用射频识别（RFID）提高集装箱物流安全的研究

作者简介：吴金（1983.10-），男，汉族，福建省福州市人，助教，硕士，单位：福建船政交通职业学院。

摘要：基于RFID温度与湿度标签的集装箱装载货物，并锁上RFID电子安全锁来保障货物安全，再通过车载GSM和GPRS通信网络实时定位监控进一步保证了集装箱物流的安全性，再用电子证书实现快速通关，减少开箱封箱的过程，不仅提高了货物安全性，也提高了物流的速率。

关键词：RFID;物流;集装箱

Abstract：During the ocean shipping，it improves the cargo's safety by using the maritime container with RFID enabled temperature sensor and humidity sensor，and the RFID lock also protects the container against opening without permit.The real-time location monitor GSM and GPRS communication network can monitor the container as well.In addition，the electronic certification can implement customs clearance quickly.Combining all of them in a system，it can improve the cargo's safety and logistics rate.

Key words：RFID;logistic;container.引言：

今年APEC峰会在中国北京召开，中国在极力地推动亚太自贸区的实现，从而津，沪，浙，闽，粤等地区的自贸区也在紧锣密鼓筹建中，然而作为沿海地区，海上物流也被自贸区重视起来。规划建设具有高科技技术，安全可靠快速的港口物流也为自贸区的运转提供保障，本文致力于研究RFID（Radio Frequency identification，RFID）在集装箱物流中应用的可行性，以及提高的物流的速率与安全。

1.传统海运

传统海运就是海洋运输，目前国际2/3的贸易是通过海运来完成的。传统海运拥有着成本底，运输量大，航道多等优势，从而使得其在国际贸易中占据着重要的位置。但其速度慢，航行風险大，加以航行日期无法控制，且无法及时通知货主也带来不少的烦恼[1]。如今全球贸易的加速发展与贸易物品多样化给传统海运带来更大的挑战，虽然造船业的发展与GPS的广泛应用缓解了其航行风险与海运速度的问题，然而现在的货主对货物的安全，通关速率以及货物运输的具体情况等整个货物的物流过程提出了更高的要求，如：

1）货物快速通关验证

2）货物集装箱以及货物安全

3）货物实时情况

RFID（Radio Frequency identification，RFID）即射频识别技术[2]的应用于海运的集装箱上不仅满足当前海运的技术型需求，也符合海运成本的经济型需求。RFID在工业领域的应用有众多地方，领域包括物流，仓储，交通，海关，消防，高速，门禁，食物生产链，医药，图书馆等[3]。本文是集合其三个RFID功能并应用于集装箱上，通过系统来实现提高集装箱海运安全与快速过海关检查的目的。其三个功能如下：

（1）RFID温度标签：应用温度传感器将温度的变化存储在温度标签内。[4]

（2）RFID 湿度标签：应用湿度传感器将湿度的变化存储在湿度标签内。[4]

（3）RFID安全锁：通过RFID阅读器的读取后来打开安全锁，并通过GPS定位得到打开地址，再通过天线给系统发送信息。

2.RFID提高集装箱物流安全的设计

物流安全分为了两类：一类是货物数量安全，第二类货物质量安全。货物的运输流程通常是供应商从一个港口发货，打包装入集装箱，通过长短途运输发到另外一个买方目的港口，货物通过买方来配合办理相关安检手续，然后送至港口货运中心，再由货主至货运中心提取货物的过程。

在这流程中，从打包装入集装箱后要经过港口开箱验货以及买方开箱验货。每次的开箱都存在着货物的安全风险，诸如：货物丢失，货物变质等。同时在开箱封箱以及清点等过程中也造成人力成本的增加和物流效率的降低。

本文设计通过RFID安全锁，以及RFID温度标签与RFID湿度标签来协助实现提高集装箱物流安全，设计如图所示：图1RFID集装箱系统设计图

整个系统分成三个时段来处理集装箱货物信息：

（1）装箱上船：

货物打包装进带有RFID温度和湿度标签的集装箱，同时上RFID锁，接通信号，此时形成电子证书，其中包含货物信息，出发港口信息，货物托运人资料及其电子签名，同时附有出关检查人员检查货物后的电子签名。此电子证书通过车载GSM和GPRS通信网络发往系统，系统转发至目地港口海关，并通知货主货物上船以及货物等相关信息。

（2）海运过程：

RFID温度和湿度标签检测到箱内温度与湿度超标或是RFID锁被打开，将即时通过车载GSM（Global System for Mobile Communication）和GPRS（General Packet Radio Service）通信网络发送相关信息至系统，系统通知海关与货主

（3）到港过关：

海关通关电子证书了解集装箱整体情况，可在判断RFID锁后让货物通关，也可通过抽检等方式来查验货物，同时给货物电子证书上进行签署过关，所有的信息将记录进系统，同时通知货主取货。货主最后得到电子证书打开RFID锁进行验货，完成整个运输过程。

