專(zhuān)利名稱(chēng)：集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位監(jiān)控管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集裝箱目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星集裝箱移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)的硬件、軟件、包括電子射頻卡標(biāo)簽讀寫(xiě)器及集裝箱移動(dòng)監(jiān)控管理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：
為了適應(yīng)國(guó)際貨物運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展，為全球用戶提供高效、優(yōu)質(zhì)的信息增值服務(wù)，RFID集裝箱管理系統(tǒng)開(kāi)創(chuàng)了運(yùn)用遠(yuǎn)距離RFID技術(shù)進(jìn)行集裝箱追蹤和管理的先河，實(shí)現(xiàn)了箱、車(chē)的自動(dòng)識(shí)別，既大大縮短了以前手工作業(yè)模式所需要的時(shí)間，加快了下線產(chǎn)品的出廠、運(yùn)輸、堆場(chǎng)存儲(chǔ)速度；又減少了信息錯(cuò)誤錄入，提高信息采集的準(zhǔn)確率。這些都將在成本控制方面取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。另外其社會(huì)效益也不可低估，它改善了工作人員的辦公環(huán)境，降低工作人員在惡劣環(huán)境下的手工作業(yè)量，真正起到了科技提高生產(chǎn)力的目.的在集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)全球數(shù)據(jù)共享。系統(tǒng)包括了國(guó)際集裝箱運(yùn)輸?shù)囊粋€(gè)完整的運(yùn)輸途徑，全面優(yōu)化集裝箱運(yùn)輸管理，為客戶提供更為便捷、優(yōu)質(zhì)的集裝箱全球運(yùn)輸服務(wù)。
集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別目的。和傳統(tǒng)的磁卡、IC卡相比，射頻卡最大的優(yōu)點(diǎn)就在于非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它具有高速移動(dòng)物體識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別和非接觸識(shí)別等特點(diǎn)，其技術(shù)涉及信息、制造、材料等諸多高技術(shù)領(lǐng)域，涵蓋無(wú)線通信、芯片設(shè)計(jì)與制造、天線設(shè)計(jì)與制造、標(biāo)簽封裝、系統(tǒng)集成、信息安全等技術(shù)。因此完成識(shí)別工作時(shí)無(wú)須人工干預(yù)，適合于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化且不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便。
集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)利用GPS定位技術(shù)實(shí)際上是一種應(yīng)用和改善GPS技術(shù)的方案，又稱(chēng)為輔助GPS(Assistant GPS)定位技術(shù)，結(jié)合了GPS衛(wèi)星信號(hào)和GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行混合定位。在終端能夠接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)時(shí)采用GPS定位方式，當(dāng)集裝箱在室內(nèi)貨場(chǎng)或者接受衛(wèi)星信號(hào)不好的環(huán)境時(shí)，采用GPRS、CDMA基站接收的輔助GPS衛(wèi)星信號(hào)實(shí)現(xiàn)輔助定位，滿足集裝箱在室內(nèi)室外的全覆蓋定位。同時(shí)，還能夠有效的利用GPRS、CDMA的通信技術(shù)完成遠(yuǎn)程信息交換。
在集裝箱出入港口、貨物統(tǒng)計(jì)、位置調(diào)整、貨物補(bǔ)充、安全監(jiān)控以及定時(shí)跟蹤、調(diào)度是港口現(xiàn)代管理的一大課題。利用非接觸式射頻自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)集裝箱進(jìn)行時(shí)時(shí)有效的識(shí)別管理；利用GPS技術(shù)對(duì)集裝箱狀況進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確、高效的位置標(biāo)定跟蹤、調(diào)度監(jiān)控。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了一種集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。發(fā)明涉及集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)電子射頻卡標(biāo)簽讀寫(xiě)器及集裝箱移動(dòng)終端、GPS定位、集裝箱中央監(jiān)控中心子系統(tǒng)、出廠控子系統(tǒng)、出入閘口監(jiān)控子系統(tǒng)及方法。
