程中電子標(biāo)簽的讀寫(xiě)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(wú)源激活機(jī)制及其實(shí)現(xiàn)方案，并給出利用無(wú)源激活機(jī)制解決道口鄰道干擾與定位問(wèn)題的技術(shù)方案。分析了定時(shí)激活機(jī)制和無(wú)源激活機(jī)制下的電子標(biāo)簽功耗與實(shí)時(shí)性，據(jù)此提出了一種新的基于雙激活機(jī)制的通信模式。實(shí)驗(yàn)證明，這種雙激活機(jī)制較好地滿(mǎn)足了集裝箱電子標(biāo)簽系統(tǒng)的性

5、能要求。 然后針對(duì)集裝箱電子標(biāo)簽發(fā)生沖突的特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了常用的時(shí)隙ALOHA法，引進(jìn)馬爾可夫鏈對(duì)其識(shí)別過(guò)程進(jìn)行建模，得出系統(tǒng)成功識(shí)別率與時(shí)隙數(shù)、標(biāo)簽數(shù)量之間的關(guān)系。針對(duì)時(shí)隙Aloha算法在標(biāo)簽數(shù)量較大或未知時(shí)，沖突概率增加，成功識(shí)別率急劇減小的特點(diǎn)，提出了基于子集劃分與動(dòng)態(tài)匹配機(jī)制的防沖突算法。仿真分析表明，該防沖突識(shí)別算法具有自適應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)以及較高的識(shí)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(shí)際工程應(yīng)用