CN202422155U

CN202422155U - 通过rfid实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统

Info

Publication number: CN202422155U
Application number: CN2011202992431U
Authority: CN
Inventors: 周欣炜; 周波
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-08-17
Filing date: 2011-08-17
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2021-08-17

Abstract

本实用新型公开了一种通过RFID电子封签实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统，包括中心监控管理机、RFID电子标签识读机、有源RFID电子标签和车载RFID定位监测器；所述的车载RFID定位监测器包括RFID触发器、RFID识读器和GPS模块；用于将接收所述信息合并成为电子封签信息包后发送出去的无线数据收发器；所述的中心监控管理机包括货物定位跟踪软件和RSSI空间分布建模软件；中心监控管理机接收电子封签信息包，由所述软件进行处理，生成监管物品对象的地理坐标信息及物品在运载工具中的精确摆放位置信息，传送给对象物品跟踪监管者。

Description

通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统

技术领域

本实用新型涉及一种对货物运输过程精确摆放位置进行实时跟踪的电子封签系统，具体地说是一种通过RFID电子封签实现对货物在运输或存放过程中的地理位置及精确摆放位置进行实时跟踪的系统。特别适合于特殊货物运输过程中精确的位置实时跟踪用途。

背景技术

对于特殊货物，如核武器、绝密物件、放射源物质、稀贵材料等等在运输过程中，要求对其在运载工具中所确定的摆放位置状况进行远程实时管控。目前对于这类特殊货物运输过程中所用的精确位置跟踪系统，通常采用运载工具上装载无线视频监控跟踪系统，再叠加上GPS技术对运载工具进行实时地理定位跟踪来实现。但由于无线视频跟踪装置对通信带宽条件要求较高，使得实际使用中实时性效果受影响。同时对于视频监控对象识别监控的智能化程度仍达不到自动化条件，而需要人工监控视频来完成，这使得对连续长途运输过程中的实时监控作业相当困难。

发明内容

本实用新型要解决的是目前特殊货物运输过程中精确位置跟踪所存在的上述问题，实用新型旨在提供一种RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统。

解决上述问题采用的技术方案是：通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统，包括：

用于标记监管物品的RFID电子标签，所述的RFID电子标签为带有低频感应触发功能的有源式超高频RFID电子标签；

用于在标记监管物品时读取有源RFID电子标签的ID信息的电子标签识读机；其特征在于还包括：车载RFID定位监测器，所述的车载RFID定位监测器包括：

用于定时触发有源RFID电子标签电源启动的RFID触发器；

用于按照规定的顺序检测并发送有源RFID电子标签的RSSI信息的RFID识读器；用于实时采集并发送地理坐标信息的GPS模块；

用于分别接收RFID识读器发送的RSSI信息和GPS模块发送的地理坐标信息，并将所述两个信息合并成为电子封签信息包后发送出去的无线数据收发器。

本实用新型对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪过程如下：

1、使用RFID电子标定标签，通过运载工具装置的车载RFID定位监测器，对运载工具的空间位置进行标定，并将该标定信息通过车载RFID定位监测器上的无线数据收发器发送到中心监控管理机；所述的中心监控管理机上安装RSSI(Received Signal Strength Indicator)空间分布建模软件，通过车载RFID定位监测器测定的RSSI信息，建立对象运载工具的空间位置建模表；

2、所述的RFID电子标签识读机读取监管物品的有源RFID电子标签的ID信息，并将该ID信息传输给中心监控管理机；所述的中心监控管理机通过货物跟踪管理软件将该ID信息与监管物品对象进行信息绑定；

3、在监管物品运载过程中，所述的车载RFID定位监测器内的RFID触发器定时触发有源RFID电子标签电源启动，发射电子标签超高频RFID信号，由RFID识读器按照规定的顺序检测电子标签的RSSI信息，并输出到无线数据收发器；所述的无线数据收发器将该RSSI信息与GPS模块所实时采集的地理坐标信息合并成为电子封签信息包，传送到中心监控管理机；中心监控管理机实时接收电子封签信息包，通过RSSI建模表进行解析后，生成监管物品对象的精确地理坐标信息以及货物在运载工具中的精确摆放位置信息，通过互联网或无线通讯方式，将解析结果传送给对象物品跟踪信息监管者。