一、系統(tǒng)工作流程實(shí)現(xiàn)方法 (1)將惟一的箱號(hào)、使用公司代碼、箱種、箱型、箱東代碼、制造企業(yè)代碼、生產(chǎn)線代碼、班組代碼、毛重、凈重和生產(chǎn)時(shí)間等集裝箱出入箱相關(guān)信息存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽中，信息可通過(guò)無(wú)線射頻的方式自動(dòng)、快速地被讀取和傳輸，避免手工錄入可能引起的錯(cuò)誤。
(2)對(duì)集裝箱從船倉(cāng)由托運(yùn)車(chē)輛運(yùn)輸?shù)蕉褕?chǎng)的整個(gè)流程進(jìn)行跟蹤，檢測(cè)并記錄新箱下線信息、托運(yùn)車(chē)輛信息、發(fā)生時(shí)間、操作人員等數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析各企業(yè)的集裝箱生產(chǎn)量及合格率等。
(3)在堆高車(chē)上安裝讀寫(xiě)器自動(dòng)識(shí)別箱號(hào)，堆場(chǎng)自動(dòng)管理系統(tǒng)通過(guò)通訊衛(wèi)星、GPRS、CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與堆高車(chē)輛信息交換，實(shí)現(xiàn)堆高車(chē)圖象化操作，迅速準(zhǔn)確的查詢集裝箱的堆放位置和狀態(tài)。
(4)對(duì)承擔(dān)托運(yùn)的車(chē)輛進(jìn)行注冊(cè)管理，在每輛車(chē)上安裝電子標(biāo)簽，在托運(yùn)過(guò)程中自動(dòng)采集車(chē)輛信息，取消復(fù)雜的單據(jù)手續(xù)，縮短出入砸時(shí)間，減少人員工作量。
二、系統(tǒng)構(gòu)建實(shí)現(xiàn)方法 (1)中央監(jiān)控中心子系統(tǒng)監(jiān)控其他子系統(tǒng)運(yùn)作，與其他子系統(tǒng)進(jìn)行信息交互；進(jìn)行集裝箱信息管理和托運(yùn)車(chē)輛信息管理，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，進(jìn)行運(yùn)費(fèi)結(jié)算；向客戶提供集裝箱信息查詢服務(wù)。
(2)出入堆廠監(jiān)控子系統(tǒng)檢測(cè)、記錄出入堆廠集裝箱的信息、托運(yùn)車(chē)輛的信息、發(fā)生時(shí)間、操作人員等，統(tǒng)計(jì)分析各種集裝箱的出入堆廠情況。
(3)堆場(chǎng)集裝箱管理系統(tǒng)檢測(cè)、記錄經(jīng)過(guò)閘口的集裝箱信息、事件發(fā)生時(shí)間、操作人員等信息，堆場(chǎng)集裝箱堆放位置信息管理，迅速準(zhǔn)確查找集裝箱狀態(tài)；具有形象的2D集裝箱堆場(chǎng)地圖和放箱、找箱功能。
(4)集裝箱移動(dòng)終端是利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別目的。和傳統(tǒng)的磁卡、IC卡相比，射頻卡最大的優(yōu)點(diǎn)就在于非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，因此完成識(shí)別工作時(shí)無(wú)須人工干預(yù)，適合于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化且不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便。
(5)GPS移動(dòng)定位，結(jié)合了GPS衛(wèi)星信號(hào)和GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行混合定位。在終端能夠接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)時(shí)采用GPS定位方式，當(dāng)終端在室內(nèi)或者接受衛(wèi)星信號(hào)不好的環(huán)境時(shí)采用GPRS、CDMA基站接收的輔助GPS衛(wèi)星信號(hào)實(shí)現(xiàn)輔助定位，滿足室內(nèi)室外的全覆蓋定位。同時(shí)，還能夠有效的利用GPRS、CDMA的通信技術(shù)完成遠(yuǎn)程信息交換。
(6)集裝箱監(jiān)控管理平臺(tái)其中包括電子地圖、車(chē)輛、貨物監(jiān)控等、主要功能有“電子地圖的各種操作”、“最新位置”、“定時(shí)跟蹤”、“實(shí)時(shí)跟蹤”、“歷史軌跡”、“越區(qū)域(線路)報(bào)警”以及根據(jù)需要形成的各種報(bào)表。
三、集裝箱數(shù)據(jù)中央監(jiān)控中心子系統(tǒng)其中包括地理模塊、業(yè)務(wù)組織模塊、集成運(yùn)輸班期表模塊、供應(yīng)商模塊、供應(yīng)商費(fèi)率本模塊、標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)提供模塊、標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)提供模塊、各模塊功能如下 (1)地理模塊 地理模塊覆蓋了全球各大洲(大陸)/國(guó)家/省、地區(qū)、洲/市/縣、城鎮(zhèn)等，也包括了中遠(yuǎn)集運(yùn)提供服務(wù)的范圍和方式，所使用的碼頭、堆場(chǎng)，所設(shè)置的辦事處以及各辦事處的基本功能。這一模塊是集裝箱中央監(jiān)控中心子系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要同服務(wù)路徑、箱管區(qū)域、以及客戶檔案、等連接和關(guān)聯(lián)。
