RFID港口資產管理系統
1. 系統背景
隨著我國港口物流行業的快速發展，港口的物資種類及數量在不斷增加、移動頻率劇增，港口管理作業也已十分複雜和多樣化，管理人員無法實時知道物資的狀態（是否被挪動，是否被盜等），給港口作業和設備物資的管理帶來很多疏漏和顯性、隱性財產損失。
2. 系統簡介
RFID港口資產管理系統，使用先進的RFID射頻識別技術和LPWAN技術，對資產設備安裝RFID防脫落電子標籤進行標識，在港口管轄區域內安裝RFID接收器，對貼有標籤的設備進行識別，使得管理員實時知道設備的狀態和去向，起到定位與防盜作用。並在電腦端部署資產軟體系統和RFID軟體中間邏輯件（LOGIC WARE），通過RFID物聯網軟硬體集成，實現精益化的資產管理目標。
RFID射頻技術常用頻段有低頻、高頻、微波頻段，本系統採用微波頻段技術與超高頻技術相結合，並藉助無能駕駛飛機、信號接收基站、4G網路、wifi、盤點PDA、RFID門框讀寫模塊等物聯網基礎設備，構建立體化的港口資產精益追蹤管理平台。
3. 關鍵技術選型
港口設備資產多為大型機械類產品，管控的作業區域範圍非常寬廣，而且某些設備（例如叉車、吊車、運輸車）等會在大範圍區域內移動作業。港口戶外環境惡劣，RFID標籤需要能夠經受季節變化的溫差影響和風吹雨打。設備體型大小懸殊、分布和移動不規律導致標籤容易被隔擋和嚴重信號衰弱。在這種情況下，傳統的RFID手持PDA或其他任何類型的RFID讀寫器對港口戶外機械設備進行採集盤點時，會帶來極大困難。
綜合以上因素，睿豐德認為，採用傳統的有源2.4G標籤無法從根本上解決資產的識讀採集與追蹤管理，應該選用定製化的RFID標籤盒。
RFID標籤盒和2.4G有源標籤對比表
補充說明：雖然本方案初定RFID標籤盒方案，但是後期若經過現場考察，發現港口環境並未如當前現象的那樣惡劣，可酌情考慮切換回有源2.4G方案。該方案的標籤總預算比RFID標籤盒方案節省將近88%的費用。如果以2000個標籤計算，有源RFID標籤成本大約2000個*25元=5萬元；標籤盒子成本2000個*200元=40萬。
4. 硬體架構
如下圖所示，藍色為戶外作業區，粉紅色為辦公區，左下白色區域為本系統的後台搭建示意圖。
5. 硬體架構說明
5.1物資標識方法
港口戶外物資：採用帶電池的有源標籤盒子，通過螺絲或者3M膠固定到物資上，要求標籤不能被金屬物體隔擋。本標籤支持GPS定位和脫落報警功能。
室內非金屬低值物資：適用對象通常是辦公桌椅、文件夾、計算器等價值較為低廉而且表面材質為非金屬的物資。採用低成本的紙質超高頻標籤貼紙，本標籤選用熱熔膠，貼附到設備上經久耐用，不易脫落。
金屬材質物資：適用對象通常是電腦主機、機房交換機、伺服器、金屬製品工藝品等。
頻率：902～928MHz（兼容國標）
晶元廠商：Impinj M4QT
金屬表面讀取距離：固定式（EIRP=4W)：大於1米；翻蓋式手持機：大於0.4米；普通手持機：大於0.3米。
尺寸：22x 8 x 3 mm
5.2物資信息採集方法
港口戶外作業區：
在該區域部署6台標籤信號接收基站，用於對2000台作業設備的資產標籤進行識別和定位追蹤。採集的信息包括：設備的ID號、設備實時位置坐標、設備脫落報警信息。
信號基站核心模塊
另外配備一台無線駕駛飛機，飛機上安裝信號接收器，定期對該作業區進行巡檢和物資複核，進一步確保作業設備的安全性和流向追蹤。同時，利用無線駕駛飛機也可實現戶外物資的快速盤點。
無人駕駛飛機
基站和飛機所採集的信息通過4G公網網路傳輸到辦公大樓的信號轉換工控機，數據經過初步處理後，導入本系統後台伺服器，經過邏輯中間件LOGIC WARE進行數據清洗和邏輯處理，再同步到資產軟體系統。
信號轉換工控機
室內辦公區：RFID門口追蹤成套設備
在不同樓層的門口安裝RFID讀寫器和天線，並配套網路攝像頭。帶有RFID標籤的任何資產出入門口可自動識別出入的方向，出入信息均被自動記錄在案，並拍照留底。所有資產流向和相片均通過本系統的伺服器後台程序處理後，同步到資產軟體，實現資產流向報表匯總和監督追蹤管理。
上圖依次為：RFID門口防盜天線、固定式讀寫器、門禁攝像頭
超高頻RFID門禁產品特點：
l 完全自主知識產權設計，與本系統軟體兼容性良好；
l 基於Impinj R2000讀寫引擎設計；
l 充分支持符合EPC CLASS1 G2、ISO18000-6B/6C標準的電子標籤；