所述的中心监控管理机嵌置货物跟踪管理软件和RSSI空间分布建模软件、GPS(全球卫星定位系统Global Positioning System)定位系统软件。

所述的有源RFID电子标签的工作频率为902--928MHz，信号辐射距离达到10-25m。同时，采用纽扣锂电池供电，内置125KHz触发感应线圈，用以接受触发器触发信号控制电源启动，发送超高频RFID信号。

所述的车载RFID定位监测器包括RFID触发器、RFID识读器、GPS模块和无线数据收发器。

所述的RFID触发器，能够最多装置6个125KHz定向天线，触发信号覆盖距离达到5-10m，触发有源RFID标签的电源启动，发射超高频RFID信号，使得车载RFID定位监测器上的RFID识读器接收采集到该信号。

所述的RFID识读器，基于有源反射调制技术和DSP模块化芯片设计的识读模块；所述的识读模块包括MCU单片机、编码器、存储器、锁存器、驱动器、输入输出接口模块、超高频天线和超高频RFID读写头模块，工作频率为800--950MHz，信号覆盖距离达到10-30m。该模块还具有多标签同时辨识读取能力，能够按照规定的顺序检测电子标签的RSSI信息，输出到无线数据收发器。

所述的无线数据收发器具有无线通讯模块和全球定位模块；其中，通讯模块包括接收天线、3G/4G无线通讯模块、微处理器和输出模块组件；定位模块包括GPS接收天线、前置放大器、变频放大器、GPS信号数据解扩解调器、微处理器和输出模块组件。无线数据收发器装置在车载RFID定位监测器中，将GPS位置坐标信息与RFID识读器传输的电子标签信号绑定形成-货物电子封签信息包，通过3G/4G无线通讯模块发送到中心监控管理机。

本实用新型通过上述的应用实施过程，监管中心即可实时了解对带有电子封签物品运输过程中在运载工具中的精确排放位置信息。一旦电子封签货物在运载工具中的空间位置发生改变，车载RFID定位监测器中的RFID识读器立刻检测到所对应货物电子标签新空间位置的RSSI信息，并由无线数据收发器将货物电子标签新RSSI信息及GPS定位信息绑定形成-货物电子封签信息，发送到中心监控管理机上。则管理中心系统立即掌握该电子封签货物在何时何地发生了摆放位置的移动，以及移动后新的摆放位置，提请管理人员根据情况进行相应处理。

本实用新型最大的功效，是解决了对货物运输过程中的实际精确空间摆放位置的智能化实时监控管理目的。

本实用新型的详细技术方案过程如下：

首先在中心监控管理机上输入所要跟踪的货物属性信息，如品名、数量、相应订单或托运单号等等；在所要跟踪的物品(或外包装)上以粘贴或其他方式安置的有源电子标签；通过RFID电子标签读写机采集货物上的电子标签信息，并传输到中心监控管理机上，通过货物跟踪管理软件将电子标签信息与货物属性信息进行绑定。将准备运输的货物安置在运载工具(如运输卡车)的指定位置上，该运载工具(如运输卡车)事先已安装上述的车载RFID定位监测器，并已经对装载空间进行了空间位置坐标标定，在中心监控管理机上建立对应的RSSI空间分布建模表；按照监管要求在车载RFID定位监测器上设置RFID触发器的触发频度及无线移动数据收发机信息发送频度；这样通过本实用新型系统能够在跟踪物品对象的整个运输过程中，按照所设置的时间间隔，实时的监控到其在运载工具中的精确空间位置，并记录到跟踪物品对象的运输过程中所产生的所有位移轨迹。为物品监管理者提供运输过程监管和分析依据。

可在车辆上装置多个车载RFID定位监测器，以提高监管货物的空间位置定位精度。

作为本实用新型的进一步改进，所述的RFID电子标签识读机和无线移动数据收发机可以装置在各分段的运载工具或仓库、配载中心，从而实现跟踪物品对象在物流仓储装卸运输等全过程位置跟踪及空间摆放位置监管功能。

作为本实用新型的进一步改进，所述的RFID电子标签定位监测机还可以包含电子红外传感器，可以随时监测到货物运载车箱门的开关情况，通过无线通讯方式，将运载工具车箱门的开关情况实时传输到中心管理机，从而实现对装载货物车厢的关闭状况进行跟踪监控功能。

