一、應(yīng)用背景

　　當(dāng)前集裝箱物流過(guò)程的信息化水平是制約當(dāng)今集裝箱運(yùn)輸發(fā)展的瓶頸之一，目前國(guó)內(nèi)集裝箱管理的現(xiàn)狀是：集裝箱的信息采集基本依靠人工抄錄或半自動(dòng)化來(lái)完成，集裝箱供應(yīng)鏈的流通管理、跟蹤監(jiān)控等信息處于孤立狀態(tài)，實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)只有65%，集裝箱的流轉(zhuǎn)以人工采集箱號(hào)信息，效率低下，很難實(shí)現(xiàn)港口自動(dòng)化。據(jù)分析全球因集裝箱貨物失竊造成的損失達(dá)300～500億美元，包括間接損失在內(nèi)，全球每年損失2,000億美元。集裝箱鉛封存在的缺陷和漏洞已經(jīng)成為滋生的各種集裝箱犯罪手段的土壤，不法分子總是通過(guò)集裝箱鉛封的漏洞和缺陷輕松作案，并屢屢得手。很多主營(yíng)集裝箱運(yùn)輸?shù)奈锪髌髽I(yè)，曾多次遭受集裝箱偷盜事件，不但蒙受經(jīng)濟(jì)損失，并且在行業(yè)內(nèi)遭受的信譽(yù)遭損失，更無(wú)法估量。

　　與傳統(tǒng)的集裝箱鉛封相比，電子鉛封內(nèi)置芯片，具備唯一ID號(hào)，密碼的唯一性和不可修改的性能，使他人不可能制造相同ID號(hào)的電子鉛封。利用RFID電子鉛封，可以更加高效、準(zhǔn)確、安全的管控集裝箱在運(yùn)輸過(guò)程中的每個(gè)環(huán)節(jié)的狀態(tài)，并且通過(guò)具有讀寫RFID功能的無(wú)線智能移動(dòng)終端，首先可以實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備自動(dòng)的獲取集裝箱上電子標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)，即方便前方工作人員的操作，又保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及真實(shí)性;其次，實(shí)現(xiàn)前方人員隨時(shí)隨地的與后方管理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，進(jìn)一步進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)一處理，后臺(tái)管理人員及貨主等能夠?qū)崟r(shí)的對(duì)貨物運(yùn)輸過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，大大加強(qiáng)了集裝箱管理的力度，保障了整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中的安全。

　　二、系統(tǒng)架構(gòu)

　　集裝箱電子鉛封管理系統(tǒng)從應(yīng)用上可以分為：智能移動(dòng)終端應(yīng)用、電子鉛封管理中心、系統(tǒng)中間應(yīng)用服務(wù)、后臺(tái)系統(tǒng)管理平臺(tái)、信息服務(wù)平臺(tái)五個(gè)組成部分。

　　智能移動(dòng)終端應(yīng)用部分主要指前方各類用戶使用智能終端設(shè)備對(duì)集裝箱進(jìn)行信息查詢、信息采集、狀態(tài)修改等操作來(lái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)需求。主要包括移動(dòng)終端硬件、安全的無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)、配合無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)所設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全接入平臺(tái)所需的認(rèn)證設(shè)備。這其中最重要的部件就是智能移動(dòng)終端，包括軟件和硬件兩個(gè)部分。它既是移動(dòng)的手持設(shè)備、內(nèi)置RFID讀寫模塊、打印設(shè)備等手持終端設(shè)備的總稱，又是上這些設(shè)備上運(yùn)行的軟件系統(tǒng)的總稱。

　　電子鉛封管理中心是指具有RFID芯片的一次性鉛封，它內(nèi)部可以對(duì)集裝箱的信息進(jìn)行存儲(chǔ)及修改，通過(guò)智能移動(dòng)終端可以對(duì)電子鉛封內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，確保電子鉛封內(nèi)信息準(zhǔn)確。電子鉛封部分主要包括電子鉛封模塊、電子鉛封管理中心兩部分。電子鉛封模塊為一次性使用設(shè)計(jì)，確保鉛封在非正常操作情況下不會(huì)被替換、復(fù)用。電子鉛封管理中心是指，在電子鉛封在提取使用前，需要在管理中心對(duì)電子鉛封進(jìn)行數(shù)據(jù)初始化、數(shù)據(jù)入庫(kù)登記及庫(kù)存規(guī)劃、發(fā)放記錄等操作，電子鉛封在使用過(guò)程中，電子鉛封管理中心會(huì)為后臺(tái)管理平臺(tái)提供有關(guān)鉛封內(nèi)實(shí)時(shí)信息的數(shù)據(jù)支撐。