(2)業(yè)務(wù)組織模塊 業(yè)務(wù)組織模塊按訂艙、單證、設(shè)備(集裝箱)管理、集裝箱箱號(hào)采集、集裝箱標(biāo)簽、貨物出入箱信息、物品查詢信息、在系統(tǒng)中建立業(yè)務(wù)組織，整個(gè)框架結(jié)構(gòu)和功能運(yùn)作顯得清晰、高效。
(3)集成運(yùn)輸班期表模塊 該模塊由船舶班期表及內(nèi)陸運(yùn)輸班期表組成，是系統(tǒng)的核心模塊之一。它的主要作用是 A、將所有服務(wù)航線及聯(lián)運(yùn)服務(wù)的船期表、班期表存貯至中央數(shù)據(jù)庫(kù)； B、對(duì)船舶規(guī)范、艙位和積載等數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)； C、提供更詳細(xì)的船期、貨場(chǎng)信息來(lái)支持系統(tǒng)的其它模塊運(yùn)行； D、對(duì)網(wǎng)站提供有關(guān)集裝箱跟蹤班期信息方面的支持； E、對(duì)用戶而言，該模塊提供了集裝箱跟蹤船期的在線確認(rèn)、具有快速的檢索功能，更方便的輸入方式以及友好的顯示界面。
(4)供應(yīng)商模塊 供應(yīng)商模塊用于建立和維護(hù)供應(yīng)商檔案，以供查詢和其它模塊使用。系統(tǒng)將外部供應(yīng)商分為兩類(lèi)一類(lèi)是提供集裝箱水平位移服務(wù)的供應(yīng)商、如拖車(chē)公司、駁船公司和支線船公司等；另一類(lèi)是提供集裝箱非水平位移服務(wù)的供應(yīng)商、如碼頭、堆場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)和集裝箱站等。這種劃分更便于公司進(jìn)行成本支出的分析和控制。
(5)供應(yīng)商費(fèi)率本模塊 供應(yīng)商費(fèi)率本模塊在系統(tǒng)上登陸和維護(hù)供應(yīng)商費(fèi)率，以供查詢和其它模塊使用。
(6)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)提供模塊 標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)提供模塊是系統(tǒng)中的核心模塊，其形式為國(guó)際集裝箱運(yùn)輸從“端對(duì)端”運(yùn)輸服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化路徑，在系統(tǒng)內(nèi)部則是一個(gè)全球在線標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)路徑和成本的數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)該數(shù)據(jù)庫(kù)又能在其它相關(guān)模塊的支持下，提供各個(gè)服務(wù)路徑的成本和貢獻(xiàn)值的查詢。它的主要功能有 A、作為集裝箱運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)路徑的數(shù)據(jù)庫(kù)，提供系統(tǒng)用戶全球在線即時(shí)查詢客戶所需服務(wù)的各種路徑方案，供客戶選擇； B、提供系統(tǒng)用戶在線查閱各服務(wù)路徑條件下的成本和收益，便于選擇最佳方案。
(7)艙位分配模塊 艙位分配的基本功能有下列幾項(xiàng)地區(qū)的艙位分配、口岸的艙位分配、銷(xiāo)售預(yù)測(cè)、航次業(yè)績(jī)概況等。銷(xiāo)售人員按此模塊中“銷(xiāo)售期望”功能要求，將至少6周的銷(xiāo)售預(yù)測(cè)輸入系統(tǒng)。艙位管理人員根據(jù)現(xiàn)有艙位、銷(xiāo)售預(yù)測(cè)和實(shí)際訂艙(由系統(tǒng)的訂艙模塊提供)，在系統(tǒng)上調(diào)整艙位分配。通過(guò)該模塊，可查詢各區(qū)域/地區(qū)/辦事處的銷(xiāo)售預(yù)測(cè)和當(dāng)前訂艙以及用箱情況。
四、集裝箱終端跟蹤定位終端子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其特征包括如下步驟 將記錄有集裝箱位置、物品類(lèi)別、數(shù)量等數(shù)據(jù)的射頻卡安裝在集裝箱上，借助射頻識(shí)別技術(shù)，就可以確定集裝箱在貨場(chǎng)內(nèi)的確切位置，在移動(dòng)時(shí)可以將更新的數(shù)據(jù)寫(xiě)入射頻卡(現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線改寫(xiě)類(lèi))。系統(tǒng)還可以識(shí)別未被允許的集裝箱移動(dòng)，有利于管理和安全。特別的，對(duì)集裝箱內(nèi)部的物品表貼較為簡(jiǎn)單的射頻卡(集成電路固化類(lèi))，以便于箱中物料的記載統(tǒng)計(jì)?？紤]到箱內(nèi)物品形體各異，且擺放的便捷性，一件物品具有一個(gè)標(biāo)簽會(huì)有問(wèn)題，只有幾個(gè)標(biāo)簽貼在一個(gè)物品上以確保所有時(shí)候都有一個(gè)標(biāo)簽是可以看見(jiàn)的。這一點(diǎn)在采用便攜式采集裝備上是非常必要的。同樣由于集裝箱均采用金屬制造，且箱體在堆積過(guò)程中疊摞重壓較為嚴(yán)重，故RFID標(biāo)簽在集裝箱上的安裝要采取多方位、多表面安裝方式，確保數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的快捷性與完整性。