在整个系统带有RFID设备参与的运输过程中，实质性的解决了货物数量安全，货物质量安全，以及省去开箱验货，清点等过程中所产生的相关问题，同时系统实时监控货物运输全过程，因此提高整个运输安全，实现无纸化的安全海运，提高了效率。

2.1 RFID保证货物数量安全

2008年《西门子IT解决方案和服务》就进行测试证明了基于RFID技术设备弥补了工业检测系统在海上监控的漏洞，可以实现对货物不间断监控的实施[6]。通过RFID技术来保证货物不会在运输途中遗漏，丢失，调包等问题的出现，从而保证货物从离港到买家途中货物的安全。同时，减少货物开箱封箱过程中出现的安全问题，也减少人力的使用，有效提高物流效率。

首先，货物供应商根据买家的需求，准备一定数量和一定质量货物，并通过办理货物出关许可后将货物装入具有RFID温度湿度标签的集装箱货柜，并打上RFID安全锁，同时对集装箱内的货物进行定位，并把信息通过车载GSM和GPRS通信网络连接到一个卫星通信服务，那么信息就发至系统，从而交易双方货主也获得相关信息。

其次，给货物的集装箱打上带有RFID的标签锁，如果RFID的标签锁被破坏或是没有用RFID标签读取器进行解锁，那么就将这紧急信息发送至系统，从而货主与海关都可得知;再次，货物通过船上运输至买方港口，海关只需查看扫描带有RFID的集装箱和RFID标签锁，再查看系统发来的电子证书即可知道货物，以及货物的数量等信息。

最后，买家打开RFID锁，核对电子证书进行验货。在整个货物从供应商到买方过程中，只有第一次的装箱和最后一次的开箱，这样有效保证减少货物遗漏，丢失，调包等货物数量上的安全。

2.2 RFID保证货物质量安全

货物质量安全可通过以下三个方面来监控：

第一个方面是通过集装箱带有的车载GSM定位，保证集装箱货物实时监控，如果在运输过程中遇到集装箱定位异常，海关与货主都可监控到货物的去向。

第二个方面是通过RFID温度标签与RFID湿度标签进行实时监测温度与湿度，保证货物运输过程的货物质量安全，遇到温度与湿度超标，系统通知货主双方，双方即可得知问题与原因，为后续协商处理提供一个依据和保障。

第三个方面是RFID电子安全锁，只要安全锁未被打开，货物就可判断运输过程无调包等安全问题，从而保证其货品质量。并且电子证书长期有效，货物在后续遇到任何质量问题，都有依可循，可追查到底，从而保障了货物的质量安全。

2.3 提高整体工作效率

RFID技术与电子证书的使用，并在装货之时，对方港口安检人员查验认证，签署电子证书;运输过程，有GPS与RFID锁的使用，使得到港海关得以进一步认可整个运输过程中货物的安全性，因此省去货物开箱查验，从新装箱等环节，提高了工作效率，减少了人工成本。电子证书的使用改变了以往纸質文件的传递盖章等流程，全程电脑操作，高速网络传输，减少文件传递过程中人为过失，提高了工作效率。

3.系统与RFID的限制

系统全球使用存在难点，RFID技术在海运方面全球普及难，目前主要有美国，法国等一些国家的部门港口开始使用[5]。系统要达成通用接口的标准也难以定义。其次，RFID标签受金属物质的干扰问题也存在，这也将对RFID检测的结果带来影响。再次，国际各国海关标准与管理制度不同，也影响国际协作问题。

4.结束语

具有RFID技术的集装箱海运系统可以一定程度上保证货物的安全，起到实时监控，减少人为因素的过失，包括过关检查验货过程中的拆箱装箱所引起的时间，人力上的耗费;再次，电子证书减少了人为损坏与修改，保证货物后续有依可循，又提高了工作效率。带RFID技术的集装箱将为海运带来便利，提高海运安全与效率。（作者单位：福建船政交通职业学院）

参考文献：

[1]白焱，集装箱欺诈与防范[J]国际贸易1994年11期。

[2]许毅，陈建军.RFID原理与应用[M].清华大学出版社 2013 7-8.

[3]黄玉蓝.物联网射频识别（RFID）核心技术详解[M].人民邮电出版社 2012 20-24.

[4]孟海斌，张红雨.基于有源RFID的极低功耗温湿度传感标签的设计，[J].硬件纵横 2010年23期.

[5]文浩，国际集装箱海运与RFID[J]RFID商情 2012.2

[6]Rhea.W.Cargo-Tracking System Combines RFID，Sensors，GSM and Satellite[J].RFID Journal.2008.