《集裝箱自動識別》標準探討

針對RFID技術在智能化集裝箱上的應用，國際標準化組織ISO/TC104集裝箱技術委員會于1991年制定了ISO10374《集裝箱自動識別》的國際標準，并分別于1995年、2005年對標準進行了修訂。該標準對集裝箱標識電子標簽進行了定義，規(guī)定了標簽的物理要求、數(shù)據(jù)內容、讀取速度、通信頻率等內容，但沒有對標簽屬性、數(shù)據(jù)區(qū)域分配、數(shù)據(jù)格式、標簽安裝方式等內容進行明確的定義，對空中接口協(xié)議也沒有明確。我國于1999年制定的國家標準GB/T 17894-1999等同于ISO10374標準，但這兩個標準都沒有得到有效推廣，有許多問題值得探討。 

我國是集裝箱生產大國，世界上95％的集裝箱產于中國。同時，我國已成為名符其實的世界工廠，目前集裝箱的流通量占世界第三位。因此，對用于集裝箱的標識電子標簽標準的研究和應用將對我國的進出口貿易、集裝箱生產商、RFID產品制造商等企業(yè)產生重要的影響。集裝箱是國際流通的運輸工具，該標準的制定，需要考慮國際通用性。為此，我國需要盡快制定關于集裝箱標識電子標簽的國家標準，以保護國內的RFID產業(yè)，同時，又要影響ISO10374的修改，使之能兼容中國標準。 

經過對ISO10374的研究，建議從以下六個方面入手開展有針對性的研究工作： 

空中接口協(xié)議的選擇 

目前，有兩個標準可供選擇。一是ISO18000-6B，另一個是已被ISO接納為ISO18000-6C的EPC C1G2標準。這兩個標準，各有優(yōu)點。 

ISO18000-6B標準 

該標準定位于通用標準，應用比較成熟，產品性能相對穩(wěn)定，數(shù)據(jù)格式和標準相對簡單。ISO18000-6B標準的主要特點包括：標準成熟、產品穩(wěn)定、應用廣泛；ID號全球惟一；先讀ID號，后讀數(shù)據(jù)區(qū)；1024bits或2048bits的大容量；98Bytes或216Bytes的大用戶數(shù)據(jù)區(qū)；多標簽同時讀取，最多可同時讀取數(shù)十個標簽；數(shù)據(jù)讀取速度為40kbps。符合ISO18000-6B標準的電子標簽主要適用于資產管理等領域。目前國內開發(fā)的集裝箱標識電子標簽、電子車牌標簽、電子駕照（司機卡）均采用此標準的芯片。 

根據(jù)ISO18000-6B標準的特點，從標簽容量來講，可將ISO10374所定義的集裝箱數(shù)據(jù)全部寫入標簽內，并留有擴展的余地；從讀取速度和標簽數(shù)量來講，在卡口、碼頭作業(yè)等標簽數(shù)量不大的應用場合，應用ISO18000-6B標準的標簽基本能滿足需求。目前，中國海關物流監(jiān)管系統(tǒng)中所使用的“電子車牌識別系統(tǒng)”使用的就是ISO18000-6B標準的電子標簽，如果集裝箱標識電子標簽使用該標準，在應用系統(tǒng)中，就可以實現(xiàn)讀寫設備的共享，保護客戶已有的投資，節(jié)約成本。 

ISO18000-6B標準的不足之處在于：近幾年發(fā)展停滯，有被EPC C1G2取代的趨勢；用戶數(shù)據(jù)的軟件固化技術不太成熟，但這種情況可以通過芯片廠家將用戶數(shù)據(jù)嵌入解決。 

ISO18000-6C（EPC C1G2）標準 

該標準的特點是：速度快，數(shù)據(jù)速率可達40kbps～640kbps；可以同時讀取的標簽數(shù)量多，理論上能讀到1000多個標簽；首先讀EPC號碼，標簽的ID號需要用讀數(shù)據(jù)的方式讀??；功能強，具有多種寫保護方式，安全性強；區(qū)域多，分為EPC區(qū)（96bits或16Bytes，可擴展到512bits）、ID區(qū)（64bit或8Bytes）、用戶區(qū)(224bit或28Bytes)、密碼區(qū)(32bits或4 Bytes)，但有的廠商提供的標簽沒有用戶數(shù)據(jù)區(qū)，如Inpinj 的標簽。EPC C1G2標準主要適用于物流領域中大量物品的識別，正處于不斷發(fā)展之中。 

EPC C1G2標準具有通用性強、符合EPC規(guī)則、產品價格低、兼容性好等眾多優(yōu)點，但有如下問題需要考慮: 