1、移動(dòng)終端是由各模塊組成的集裝箱號(hào)碼信息自動(dòng)采集模塊、貨物入箱模塊、貨物出箱模塊、報(bào)表模塊、儲(chǔ)位查詢模塊、物品查詢模塊、客戶信息查詢模塊、集裝箱管理模塊、跟蹤定位模塊、報(bào)警模塊、幫助模塊。所有的功能模塊都需要與數(shù)據(jù)庫(kù)相關(guān)聯(lián)。主界面采用C#語(yǔ)言編程，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server2000。在與數(shù)據(jù)庫(kù)連接的過(guò)程中，采用以衛(wèi)星通信為主、CDMA、GPRS補(bǔ)償?shù)耐ㄐ沤M網(wǎng)模式實(shí)現(xiàn)連接。
2、集裝箱箱號(hào)采集功能 集裝箱箱號(hào)信息自動(dòng)采集系統(tǒng)用于自動(dòng)識(shí)別和采集集裝箱箱號(hào)，相關(guān)信息上傳至集裝箱堆場(chǎng)信息管理系統(tǒng)。
①集裝箱標(biāo)簽 標(biāo)簽密封后安裝在集裝箱的頂部和側(cè)邊。集裝箱的標(biāo)簽采用無(wú)源標(biāo)簽，它是靠安裝在吊具上或入口處的微波天線發(fā)射的載波信號(hào)能量供電，在微處理器的控制下，將其內(nèi)存信息進(jìn)行編碼調(diào)制，然后同頻反射給微波天線接收。
集裝箱標(biāo)簽在集裝箱頂部和集裝箱側(cè)面各安裝一塊，頂部標(biāo)簽用于堆場(chǎng)吊車(chē)抓取時(shí)讀取，側(cè)面標(biāo)簽用于車(chē)輛運(yùn)輸時(shí)讀取。
②微波天線 微波天線是集裝箱箱號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的發(fā)射和接收裝置。
③箱號(hào)識(shí)別儀 自動(dòng)識(shí)別集裝箱箱號(hào)，標(biāo)簽信息通過(guò)通信模塊傳輸給其它系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集裝箱信息與其它系統(tǒng)的信息共享，并提供多種對(duì)外信息接口。
④集裝箱箱號(hào)采集點(diǎn)的設(shè)計(jì) 在集裝箱安裝一套箱號(hào)識(shí)別儀，箱號(hào)識(shí)別儀的微波天線放在公路進(jìn)口和出口旁邊，采集集裝箱箱號(hào)，箱號(hào)信息上傳至集裝箱信息管理系統(tǒng)。
3、閱讀器的功能 閱讀器的控制單元的功能包括與應(yīng)用系統(tǒng)軟件進(jìn)行通信，并執(zhí)行應(yīng)用系統(tǒng)軟件發(fā)來(lái)的命令；控制與射頻卡的通信過(guò)程(主-從原則)；信號(hào)的編解碼。對(duì)一些特殊的系統(tǒng)還有執(zhí)行反碰撞算法，對(duì)射頻卡與閱讀器間要傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密和解密，以及進(jìn)行射頻卡和閱讀器間的身份驗(yàn)證等附加功能。
4、跟蹤定位功能 使用GPS跟蹤定位模塊，利用通訊衛(wèi)星、GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)目標(biāo)的定位、跟蹤、報(bào)警。具有盲區(qū)少、適應(yīng)面寬、有更高的靈敏度、更低的功率消耗，并支持長(zhǎng)時(shí)間的工作，成本低的特點(diǎn)。
5、射頻卡的功能 本方案中，考慮到射頻卡使用特點(diǎn)，在方案中使用的射頻卡包括兩種集成電路固化式、現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線改寫(xiě)式二類(lèi)。
射頻卡電子標(biāo)簽或智能標(biāo)簽，它是內(nèi)存帶有天線的芯片，芯片中存儲(chǔ)有能夠識(shí)別目標(biāo)的信息。射頻卡標(biāo)簽具有持久性，信息接收傳播穿透性強(qiáng)，存儲(chǔ)信息容量大、種類(lèi)多等特點(diǎn)。有些射頻卡標(biāo)簽支持讀寫(xiě)功能，集裝箱目標(biāo)物體的信息能隨時(shí)被更新。
射頻卡解讀器分為手持和固定兩種，由發(fā)送器，接收儀、控制模塊和收發(fā)器組成。收發(fā)器和控制計(jì)算機(jī)或可編程邏輯控制器(PLC)連接從而實(shí)現(xiàn)它的溝通功能。解讀器也有天線接收和傳輸信息。
射頻卡數(shù)據(jù)傳輸和處理系統(tǒng)解讀器通過(guò)接收標(biāo)簽發(fā)出的無(wú)線電波接收讀取數(shù)據(jù)。最常見(jiàn)的是被動(dòng)射頻系統(tǒng)，當(dāng)解讀器遇見(jiàn)射頻卡標(biāo)簽時(shí)，發(fā)出電磁波，周?chē)纬呻姶艌?chǎng)，標(biāo)簽從電磁場(chǎng)中獲得能量激活標(biāo)簽中的微芯片電路，芯片轉(zhuǎn)換電磁波，然后發(fā)送給解讀器，解讀器把它轉(zhuǎn)換成相關(guān)數(shù)據(jù)?？刂朴?jì)算器就可以處理這些數(shù)據(jù)從而進(jìn)行管理控制。在主動(dòng)射頻系統(tǒng)中，標(biāo)簽中裝有電池在有效范圍內(nèi)活動(dòng)。
其中，集成固化式電子標(biāo)簽內(nèi)的信息一般在集成電路生產(chǎn)時(shí)即將信息以ROM工藝模式注入，其保存的信息是一成不變的；現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線改寫(xiě)式電子標(biāo)簽具有特定的改寫(xiě)指令，電子標(biāo)簽內(nèi)保存的信息也位于其中的E2存貯區(qū)。一般情況下改寫(xiě)電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)所需時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)所需時(shí)間。且寫(xiě)入距離大約是讀取距離的40％～80％。