作为本实用新型的进一步改进，所述的RFID电子标签定位监测机还可以包含摄像头，可以随时监测到货物的视频信息，通过无线通讯方式，将货物物流过程中的视频信息实时传输到中心管理机，从而实现对货物进行视频跟踪监控功能。

作为本实用新型的进一步改进，所述的RFID电子标签定位监测机还可以包含电子温湿度传感器，通过无线通讯方式，将运载工具中货物的环境温湿度实时传输到中心管理机，从而实现货物的运载过程中的温湿度跟踪功能。

作为本实用新型的进一步改进，所述的RFID电子标签定位监测机还可以包含专用化学传感器，通过无线通讯方式，将运载工具中货物的化学品释放浓度信息实时传输到中心管理机，从而实现货物的运载过程中的化学品释放浓度跟踪功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1是本实用新型的系统拓扑图。

图2是本实用新型的原理示意图。

图3是本实用新型的系统流程图。

具体实施方式

参照图1，本实用新型的通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统，包括按顺排列的中心监控管理机、RFID识读机、有源RFID电子标签和车载RFID定位监测器。

所述的中心监控管理机上安装的货物跟踪管理软件和RSSI空间分布建模软件，通过运载工具装置的车载RFID定位监测器，建立对象运载工具的空间位置建模表；当中心监控管理机接收到监管车辆上的车载RFID定位监测器实时传输的电子封签信息包后，通过RSSI建模表进行解析，生成监管物品对象的精确地理坐标信息以及货物在运载工具中的精确摆放位置信息；

在所需要跟踪的货物表面，粘贴专用的有源超高频RFID电子标签；也可以根据货物特性要求，在生产工厂或物流中心将电子标签配置在货物内部包装中，这样更具有隐蔽性又不影响跟踪效果。

所述的有源RFID电子标签工作频率在850～928MHz工作频段，所发送电子标签RSSI信息，能够在10-25m的范围内，被RFID识读器接收辨识。

所述的RFID触发器，能够最多装置6个125KHz定向天线，触发信号覆盖距离达到5-10m，触发有源RFID标签的电源启动，发射超高频RFID信号，使得车载RFID定位监测器接收采集到该信号。

所述的RFID识读器，基于有源反射调制技术和DSP模块化芯片设计的识读模块；所述的识读模块包括MCU单片机、编码器、存储器、锁存器、驱动器、输入输出接口模块、超高频天线和超高频RFID读写头模块，工作频率为800--950MHz，信号覆盖距离达到10-30m。该模块还具有多标签同时辨识读取能力，能够按照规定的顺序检测电子标签的RSSI信号，输出到无线数据收发器。

所述的无线数据收发器具有无线通讯模块和GPS定位模块；其中，通讯模块包括接收天线、3G/4G无线通讯模块、微处理器和输出模块组件；GPS定位模块包括GPS接收天线、前置放大器、变频放大器、GPS信号数据解扩解调器、微处理器和输出模块组件。无线数据收发器装置在车载RFID定位监测器中，将GPS定位模块传输的位置坐标信息与RFID识读器传输的电子标签信号绑定形成-货物电子封签信息包，通过3G/4G无线通讯模块发送到中心监控管理机。

参照图2，在所需要精确监控的货物上安装有源RFID电子标签1，并通过RFID识读器在中心监控管理机货物跟踪管理软件上与货物属性进行绑定。在货物运输的过程中，装置在车载RFID定位监测器的RFID触发器3，按照设定的时间间隔频度发生125Khz低频触发信号4，触发有源RFID标签的电源5启动，电子标签通过天线6发送超高频率的RFID信号8；RFID识读器2通过天线9按顺序接收到车厢内货物的RFID电子标签1所发送的RFID信号8，传输到无线数据收发器10。无线数据收发10将GPS定位模块11接收的GPS地理位置信息12，与RFID识读器2传输的电子标签RSSI信息进行绑定成为货物电子封签信息包15；再通过3G/4G模块13及天线14将货物电子封签信息包15传输到中心监控管理机；这样一个包含有时间、地理位置、货物标签和标签空间位置的电子封签信息包15最终由中心监控管理机上的RSSI空间位置建模表软件、GPS定位系统软件处理后，生成监管物品对象的精确地理坐标信息以及货物在运载工具中的精确摆放位置信息，然后通过互联网或无线通讯方式，将解析结果传送给对象物品跟踪信息监管者。

