RFID在集装箱领域的应用分析

1 引 言

射频识别技术(RFID)以识别速度快、精度高、无需接触、环境适应性强等特点而受到集装箱运输业的青睐，得到了快速发展。他逐渐被运用到了交通运输，航空包裹的管理，后勤管理，生产线自动控制，门禁管理，物料处理，医疗等领域。RFID技术在对托盘、集装箱、运输车辆等方面的管理，对商品的标识以及供应链整体的管理的应用都促进了物流业的发展。电子标签具有读取距离远(一般在20 m以内)、适于恶劣环境、穿透性强、可识别运动目标等特点。

RFID技术在集装箱领域的应用使准确控制、追踪集装箱的who，where，when信息成为了可能。集装箱用电子标签多用超高频(UHF)段。这个频段的穿透能力强，并且在动态读取时显示出了优越性[1]。相对于工业自动化等领域的应用，电子标签在集装箱物流运输中的应用具有很强的特殊性。RFID标签随集装箱在海上、码头、堆场等场所流动，其工作环境具有温差
大，紫外线照射强度大，海水对标签有腐蚀性等特点，集装箱用RFID标签的封装必须考虑这些因素。同时集装箱金属表面对电磁波的反射作用，对数据传输的影响极大。在金属面的影响下，原来匹配的天线变得不匹配了，需要重新设计天线，重新进行阻抗匹配。

2 RFID工作原理介绍

RFID是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。他的核心部件是一个电子标签，通过相距几厘米到几米甚至十几米的距离内读写器发射的无线电波，读取电子标签内的储存信息。无源RFID标签是将读写器发送的射频能量转化为直流电源为芯片电路供电的。图1为标签与读写器通信的工作原理示意图。

3 电子标签应用于集装箱领域出现的问题

3．1 集装箱运输环境对电子标签应用性能指标的影响

相对于工业自动化等领域的应用，电子标签在集装箱物流运输中的应用具有很强的特殊性。

(1)工作环境比较恶劣

电子标签随集装箱在海上、码头、堆场等场所流动，与普通的电子标签工作环境不同。标签在设计和封装时必须考虑以下几个因素：

温度的特殊性 集装箱工作环境温度高、温差大，而且作业是全天候的。

高湿度的工作环境 集装箱运输过程中的大部分时间在海上(或者内河中)完成，因此电子标签必须要能够在湿度为35％～80％的环境下工作。

强烈的紫外线照射 长时间、高强度的紫外线照射加速了标签外壳塑料的老化。

酸碱腐蚀及振动冲击 集装箱大部分时间都工作在码头、海上，这种环境要求标签抗酸碱腐蚀，同时封装结构和材料要抗振动撞击。

(2)标签动态读取

由于集装箱流通速度较快，集装箱信息必须能够远距离访问，因此，要求电子标签识别速度高(移动速度>100 km/h)，距离远(>6 m)，准确率高(>99％)等。