1、該標準的標簽產品及應用還不成熟，目前的標簽多為空氣介質，如用到集裝箱上，需要對Inlay封裝做進一步的研究。 

2、用戶數(shù)據(jù)區(qū)小，只有28個字節(jié)，對于集裝箱標識電子標簽，如需將ISO10374所定義的集裝箱數(shù)據(jù)全部寫入，數(shù)據(jù)區(qū)容量不夠。 

3、目前，用于EPC標簽的芯片幾乎都是倒貼片的，可焊接封裝的芯片極少。倒貼片的工藝對于長年工作在室外、運動、顛簸的集裝箱來說，可靠性難以保證。 

4、EPC C1G2電子標簽定位于通用性標簽，過于追求低廉的價格，其芯片設計和封裝設計對產品的環(huán)境適應性考慮較弱，如應用于集裝箱標識電子標簽這種環(huán)境適用性要求較高、使用壽命較長、應用領域相對專業(yè)的領域，芯片的技術、性能、工藝需要進一步提高。 

5、該標準內含自毀程序，這對于集裝箱這種長期流動使用的運輸工具需要認真考慮。 

根據(jù)以上分析比較可知，ISO18000-6B標準的電子標簽技術、應用比較成熟，如應用于集裝箱標簽，產品化、實用化步驟可快一點；對于EPC C1G2，首先要解決芯片的技術、性能、工藝等問題，需要得到國內外芯片商的大力支持，實用化推廣的時間難以預料。 

頻率的確定 

ISO10374規(guī)定的頻率為860－960MHz，如我國RFID頻率的規(guī)劃在該范圍內，則可與世界直接接軌；如不在該范圍內，則ISO10374規(guī)定的頻率需要修改，標簽的頻率范圍須包含我國規(guī)定的頻率。 

標簽數(shù)量和安裝方式 

集裝箱標識電子標簽在集裝箱上的安放位置，需要根據(jù)集裝箱在整個運輸過程中各種采集設備的特性來綜合考慮，以使該技術能夠給整個物流供應過程帶來最大的便利和益處。如：在港口、碼頭的進出卡口，需保證通道上固定讀寫設備在0〜10米范圍內能夠讀到箱上的標簽；在港口內的集裝箱裝卸過程中需要保證裝卸機械上的一體化讀寫器在0〜4米范圍內能讀到箱上的標簽，以帶動港口自動化的實施；在貨物裝箱或海關、商檢的查驗過程中，需保證讀寫距離很短的手持讀寫器能夠讀到箱上的標簽。 

考慮到RFID電子標簽的特性和應用場合需求，經研究和測試，對于20英尺、40英尺等普通標準集裝箱，在集裝箱后門頂部橫梁的正面和頂面安放兩個內容相同的集裝箱標識電子標簽，可基本滿足不同場合的信息采集需求。 

標簽屬性定義或分類 

在集裝箱流通過程中，使用UHF頻段的電子標簽，除了集裝箱標識電子標簽、“電子車牌”標簽外，可能還會有更多的應用型電子標簽，如“電子駕照”等，同時處于同一區(qū)域。在其它場合，如拼箱倉庫、物流中心等場所，集裝箱、托盤、貨物包裝等設備上將來都會安裝電子標簽，應用系統(tǒng)會同時讀到各種標簽。為了便于識別、方便區(qū)別，建議在標簽中設置標簽屬性或分類標識，用一個字節(jié)表示，對每種標簽進行屬性定義或分類，加以區(qū)別。如: 

● 00H——電子車牌； 
● 01H——集裝箱標識電子標簽，為便于區(qū)別、識別，建議將該標簽定義為“電子箱號”； 
● 03H——電子駕照； 
● 04H——托盤； 
● 05H——包裝箱； 
● 06H——FFH預留 

標簽生產廠家定義 

ISO10374和ISO6346都規(guī)定集裝箱生產廠家的信息，電子標簽的ID號也含有芯片生產廠家的信息，建議在集裝箱標識標簽中設置標簽封裝、生產廠家的信息，可用一個字節(jié)表示。 

集裝箱體積數(shù)據(jù) 

建議在ISO10374第5章“集裝箱標簽數(shù)據(jù)內容和格式”中的表2規(guī)定中增加外部長度、外部高度、外部寬度等信息，以便通過集裝箱標簽可以直接、方便地讀取這些信息。 

以上建議是我們近年來研究集裝箱標識電子標簽的體會，希望能借此拋磚引玉，更好地完善ISO10374標準，相關部門應該根據(jù)國際標準，積極組織修訂我國的集裝箱自動識別標準。