RFID港口资产管理系统

　　1. 系统背景

　　随着我国港口物流行业的快速发展，港口的物资种类及数量在不断增加、移动频率剧增，港口管理作业也已十分复杂和多样化，管理人员无法实时知道物资的状态(是否被挪动，是否被盗等)，给港口作业和设备物资的管理带来很多疏漏和显性、隐性财产损失。

　　2. 系统简介

　　RFID港口资产管理系统，使用先进的RFID射频识别技术和 PWAN技术，对资产设备安装RFID防脱落电子标签进行标识，在港口管辖区域内安装RFID接收器，对贴有标签的设备进行识别，使得管理员实时知道设备的状态和去向，起到定位与防盗作用。并在电脑端部署资产软件系统和RFID软体中间逻辑件( OGIC WARE)，通过RFID物联网软硬件集成，实现精益化的资产管理目标。

　　RFID射频技术常用频段有低频、高频、微波频段，本系统采用微波频段技术与超高频技术相结合，并借助无能驾驶飞机、信号接收基站、4G网络、wifi、盘点PDA、RFID门框读写模块等物联网基础设备，构建立体化的港口资产精益追踪管理平台。

　　3. 关键技术选型

　　港口设备资产多为大型机械类产品，管控的作业区域范围非常宽广，而且某些设备(例如叉车、吊车、运输车)等会在大范围区域内移动作业。港口户外环境恶劣，RFID标签需要能够经受季节变化的温差影响和风吹雨打。设备体型大小悬殊、分布和移动不规律导致标签容易被隔挡和严重信号衰弱。在这种情况下，传统的RFID手持PDA或其他任何类型的RFID读写器对港口户外机械设备进行采集盘点时，会带来极大困难。

　　综合以上因素，睿丰德认为，采用传统的有源2.4G标签无法从根本上解决资产的识读采集与追踪管理，应该选用定制化的RFID标签盒。

　　RFID标签盒和2.4G有源标签对比表

　　补充说明：虽然本方案初定RFID标签盒方案，但是后期若经过现场考察，发现港口环境并未如当前现象的那样恶劣，可酌情考虑切换回有源2.4G方案。该方案的标签总预算比RFID标签盒方案节省将近88%的费用。如果以2000个标签计算，有源RFID标签成本大约2000个*25元=5万元;标签盒子成本2000个*200元=40万。

　　4. 硬件架构

　　如下图所示，蓝色为户外作业区，粉红色为办公区，左下白色区域为本系统的后台搭建示意图。

　　5. 硬件架构说明

　　5.1物资标识方法

　　港口户外物资：采用带电池的有源标签盒子，通过螺丝或者3M胶固定到物资上，要求标签不能被金属物体隔挡。本标签支持GPS定位和脱落报警功能。

　　室内非金属低值物资：适用对象通常是办公桌椅、文件夹、计算器等价值较为低廉而且表面材质为非金属的物资。采用低成本的纸质超高频标签贴纸，本标签选用热熔胶，贴附到设备上经久耐用，不易脱落。

　　金属材质物资：适用对象通常是电脑主机、机房交换机、服务器、金属制品工艺品等。

　　频率：902～928MHz(兼容国标)

　　芯片厂商：Impinj M4QT

　　金属表面读取距离：固定式(EIRP=4W)：大于1米;翻盖式手持机：大于0.4米;普通手持机：大于0.3米。

　　尺寸：22x 8 x 3 mm

　　5.2物资信息采集方法

　　港口户外作业区：

　　在该区域部署6台标签信号接收基站，用于对2000台作业设备的资产标签进行识别和定位追踪。采集的信息包括：设备的ID号、设备实时位置坐标、设备脱落报警信息。

信号基站核心模块

　　另外配备一台无线驾驶飞机，飞机上安装信号接收器，定期对该作业区进行巡检和物资复核，进一步确保作业设备的安全性和流向追踪。同时，利用无线驾驶飞机也可实现户外物资的快速盘点。

无人驾驶飞机

　　基站和飞机所采集的信息通过4G公网网络传输到办公大楼的信号转换工控机，数据经过初步处理后，导入本系统后台服务器，经过逻辑中间件 OGIC WARE进行数据清洗和逻辑处理，再同步到资产软件系统。

信号转换工控机

　　室内办公区：RFID门口追踪成套设备

　　在不同楼层的门口安装RFID读写器和天线，并配套网络摄像头。带有RFID标签的任何资产出入门口可自动识别出入的方向，出入信息均被自动记录在案，并拍照留底。所有资产流向和相片均通过本系统的服务器后台程序处理后，同步到资产软件，实现资产流向报表汇总和监督追踪管理。

　　上图依次为：RFID门口防盗天线、固定式读写器、门禁摄像头

　　超高频RFID门禁产品特点：

　　 完全自主知识产权设计，与本系统软件兼容性良好;

