RFID电子封条在货物运输安全实时监控中的应用

挑战和需求

所谓电子封条技术，是指能够记录车厢或者其他硬包装是否曾经被偷偷打开，并且能够在被非法开启的时候自动报警的一种验证货物完整性的鉴别技术。电子封条能够实现对于货柜的自动识别，将货物运输中的相关信息记录到箱体的电子标签中，成为货物运输信息的载体，在运输过程中实行货物状态和运输信息的有效监控和实时管理。一旦电子封条遭到破坏，将会反映给计算机监控系统。

一般电子封条采取的是物理封条与RFID组件的混合形式，大多数电子封条也同样用到被动式的和主动式RFID技术。被动式电子封条的主要特点是：使用距离短、成本低、一次性。由于被动式封条不能提供持续的电力来检测封条的状态，所以它们也不能检测和记录损害行为发生的时间，而仅仅只能在通过装有阅读装备的供应链节点时提供它们完整与否的信息。这种技术在使用重型金属门的货车上与车载计算机的通信出现了严重问题，而且司机操作这种电子封条的业务流程往往会耗费几分钟的时间，这会让有些司机觉得过于烦琐，从而使其应用拓展速度受到严重限制。被动式封条是美国在“9.11事件”前首选的防止偷盗的安全解决方案，自“9.11”恐怖事件后，为防止恐怖组织利用船舶携带大规模毁灭性武器或恐怖分子进入美国，美国政府不断强化其港口和航运的保安措施。CSI（集装箱安全协议）就是美国政府基于此项考虑而出台的一项措施。根据协议，美方对来自CSI对应港口的货柜实行优检，强烈刺激了电子封条技术的迅猛发展。主动式封条因其更强的安全性能使得它在“9.11事件”后得到更多的使用需求和推广。主动式封条在结合GPS技术以后，能在集装箱状态发生变化时实时将状态变化发生的时间、地点以及周围的环境信息传输到货主或管理人员的机器上去。更有一些主动式电子封条能够在损害行为发生时提供即时求救信号。从长远来看，主动式电子封条提高了集装箱运输的安全程度和透明度，将使综合运输成本大幅降低。而且随着技术的成熟、成本的降低，主动式电子封条技术的正越来越为更广泛的货物运输安全领域采用。

凭借在有源RFID技术领域的深厚基础，上海秀派电子科技有限公司推出了结合GPRS技术的新一代能重复使用的电子封条锁，取名SP-sLock-100。sLock-100的功能与性能均大大超越了传统防伪手段，可施封在被保护商品和各类装置上。电子封条锁通过电脑管理系统可对注册、发行、查验、启封、复用、注销等环节实施严密的监管，从根本上解决了传统防伪器材如铅封、塑胶封、金属封、锁扣封、粘贴封等易被仿制、非法替换、真伪监别困难、难管理等问题。

应用方案

结合其他多种技术手段，电子封条锁SP-sLock-100能够实现在多个领域的验证运输货物完整性的先进应用。

电子封条锁安装在车厢开关处，使用方法跟传统锁具差别不大，只是在发运前需要一个远距离阅读器的施封动作。驾驶室安装一个整合RFID和GPRS通讯模块的通讯箱（必要时可以加上GPS定位模块），用于跟电子封条锁保持通讯并实时发送封条锁状态信息至后台监控中心。电子封条锁和通讯盒都采用反暴力拆解报警技术：一旦这两款设备遭遇外来暴力拆解将主动发出报警信息至监控中心。具体运用流程如下：在始发地，发货方在装完运输货物后，用sLock-100锁上货柜门(按下插销)，并用固定式或手持式阅读器发送一串经过加密的指令对其施封。施封成功后，封条锁会主动回馈一个信号，表示封条锁已经被成功封上。在货物的运输过程中，电子封条锁不停发送状态信号到通讯盒，通讯盒通过内置的GPRS模块将信息发送到后台监控中心。如果中途发生状态改变，则货主或者运输商可以第一时间收到报警信息并迅速采取相应措施，此时后台监控中心将完整了解该批货物的批次、数量、当班驾驶员和押运员，开锁时间等等，如果通讯盒加载了GPS模块，还能知晓开锁的地点，这对其采取相应的安全措施具有非常重要的意义。货物到达目的地以后，收货方根据接收到的开锁指令开锁（开锁指令由监控中心统一发送或者根据一个公用密钥体系在各个终端生成使用）。

方案特点

l         内嵌GPRS无线通讯模块，可以实时了解货物运输状况，第一时间获悉异常状况

l         高可靠性，工作温度-40℃~85℃，防水，防冲击。

l         高抗干扰：对现场各种干扰源无特殊要求，安装方便简单。

l         全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。

l         超低功耗：对人体更安全、更健康。

l         sLock 安装、维修方便，不必外接电源，产品安装设计已经考虑国内绝大多数的货柜、集装箱特点。锁体结构紧凑，外壳坚硬，不易遭到破坏。

l         sLock 是利用2.45G微波频段通讯，通讯速度极快，箱体移动速度在200公里/小时以下，均不受影响。

产品介绍

1、电子封条锁 SP-sLock-100

主要技术性能如下：

识别距离          最远40米（与SP-RFS-300，空气中）

工作频段          2.4－2.48G

接收灵敏度        -80 dbm ～ -90 dbm

期望电池寿命      5年，电池电量过低时自动报警

ID号码            64 bit

工作温度          -40℃ ～ +80℃

保存温度          -60℃ ～ +85℃

抗电磁干扰        10V/m 0.1～1000MHz AM调幅电磁波

震动                10 ～ 2000Hz  15g 三个轴

自由跌落            1500mm 混凝土地面，每个面各两次

外形尺寸          67mm×79mm×23mm

外壳防护等级     IP54

2、阅读器（接收器）SP-RFS-300系列

主要技术性能如下：

识别速度         1000 个标签/秒

防碰撞处理       200个标签同时读取

工作频段          2.4－2.48G

输出功率          ≤3 dBm（可软件调整）

微波通讯检错      CRC16循环冗余校验

标准/认证         CE；FCC；ISO9001

电源              6～12V DC（MAX 30mA）

通讯接口          RS232/485/威根 波特率：4800～115200

工作温度          -40℃ ～ +80℃

保存温度          -60℃ ～ +80℃

抗电磁干扰        10V/m 0.1～1000MHz AM调幅电磁波

可靠性            MTBF ≥ 70000小时

3、手持阅读器SP-RCF-100系列

其主要技术性能如下：

识别速度         1000 个标签/秒

防碰撞处理       200个标签同时读取

识别距离          最远30米（与SP－TGS系列标签，空气中）

工作频段          2.4~2.48G

输出功率          ≤3 dBm（可软件调整）

微波通讯检错      CRC16循环冗余校验

天线极化          圆极化

标准/认证         CE；FCC；ISO9001

电源              PDA供电

通讯接口          CF 波特率：19200

工作温度          -40℃ ～ +80℃

保存温度          -60℃ ～ +80℃

抗电磁干扰        10V/m 0.1～1000MHz AM调幅电磁波

可靠性            MTBF ≥ 70000小时