6、當(dāng)有出入箱或者箱內(nèi)移動(dòng)操作時(shí)，系統(tǒng)要與電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器進(jìn)行通信將相關(guān)信息寫(xiě)入標(biāo)簽，并要實(shí)現(xiàn)與組態(tài)軟件的通信，將操作命令、貨物的貨位號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)中心，同時(shí)把信息寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)更新。
7、貨物入箱時(shí)，裝在集裝箱處的固定電子標(biāo)簽讀寫(xiě)器在檢測(cè)到有物品時(shí)，管理計(jì)算機(jī)通過(guò)讀寫(xiě)器和標(biāo)簽進(jìn)行信息交互，根據(jù)標(biāo)簽的物品信息查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，分配給物品一個(gè)集裝箱號(hào)及貨位號(hào)，并將貨位號(hào)寫(xiě)入標(biāo)簽，進(jìn)而將入箱命令、當(dāng)前入箱貨物的貨位號(hào)(排，列，層)傳送給數(shù)據(jù)中心平臺(tái)。
8、貨物出箱時(shí)，出箱模塊具有批量出箱和單件出箱兩個(gè)功能。批量出箱中只需要輸入要出箱的貨品信息及數(shù)量，該模塊通過(guò)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，按一定策略選定所要的物品，從而確定物品所在的集裝箱號(hào)及貨位號(hào)(排，列，層)，并將此信息連同出箱命令通過(guò)OPC(OLE for process control)技術(shù)傳給組態(tài)軟件，數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)接收到PLC出箱動(dòng)作完成信號(hào)后，要與標(biāo)簽讀寫(xiě)器通信以修改物品標(biāo)簽的信息，同時(shí)采用ADO.NET技術(shù)，調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)過(guò)程修改數(shù)據(jù)庫(kù)中相關(guān)信息。在實(shí)現(xiàn)此功能中，貨位的選取，操作結(jié)果的判定，與讀寫(xiě)器的數(shù)據(jù)交互，與組態(tài)軟件的通信等這些工作需協(xié)同進(jìn)行。
單件物品出箱可以根據(jù)貨品信息和儲(chǔ)位信息指定某個(gè)確定的物品，然后該模塊選擇這個(gè)貨品出箱，達(dá)到了精確出箱的目的。單件出箱系統(tǒng)只取出一個(gè)惟一確定的物品；而批量出箱會(huì)順序取出一些物品，是一個(gè)循環(huán)操作，直到要出箱的物品都出完畢為止。
9、物品查詢 此模塊支持本地查詢及網(wǎng)上遠(yuǎn)端查詢?？梢圆樵兯形锲沸畔ⅲㄔ?jīng)存放過(guò)的和現(xiàn)在存放在集裝箱中的物品信息。為了查詢數(shù)據(jù)的方便，本模塊支持按物品名稱(chēng)查詢、物品編碼、生產(chǎn)廠商名稱(chēng)、生產(chǎn)廠商代碼查詢。數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)更新。
10、工作流程 集裝箱天線受閱讀器控制不斷發(fā)射電波搜尋，當(dāng)集裝箱通過(guò)港口管理閘口收發(fā)信機(jī)時(shí)，收發(fā)信機(jī)被觸發(fā)，發(fā)射出能唯一表明通過(guò)閘口集裝箱身份的代碼信息(如集裝箱編碼、類(lèi)別、噸位等及來(lái)源地或目的地等)，并同時(shí)接收辨別檢驗(yàn)、錄像存儲(chǔ)信息，出入港口管理站收發(fā)信機(jī)接收信號(hào)后，經(jīng)處理傳輸?shù)接?jì)算機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)管理及存檔，以備查詢。進(jìn)行信息存儲(chǔ)(入港)或信息對(duì)比(出港)，確認(rèn)后正常放行。
集裝箱攜帶Gps接受模塊，接受射頻卡發(fā)來(lái)的物資管理信息，一旦指揮中心遙控觸發(fā)，立即返回目標(biāo)地理位置信息與物資管理信息到數(shù)據(jù)中心。同時(shí)，指揮中心可通過(guò)GIS界面監(jiān)控每一Gps接受模塊攜帶集裝箱的具體地理位置。
五、系統(tǒng)效益 1、集裝箱內(nèi)貴重貨物在全國(guó)范圍內(nèi)可全程跟蹤。
2、對(duì)于加盟集裝箱車(chē)輛上的貨物安全性有了安全保障。
3、貨主可以主動(dòng)、隨時(shí)了解到貨物的運(yùn)行狀態(tài)信息及貨物運(yùn)達(dá)目的地的整個(gè)過(guò)程。
4、增強(qiáng)物流企業(yè)和貨主之間的相互信任，提高客戶服務(wù)水平。
該套集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)成功的實(shí)現(xiàn)了港口各出入閘口、集裝箱各類(lèi)信息的接收、統(tǒng)計(jì)整理工作，同時(shí)能處理緊急事件的發(fā)生。特別的，對(duì)于配備GPS裝備的系統(tǒng)，指揮中心具備位置信息顯示功能，能夠時(shí)時(shí)在顯示屏幕上監(jiān)視目標(biāo)的即時(shí)地理位置，并通過(guò)對(duì)顯示地圖的局部放大更精確地實(shí)施緊急狀況處理及貨物補(bǔ)充。對(duì)于防盜、防火、緊急調(diào)整有著極其重要的及時(shí)性。