l 支持ISO-18000-6B/6C協議；
l 工作頻率860~868MHz/902～928MHz(可以按不同國家或地區要求調整)；
l 同時支持以下區域頻率要求：SRRC-MII(P.R.China)840-825/920-925MHz；
l 以廣譜跳頻(FHSS)或定頻發射方式工作，輸出功率達至30dBm（可調）；
l 4個外接天線介面，支持天線自動微調和天線檢測；
l 支持應答工作模式和自動實時詢查工作模式；
l 低功耗設計，單＋12V電源供電；
l 支持RS232、RJ45（TCPIP）等多種通訊介面，可以選配RS485、USB、WIFI等通信介面。
l 多標籤識別智能演算法，至少優於進口設備10%的性能。
l 高可靠設計，滿足嚴苛工作環境要求，連續工作3年以上不死機
l 功率在0-33dBm範圍可調
l 6B標籤讀寫性能：
l 一次性讀取216位元組（1728bit）<300ms；
l 一次性寫216位元組（1728bit）<= 3.6S；
l DRM支持，先進的防衝撞和抗干擾性能；
l 具有FastTID功能；
l 標籤識讀率>500張標籤每秒；
l 模塊安全防護：具備溫度自動檢測功能，可以進行自動溫度保護，功耗保護；
l 尺寸：200mmx190mmx30mm。
本區域資產盤點工具為RFID手持PDA。該PDA配置windows CE操作系統、wifi、二維碼掃描模塊、超高頻模塊等，能運行資產盤點程序，實現無紙化移動作業盤點；也能通過wifi網路與系統伺服器實現數據同步，實現實時資產掃描查詢。可查詢到資產的狀態、使用部門使用人等信息，實現豐富靈活的資產移動作業和無紙化管理。
RFID+掃碼 手持終端PDA
6. 軟體系統研發
6.1後台系統健壯性和可擴展性
港口RFID資產管理系統涉及眾多不同通訊標準的物聯網設備的聯網通訊，所採集數據類型多樣，要求本系統的服務後台程序具備健壯性、容錯性和可拓展性。
睿豐德RFID資產管理系統後台能夠對外圍硬體設備的數據輸入進行正確性判斷，在一定程度上能做到從錯誤的輸入推斷出正確合理的輸入。並且兼容4G廣域網路、LPWAN低功耗廣域物聯網、wifi區域網絡、CAN匯流排、485匯流排、網口TCP/IP等主流物聯網數據接入。
另外，對於當前用戶所需求的資產管理軟體具備良好的擴展介面，通過LOGIC WARE模塊靈活實現對主流ERP系統、固定資產管理系統、設備巡檢系統、運輸管理系統、物流分揀系統、倉儲管理系統、碼頭集裝箱調度系統等多類系統軟體的兼容。
6.2客制化報表數據呈現
本系統除了最基本的資產信息建檔新增、狀態變更、盤點、流轉跟蹤、報廢等全生命周期管理外，也具備客制化的資產報表統計和呈現方式。例如根據用戶的管理目標和需求，提供港口設備巡檢維護登記表、故障維修成本統計表、設備去向登記表等。
6.3 客制化RFID手持PDA程序
成熟的移動端PDA程序開發能力，可以應對客戶各種現場作業需求。
7. 系統預算（首選方案）
略。
8、港口區備選方案
本備選方案是針對降低港口區2000個標籤成本的需求而制定的，方案選用普通有源標籤+多基站覆蓋的方式。它的物資定位原理是在港口區所需要進行物資定位的區域布置基站，當物資經過該基站的信號接收範圍，則被系統識別為物資處於該區域。示意圖如下：
關鍵技術探討：
（1） 當物資處於某一個基站信號範圍，系統可判斷為物資處於該區域；
（2） 當物資處於兩個或者三個基站的信號交叉範圍，系統可判斷為物資處於對應的交叉位置；
（3） 系統支持禁止區域設置，當物資處於某個預先設定的區域，可觸發報警，說明該物資流向異常。這類區域設置可用於物資的防盜防流失。
（4） 定位的精準度取決於基站信號覆蓋半徑範圍，例如將基站信號調節為800米，那麼一個基站所能覆蓋的圓形區域圓形區域直徑就達1600米。
方案優點：標籤成本低，普通質量30元左右，高品質標籤38元左右。
方案缺點：相對於標籤盒，本方案無法做到精準定位，只能是對港口區劃分區域進行定位，判斷物資處於哪一個區域。另外，如果項目需要對港口區全面覆蓋信號定位的話，所需要部署安裝的基站比較多。所以，如果是出於節約成本考慮，選用本備選方案時，建議只對港口區做關鍵區域的信號覆蓋即可。
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