　　 基于Impinj R2000读写引擎设计;

　　 充分支持符合EPC C ASS1 G2、ISO18000-6B/6C标准的电子标签;

　　 支持ISO-18000-6B/6C协议;

　　 工作频率860~868MHz/902～928MHz(可以按不同国家或地区要求调整);

　　 同时支持以下区域频率要求：SRRC-MII(P.R.China)840-825/920-925MHz;

　　 以广谱跳频(FHSS)或定频发射方式工作，输出功率达至30dBm(可调);

　　 4个外接天线接口，支持天线自动微调和天线检测;

　　 支持应答工作模式和自动实时询查工作模式;

　　 低功耗设计，单+12V电源供电;

　　 支持RS232、RJ45(TCPIP)等多种通讯接口，可以选配RS485、USB、WIFI等通信接口。

　　 多标签识别智能算法，至少优于进口设备10%的性能。

　　 高可靠设计，满足严苛工作环境要求，连续工作3年以上不死机

　　 功率在0-33dBm范围可调

　　 6B标签读写性能：

　　 一次性读取216字节(1728bit)<300ms;

　　 一次性写216字节(1728bit)<= 3.6S;

　　 DRM支持，先进的防冲撞和抗干扰性能;

　　 具有FastTID功能;

　　 标签识读率>500张标签每秒;

　　 模块安全防护：具备温度自动检测功能，可以进行自动温度保护，功耗保护;

　　 尺寸：200mmx190mmx30mm。

　　本区域资产盘点工具为RFID手持PDA。该PDA配置windows CE操作系统、wifi、二维码扫描模块、超高频模块等，能运行资产盘点程序，实现无纸化移动作业盘点;也能通过wifi网络与系统服务器实现数据同步，实现实时资产扫描查询。可查询到资产的状态、使用部门使用人等信息，实现丰富灵活的资产移动作业和无纸化管理。

RFID+扫码 手持终端PDA

　　6. 软件系统研发

　　6.1后台系统健壮性和可扩展性

　　港口RFID资产管理系统涉及众多不同通讯标准的物联网设备的联网通讯，所采集数据类型多样，要求本系统的服务后台程序具备健壮性、容错性和可拓展性。

　　睿丰德RFID资产管理系统后台能够对外围硬件设备的数据输入进行正确性判断，在一定程度上能做到从错误的输入推断出正确合理的输入。并且兼容4G广域网络、 PWAN低功耗广域物联网、wifi局域网络、CAN总线、485总线、网口TCP/IP等主流物联网数据接入。

　　另外，对于当前用户所需求的资产管理软件具备良好的扩展接口，通过 OGIC WARE模块灵活实现对主流ERP系统、固定资产管理系统、设备巡检系统、运输管理系统、物流分拣系统、仓储管理系统、码头集装箱调度系统等多类系统软件的兼容。

　　6.2客制化报表数据呈现

　　本系统除了最基本的资产信息建档新增、状态变更、盘点、流转跟踪、报废等全生命周期管理外，也具备客制化的资产报表统计和呈现方式。例如根据用户的管理目标和需求，提供港口设备巡检维护登记表、故障维修成本统计表、设备去向登记表等。

　　6.3 客制化RFID手持PDA程序

　　成熟的移动端PDA程序开发能力，可以应对客户各种现场作业需求。

　　7. 系统预算(首选方案)

　　略。

　　8、港口区备选方案

　　本备选方案是针对降低港口区2000个标签成本的需求而制定的，方案选用普通有源标签+多基站覆盖的方式。它的物资定位原理是在港口区所需要进行物资定位的区域布置基站，当物资经过该基站的信号接收范围，则被系统识别为物资处于该区域。示意图如下：

　　关键技术探讨：

　　(1) 当物资处于某一个基站信号范围，系统可判断为物资处于该区域;

　　(2) 当物资处于两个或者三个基站的信号交叉范围，系统可判断为物资处于对应的交叉位置;

　　(3) 系统支持禁止区域设置，当物资处于某个预先设定的区域，可触发报警，说明该物资流向异常。这类区域设置可用于物资的防盗防流失。

　　(4) 定位的精准度取决于基站信号覆盖半径范围，例如将基站信号调节为800米，那么一个基站所能覆盖的圆形区域圆形区域直径就达1600米。

　　方案优点：标签成本低，普通质量30元左右，高品质标签38元左右。

　　方案缺点：相对于标签盒，本方案无法做到精准定位，只能是对港口区划分区域进行定位，判断物资处于哪一个区域。另外，如果项目需要对港口区全面覆盖信号定位的话，所需要部署安装的基站比较多。所以，如果是出于节约成本考虑，选用本备选方案时，建议只对港口区做关键区域的信号覆盖即可。