参照图3，按照本实用新型的通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统流程，以实际的公路运输作业为例说明：在货物配载中心的分拣配货处，将需要跟踪的货物，粘贴上有源RFID电子标签；在分拣配货处使用手持式RFID电子标签识读机采集RFID电子标签信息，并传输到中心监控管理机上，通过货物跟踪管理软件进行货物属性与RFID电子标签的信息绑定。经过运输调度作业流程，确定订单货物发送的特定运载车辆、线路和时间等；所述的特定运载车辆，是在该运载车厢内，按照货物运输要求而设置了专门的货物安放承载具，并使用RFID电子标定标签，通过运载工具装置的车载RFID定位监测器，对运载工具的空间位置进行标定，并将该标定信息通过车载RFID定位监测器上的无线数据收发器发送到中心监控管理机；在中心监控管理机上通过RSSI(Received Signal Strength Indicator)空间分布建模软件，建立了对应于该运载车辆及货物承载具的RSSI空间位置建模表。当该配有RFID电子标签货物装入配有RFID电子标签定位监测机装置的特定运载车辆时，运载工具上的车载RFID定位监测器采集到该货物的电子标签RSSI信息，通过无线数据收发器绑定生成货物电子封签信息包，并传回到中心监控管理机上；中心监控管理机解析接收到货物电子封签信息包后，通过所建立的RSSI空间位置建模表进行解析标定，生成了货物在运载车厢内的精确空间位置信息；使得货物管理者能够实时的监测到该货物在运输过程中的精确摆放位置以及变化状态记录。

在厢式运输卡车的案例中，车载RFID定位监测器的安装位置可以在驾驶室内，由汽车电池不间断供电。其中车载RFID定位监测器的触发天线和超高频天线必须安置在载货厢内；车载RFID定位监测器的GPS天线和GPRS天线，固定在驾驶室内靠车窗处。当运载工具的车载RFID定位监测器在于工作状态时，处于天线覆盖范围的载货厢内的所有标签都将按照设定由RFID触发器定时激活。车载RFID定位监测器设计时按照ISO15693协议，需要在发送Inventory命令时考虑设定时隙长度，并在指令域后添加掩码码长(Mask lengt)和码值(Mask value)，解决防碰撞问题。

在运载过程中，一旦载货厢内的电子标签货物的摆放位置发生移动，则通过本实用新型系统，货物管理者将会及时收到其货物空间位置变化的信息状况，从而实现了对货物在运输过程的精确摆放位置进行实时跟踪监测的目的。

如果运载车辆货厢长度超过10米，可在车辆上装置多个车载RFID定位监测器，以提高监管货物的空间位置定位精度。

应该理解到的是：上述实施例只是对本实用新型的说明，而不是对本实用新型的限制，任何不超出本实用新型实质精神范围内的实用新型创造，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统，包括：

用于在标记监管物品时读取有源RFID电子标签的ID信息的电子标签识读机；

其特征在于还包括：车载RFID定位监测器，所述的车载RFID定位监测器包括：

用于定时触发有源RFID电子标签电源启动的RFID触发器；

2.如权利要求1所述的通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统，其特征在于所述的RFID触发器设有1-6个125KHz定向天线，触发信号覆盖距离达到5-10m。

3.如权利要求1所述的通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统，其特征在于所述的RFID识读器包括MCU单片机、编码器、存储器、锁存器、驱动器、输入输出接口模块、超高频天线和超高频RFID读写头模块。

4.如权利要求1所述的通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统，其特征在于有源RFID电子标签的工作频率为902--928MHz，信号辐射距离达到10-25m。

5.如权利要求4所述的通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统，其特征在于所述的有源RFID电子标签采用纽扣锂电池供电，内置125KHz触发感应线圈，用以接受触发器信号控制触发电源启动，发送超高频RFID信号。

6.如权利要求5所述的通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统，其特征在于所述的有源RFID电子标签中还设置有电子温度传感器、湿度传感器或化学传感器。

7.如权利要求1-6任何一项所述的通过RFID实现对货物在运载过程中精确摆放位置的实时跟踪系统，其特征在于所述的车载RFID定位监测器中还设置有红外传感器和影像传感器。