根據(jù)上述對(duì)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，不脫離本發(fā)明的指導(dǎo)和范圍，對(duì)本發(fā)明做出各種改變和變化是很顯然的。因此，本發(fā)明試圖包含在本發(fā)明等效技術(shù)范圍內(nèi)的各種變化及硬件、軟件的改變。



圖1、集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位監(jiān)控管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 圖2、集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)終端組成結(jié)構(gòu)框圖 圖3、標(biāo)簽結(jié)構(gòu)框圖 圖4、集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)終端工作流程圖。
權(quán)利要求
集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位監(jiān)控管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。其特征包括電子射頻卡標(biāo)簽讀寫(xiě)器及集裝箱移動(dòng)終端、GPS定位、集裝箱中央監(jiān)控中心子系統(tǒng)、出入堆廠監(jiān)控子系統(tǒng)、出入閘口監(jiān)控子系統(tǒng)這五個(gè)主要部分構(gòu)成。
1、系統(tǒng)工作流程實(shí)現(xiàn)方法
(1)將惟一的箱號(hào)、使用公司代碼、箱種、箱型、箱東代碼、制造企業(yè)代碼、生產(chǎn)線代碼、班組代碼、毛重、凈重和生產(chǎn)時(shí)間等集裝箱出入箱相關(guān)信息存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽中，信息可通過(guò)無(wú)線射頻的方式自動(dòng)、快速地被讀取和傳輸，避免手工錄入可能引起的錯(cuò)誤。
(2)對(duì)集裝箱從船倉(cāng)由托運(yùn)車(chē)輛運(yùn)輸?shù)蕉褕?chǎng)的整個(gè)流程進(jìn)行跟蹤，檢測(cè)并記錄新箱下線信息、托運(yùn)車(chē)輛信息、發(fā)生時(shí)間、操作人員等數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析各企業(yè)的集裝箱生產(chǎn)量及合格率等。
(3)在堆高車(chē)上安裝讀寫(xiě)器自動(dòng)識(shí)別箱號(hào)，堆場(chǎng)自動(dòng)管理系統(tǒng)通過(guò)衛(wèi)星、GPRS、CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與堆高車(chē)輛信息交換，實(shí)現(xiàn)堆高車(chē)圖象化操作，迅速準(zhǔn)確的查詢集裝箱的堆放位置和狀態(tài)。
(4)對(duì)承擔(dān)托運(yùn)的車(chē)輛進(jìn)行注冊(cè)管理，在每輛車(chē)上安裝電子標(biāo)簽，在托運(yùn)過(guò)程中自動(dòng)采集車(chē)輛信息，取消復(fù)雜的單據(jù)手續(xù)，縮短出入砸時(shí)間，減少人員工作量。
2、系統(tǒng)構(gòu)建實(shí)現(xiàn)方法
(1)中央監(jiān)控中心子系統(tǒng)監(jiān)控其他子系統(tǒng)運(yùn)作，與其他子系統(tǒng)進(jìn)行信息交互；進(jìn)行集裝箱信息管理和托運(yùn)車(chē)輛信息管理，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析，進(jìn)行運(yùn)費(fèi)結(jié)算；向客戶提供集裝箱信息查詢服務(wù)。
(2)出入堆廠監(jiān)控子系統(tǒng)檢測(cè)、記錄出入堆廠集裝箱的信息、托運(yùn)車(chē)輛的信息、發(fā)生時(shí)間、操作人員等，統(tǒng)計(jì)分析各種集裝箱的出入堆廠情況。
(3)堆場(chǎng)集裝箱管理系統(tǒng)檢測(cè)、記錄經(jīng)過(guò)閘口的集裝箱信息、事件發(fā)生時(shí)間、操作人員等信息，堆場(chǎng)集裝箱堆放位置信息管理，迅速準(zhǔn)確查找集裝箱狀態(tài)；具有形象的2D集裝箱堆場(chǎng)地圖和放箱、找箱功能。
(4)集裝箱移動(dòng)終端是利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別目的。和傳統(tǒng)的磁卡、IC卡相比，射頻卡最大的優(yōu)點(diǎn)就在于非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，因此完成識(shí)別工作時(shí)無(wú)須人工干預(yù)，適合于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化且不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便。