　　系統(tǒng)中間應(yīng)用服務(wù)是為移動(dòng)終端提供請(qǐng)求服務(wù)的應(yīng)用服務(wù)，它由中間件服務(wù)及硬件服務(wù)器組成，智能移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接入后將直接與中間應(yīng)用服務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，中間服務(wù)根據(jù)前端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，進(jìn)行數(shù)據(jù)解析后，與后臺(tái)系統(tǒng)或其它業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，再將反饋結(jié)果數(shù)據(jù)回傳至前臺(tái)，是前端與后臺(tái)通信的橋梁。

　　后臺(tái)管理平臺(tái)包括數(shù)據(jù)中心、系統(tǒng)管理、接口管理、監(jiān)控平臺(tái)幾部分，系統(tǒng)所有采集到的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都將存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)中，系統(tǒng)管理用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)集裝箱電子鉛封管理系統(tǒng)的用戶、部門、權(quán)限、設(shè)備、日志等管理，用戶可以進(jìn)行自定義配置。接口管理用來(lái)負(fù)責(zé)所有對(duì)外提供數(shù)據(jù)服務(wù)，或者外接至其它系統(tǒng)接口，系統(tǒng)將把接口管理部分設(shè)計(jì)為統(tǒng)一、通用型的接口管理方式，這樣就可以靈活的配置本系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的對(duì)接方式，從而降低系統(tǒng)的搭建成本。監(jiān)控平臺(tái)仍然是利用終端設(shè)備采集會(huì)的GPS坐標(biāo)信息，進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)用，對(duì)前方現(xiàn)場(chǎng)的人、貨進(jìn)行更好的監(jiān)管。

　　信息服務(wù)平臺(tái)式是根據(jù)業(yè)務(wù)需要，對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行信息共享，提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換平臺(tái)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)布。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，海關(guān)、公安、檢驗(yàn)、檢疫、港區(qū)、船公司、物流企業(yè)，收發(fā)貨人等都可以通過(guò)信息服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行分級(jí)信息共享，用戶還可以使用信息服務(wù)平臺(tái)來(lái)定制一些業(yè)務(wù)信息或其它增值服務(wù)，信息服務(wù)平臺(tái)通過(guò)短信平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)等形式向各類用戶的個(gè)人手機(jī)發(fā)布最新業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、行業(yè)信息等服務(wù)，以提供便捷、高效的信息服務(wù)。

　　三、系統(tǒng)功能

　　3.1.電子鉛封管理子系統(tǒng)

　　電子鉛封管理子系統(tǒng)是對(duì)電子鉛封進(jìn)行統(tǒng)一管理的功能模塊，它從電子鉛封生產(chǎn)出來(lái)進(jìn)行入庫(kù)操作開始，到電子鉛封的一次運(yùn)輸任務(wù)結(jié)束的整個(gè)過(guò)程，進(jìn)行監(jiān)控、維護(hù)、管理。并且為集裝箱運(yùn)輸中的業(yè)務(wù)流程提供關(guān)于電子鉛封基礎(chǔ)信息、狀態(tài)的數(shù)據(jù)支撐。電子鉛封管理子系統(tǒng)由入庫(kù)登記、發(fā)放、狀態(tài)跟蹤、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)幾個(gè)模塊構(gòu)成。

　　3.2.智能移動(dòng)終端子系統(tǒng)

　　智能移動(dòng)終端通過(guò)讀寫電子鉛封內(nèi)信息，并將數(shù)據(jù)發(fā)送至后臺(tái)，進(jìn)行詳細(xì)信息獲取，實(shí)現(xiàn)在集裝箱運(yùn)輸過(guò)程中運(yùn)輸司機(jī)、港口集裝箱檢查人員、集裝箱管理人員的各類業(yè)務(wù)需求，并且保證電子鉛封在運(yùn)輸過(guò)程中的狀態(tài)真實(shí)準(zhǔn)確。

