中興智能交通系統(tǒng)（北京）有限公司 賈琳 肖鵬

目前集裝箱管理主要通過信息管理系統(tǒng)結合人工非實時性手工數據錄入來實現，有些先進的管理系統(tǒng)中采用圖像識別技術，利用攝像頭來識別箱號。這些傳統(tǒng)的對集裝箱的跟蹤、管理和調度方法存在效率低、人力成本高、出錯率高、實時性差等問題。電子標簽(RFID)技術被嘗試性地應用到集裝箱管理中，并取得了很好的效果。

但RFID采用被動發(fā)射技術，在數據采集過程中對人員的依賴性很大，并且也未能較好解決對堆場內集裝箱信息的實時采集等問題。

本文采用傳感器技術結合RFID技術提出了物聯網集裝箱管理系統(tǒng)。

1. 集裝箱管理介紹

集裝箱的管理主要可分為2個部分：

(1) 集裝箱的使用和調度管理，包括集裝箱的分配、調度、起租、退租、保險、修理、報失等集裝箱業(yè)務信息的管理；

(2) 集裝箱狀態(tài)信息的管理，包括集裝箱的位置信息、分類信息、箱體內貨物信息等。

對于非實時信息， 目前已經有相對成熟的集裝箱管理軟件。而對于第2部分中的很多信息，多數情況下通過增加大量人力成本來解決。本文所提出的傳感器網絡的應用主要是針對第2部分設計的，可有效提高集裝箱信息采集和管理的效率。

2. 集裝箱管理系統(tǒng)結構

無線局域網實時定位系統(tǒng)結合無線局域網絡、射頻識別(RFID)和傳感器等多種技術，在廣泛的在無線局域網覆蓋區(qū)域范圍內，實現復雜的集裝箱監(jiān)測和追蹤任務，并準確找尋到目標對象。

3. 系統(tǒng)實現原理

集裝箱堆場中有多個矩形的集裝箱堆放區(qū)域，每個區(qū)域可并列排放4個一6個箱子，每一排可疊放4層一6層，整個堆場有2．4 GHz的無線網絡覆蓋。

傳感器節(jié)點根據堆場的具體情況設計成3類：

第1類節(jié)點是放置在集裝箱體的節(jié)點，負責發(fā)送集裝箱信息；

第2類節(jié)點是部署在起重機架上的節(jié)點，負責采集集裝箱信息并可感知第1類節(jié)點發(fā)送的信號強度；

第3類節(jié)點是安置在起重機控制室的節(jié)點，該節(jié)點負責收集第2類節(jié)點的信息，并與無線網絡相連，將收集到的信息發(fā)送到總控制室。每個堆放區(qū)域由1個第3類節(jié)點負責。

4. 采用GPS技術實現集裝箱定位管理

本系統(tǒng)通過傳感器網絡來確定集裝箱的位置。為達到定位的目的，假定2個事實作為前提：

(1)堆場中集裝箱堆放區(qū)域位置信息已知；

(2)所有堆放區(qū)域中所堆放的集裝箱都由且只由該堆放區(qū)域中的集裝箱起重機操作完成。

這樣首先可通過起重機上的GPS裝置來確定起重機的位置，然后可通過獲得起重機正在操作集裝箱的位置信息，由于堆放區(qū)域內所有的集裝箱操作都是由起重機來完成的，因此一旦獲得起重機所操作的集裝箱的位置信息，便可獲得堆放區(qū)域中所有集裝箱位置的改變信息，從而確定每個集裝箱的位置。