(5)GPS移動(dòng)定位，結(jié)合了GPS衛(wèi)星信號(hào)和GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行混合定位。在終端能夠接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)時(shí)采用GPS定位方式，當(dāng)終端在室內(nèi)或者接受衛(wèi)星信號(hào)不好的環(huán)境時(shí)采用GPRS、CDMA基站接收的輔助GPS衛(wèi)星信號(hào)實(shí)現(xiàn)輔助定位，滿足室內(nèi)室外的全覆蓋定位。同時(shí)，還能夠有效的利用GPRS、CDMA的通信技術(shù)完成遠(yuǎn)程信息交換。
(6)集裝箱監(jiān)控管理平臺(tái)其中包括電子地圖、車(chē)輛、貨物監(jiān)控等、主要功能有“電子地圖的各種操作”、“最新位置”、“定時(shí)跟蹤”、“實(shí)時(shí)跟蹤”、“歷史軌跡”、“越區(qū)域(線路)報(bào)警”以及根據(jù)需要形成的各種報(bào)表。
3、集裝箱中央監(jiān)控中心子系統(tǒng)其中包括地理模塊、業(yè)務(wù)組織模塊、集成運(yùn)輸班期表模塊、供應(yīng)商模塊、供應(yīng)商費(fèi)率本模塊、標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)提供模塊、標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)提供模塊、各模塊功能如下
(1)地理模塊
地理模塊覆蓋了全球各大洲(大陸)/國(guó)家/省、地區(qū)、洲/市/縣、城鎮(zhèn)等，也包括了中遠(yuǎn)集運(yùn)提供服務(wù)的范圍和方式，所使用的碼頭、堆場(chǎng)，所設(shè)置的辦事處以及各辦事處的基本功能。這一模塊是集裝箱中央監(jiān)控中心子系統(tǒng)的基礎(chǔ)模塊和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，主要同服務(wù)路徑、箱管區(qū)域、以及客戶檔案、等連接和關(guān)聯(lián)。
(2)業(yè)務(wù)組織模塊
業(yè)務(wù)組織模塊按訂艙、單證、設(shè)備(集裝箱)管理、集裝箱箱號(hào)采集、集裝箱標(biāo)簽、貨物出入箱信息、物品查詢信息、在系統(tǒng)中建立業(yè)務(wù)組織，整個(gè)框架結(jié)構(gòu)和功能運(yùn)作顯得清晰、高效。
(3)集成運(yùn)輸班期表模塊
該模塊由船舶班期表及內(nèi)陸運(yùn)輸班期表組成，是系統(tǒng)的核心模塊之一。它的主要作用是
A、將所有服務(wù)航線及聯(lián)運(yùn)服務(wù)的船期表、班期表存貯至中央數(shù)據(jù)庫(kù)；
B、對(duì)船舶規(guī)范、艙位和積載等數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)；
C、提供更詳細(xì)的船期、貨場(chǎng)信息來(lái)支持系統(tǒng)的其它模塊運(yùn)行；
D、對(duì)網(wǎng)站提供有關(guān)集裝箱跟蹤班期信息方面的支持；
E、對(duì)用戶而言，該模塊提供了集裝箱跟蹤船期的在線確認(rèn)、具有快速的檢索功能，更方便的輸入方式以及友好的顯示界面。
(4)供應(yīng)商模塊
供應(yīng)商模塊用于建立和維護(hù)供應(yīng)商檔案，以供查詢和其它模塊使用。系統(tǒng)將外部供應(yīng)商分為兩類(lèi)一類(lèi)是提供集裝箱水平位移服務(wù)的供應(yīng)商、如拖車(chē)公司、駁船公司和支線船公司等；另一類(lèi)是提供集裝箱非水平位移服務(wù)的供應(yīng)商、如碼頭、堆場(chǎng)、倉(cāng)庫(kù)和集裝箱站等。這種劃分更便于公司進(jìn)行成本支出的分析和控制。
(5)供應(yīng)商費(fèi)率本模塊
供應(yīng)商費(fèi)率本模塊在系統(tǒng)上登陸和維護(hù)供應(yīng)商費(fèi)率，以供查詢和其它模塊使用。
(6)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)提供模塊
標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)提供模塊是系統(tǒng)中的核心模塊，其形式為國(guó)際集裝箱運(yùn)輸從“端對(duì)端”運(yùn)輸服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化路徑，在系統(tǒng)內(nèi)部則是一個(gè)全球在線標(biāo)準(zhǔn)化服務(wù)路徑和成本的數(shù)據(jù)庫(kù)。同時(shí)該數(shù)據(jù)庫(kù)又能在其它相關(guān)模塊的支持下，提供各個(gè)服務(wù)路徑的成本和貢獻(xiàn)值的查詢。它的主要功能有
作為集裝箱運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)路徑的數(shù)據(jù)庫(kù)，提供系統(tǒng)用戶全球在線即時(shí)查詢客戶所需服務(wù)的各種路徑方案，供客戶選擇；
提供系統(tǒng)用戶在線查閱各服務(wù)路徑條件下的成本和收益，便于選擇最佳方案。
(7)艙位分配模塊
艙位分配的基本功能有下列幾項(xiàng)地區(qū)的艙位分配、口岸的艙位分配、銷(xiāo)售預(yù)測(cè)、航次業(yè)績(jī)概況等。銷(xiāo)售人員按此模塊中“銷(xiāo)售期望”功能要求，將至少6周的銷(xiāo)售預(yù)測(cè)輸入系統(tǒng)。艙位管理人員根據(jù)現(xiàn)有艙位、銷(xiāo)售預(yù)測(cè)和實(shí)際訂艙(由系統(tǒng)的訂艙模塊提供)，在系統(tǒng)上調(diào)整艙位分配。通過(guò)該模塊，可查詢各區(qū)域/地區(qū)/辦事處的銷(xiāo)售預(yù)測(cè)和當(dāng)前訂艙以及用箱情況。