　　智能移動(dòng)終端用戶首先通過(guò)連接VPN網(wǎng)路，使用自己的賬號(hào)及密碼登陸系統(tǒng)，后臺(tái)服務(wù)會(huì)自動(dòng)驗(yàn)證用戶的合法性及權(quán)限，從而加載所能操作的軟件功能模塊。

　　系統(tǒng)登錄首先會(huì)驗(yàn)證用戶身份、密碼是否正確，然后會(huì)在后臺(tái)比對(duì)終端系統(tǒng)的軟件版本，如果發(fā)現(xiàn)有新版本發(fā)布，將自動(dòng)升級(jí)終端軟件，升級(jí)完成后會(huì)自動(dòng)登錄終端系統(tǒng)。

　　登陸后，會(huì)進(jìn)入集裝箱電子鉛封系統(tǒng)主界面，主界面會(huì)顯示登陸用戶所擁有權(quán)限的功能模塊，主要包括司機(jī)操作、碼頭操作、其它操作、信息操作、高級(jí)操作、系統(tǒng)設(shè)置等。進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置，用戶可以對(duì)終端軟件系統(tǒng)進(jìn)行個(gè)性化配置、配置外接設(shè)備、修改網(wǎng)路連接、獲取基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、字典數(shù)據(jù)等操作。

　　如果現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，無(wú)法接入后臺(tái)服務(wù)，用戶可以進(jìn)行離線登陸，登陸系統(tǒng)后仍然可以進(jìn)行業(yè)務(wù)操作，操作生成的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)將暫存在終端設(shè)備上，待網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常，系統(tǒng)將自動(dòng)將未上傳數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送，與后臺(tái)數(shù)據(jù)中心保持?jǐn)?shù)據(jù)統(tǒng)一。

　　3.3.信息服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)

　　信息服務(wù)平臺(tái)是一個(gè)較為獨(dú)立的，運(yùn)行于物聯(lián)網(wǎng)上的Web信息服務(wù)系統(tǒng)，他主要包括信息對(duì)外發(fā)布、共享信息查詢、預(yù)警信息訂閱、第三方業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換幾部分。它與系統(tǒng)內(nèi)網(wǎng)架設(shè)了安全隔離設(shè)備，從而保證了主業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不會(huì)被泄漏，經(jīng)過(guò)了安全隔離處理，系統(tǒng)可按照需求，將內(nèi)部的數(shù)據(jù)發(fā)布至外網(wǎng)服務(wù)中，對(duì)外提供數(shù)據(jù)支撐。

　　3.4.系統(tǒng)管理平臺(tái)子系統(tǒng)

　　為了保證集裝箱電子鉛封系統(tǒng)的正常順利運(yùn)行，必須有一套管理系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)助。主要完成對(duì)各業(yè)務(wù)應(yīng)用的用戶、權(quán)限、手持設(shè)備、日志的管理、信息轉(zhuǎn)發(fā)及手持系統(tǒng)的軟件升級(jí)管理、完成各類信息查詢統(tǒng)計(jì)，并對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)監(jiān)測(cè)，是集裝箱電子鉛封系統(tǒng)不可缺少的協(xié)助系統(tǒng)。

　　四、主要設(shè)備介紹

　　4.1電子鉛封

　　集裝箱用電子鉛封內(nèi)置RFID模塊，內(nèi)部構(gòu)成電器回路，外部用工程塑料包容。螺桿鎖緊鋼繩后自動(dòng)斷開，在不破壞外觀和性能的情況下，使用工具不能打開電子鉛封，如破壞性打開鉛封。性能和外觀而不能復(fù)原?？筛鶕?jù)客戶需求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，可定制尺寸、大小、外觀、logo等。

圖1：集裝箱電子鉛封示例

　　4.2智能物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集手持終端

　　集裝箱用電子鉛封數(shù)據(jù)采集手持終端要求具有工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，識(shí)讀性能優(yōu)良。