4、集裝箱終端跟蹤定位子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法，其特征包括如下步驟
將記錄有集裝箱位置、物品類(lèi)別、數(shù)量等數(shù)據(jù)的射頻卡安裝在集裝箱上，借助射頻識(shí)別技術(shù)，就可以確定集裝箱在貨場(chǎng)內(nèi)的確切位置，在移動(dòng)時(shí)可以將更新的數(shù)據(jù)寫(xiě)入射頻卡(現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線改寫(xiě)類(lèi))。系統(tǒng)還可以識(shí)別未被允許的集裝箱移動(dòng)，有利于管理和安全。特別的，對(duì)集裝箱內(nèi)部的物品表貼較為簡(jiǎn)單的射頻卡(集成電路固化類(lèi))，以便于箱中物料的記載統(tǒng)計(jì)?？紤]到箱內(nèi)物品形體各異，且擺放的便捷性，一件物品具有一個(gè)標(biāo)簽會(huì)有問(wèn)題，只有幾個(gè)標(biāo)簽貼在一個(gè)物品上以確保所有時(shí)候都有一個(gè)標(biāo)簽是可以看見(jiàn)的。這一點(diǎn)在采用便攜式采集裝備上是非常必要的。同樣由于集裝箱均采用金屬制造，且箱體在堆積過(guò)程中疊摞重壓較為嚴(yán)重，故RFID標(biāo)簽在集裝箱上的安裝要采取多方位、多表面安裝方式，確保數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的快捷性與完整性。
該套集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)成功的實(shí)現(xiàn)了港口各出入閘口、集裝箱各類(lèi)信息的接收、統(tǒng)計(jì)整理工作，同時(shí)能處理緊急事件的發(fā)生。特別的，對(duì)于配備GPS裝備的系統(tǒng)，指揮中心具備位置信息顯示功能，能夠時(shí)時(shí)在顯示屏幕上監(jiān)視目標(biāo)的即時(shí)地理位置，并通過(guò)對(duì)顯示地圖的局部放大更精確地實(shí)施緊急狀況處理及貨物補(bǔ)充。對(duì)于防盜、防火、緊急調(diào)整有著極其重要的及時(shí)性。
根據(jù)上述對(duì)本發(fā)明的揭示，對(duì)于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，不脫離本發(fā)明的指導(dǎo)和范圍，對(duì)本發(fā)明做出各種改變和變化是很顯然的。因此，本發(fā)明試圖包含在本發(fā)明等效技術(shù)范圍內(nèi)的各種變化及硬件、軟件的改變。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種集裝箱衛(wèi)星移動(dòng)目標(biāo)跟蹤定位監(jiān)控管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。其特征包括電子射頻卡標(biāo)簽讀寫(xiě)器及集裝箱移動(dòng)終端、GPS定位、監(jiān)控管理平臺(tái)三部份各部份功能如下集裝箱移動(dòng)終端是利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù)以達(dá)到識(shí)別目的。和傳統(tǒng)的磁卡、IC卡相比，射頻卡最大的優(yōu)點(diǎn)就在于非接觸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，因此完成識(shí)別工作時(shí)無(wú)須人工干預(yù)，適合于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化且不易損壞，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)射頻卡，操作快捷方便。GPS移動(dòng)定位，結(jié)合了GPS衛(wèi)星信號(hào)和GPRS、CDMA網(wǎng)絡(luò)信號(hào)進(jìn)行混合定位。在終端能夠接收到GPS衛(wèi)星信號(hào)時(shí)采用GPS定位方式，當(dāng)終端在室內(nèi)或者接受衛(wèi)星信號(hào)不好的環(huán)境時(shí)采用GPRS、CDMA基站接收的輔助衛(wèi)星信號(hào)實(shí)現(xiàn)輔助定位，滿足室內(nèi)室外的全覆蓋定位。同時(shí)，有效的利用通訊衛(wèi)星、GPRS、CDMA的通信技術(shù)完成遠(yuǎn)程信息交換。監(jiān)控管理平臺(tái)由GIS系統(tǒng)、電子地圖、車(chē)輛、貨物監(jiān)控、模塊等硬件組成，監(jiān)控平臺(tái)主要功能有“電子地圖的各種操作”、“最新位置”、“定時(shí)跟蹤”、“實(shí)時(shí)跟蹤”、“歷史軌跡”、“越區(qū)域(線路)報(bào)警”以及根據(jù)需要形成的各種報(bào)表。集裝箱移動(dòng)衛(wèi)星目標(biāo)跟蹤定位數(shù)據(jù)監(jiān)控管理系統(tǒng)平臺(tái)有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)貨場(chǎng)、集裝箱的自動(dòng)化跟蹤管理。
文檔編號(hào)G06K19/07GK101399723SQ20071015237
公開(kāi)日2009年4月1日 申請(qǐng)日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
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