漁船作為目前海洋漁業(yè)生產(chǎn)最大的運載作業(yè)工具, 它的管理及服務上一直存在著一些漏洞。船號就相當于船的身份證,以往漁船的船號都是用油漆手寫的,因此,一部分捕撈漁船為了偷捕盜撈,就會將船名號故意涂掉以逃避檢查。由于相關漁業(yè)漁船證書難以現(xiàn)場獲取檢查, 漁船管理上沒有一套完整有效的數(shù)據(jù)等原因,沿海地區(qū)無證克隆漁船、相互套用證書現(xiàn)象時有發(fā)生,且有日漸嚴重的趨勢。這不僅擾亂了漁業(yè)生產(chǎn)秩序,還存在著漁業(yè)安全生產(chǎn)隱患。為了提高漁業(yè)安全監(jiān)管科技手段,根據(jù)目前漁業(yè)安全生產(chǎn)中存在的具體情況,依托現(xiàn)代無線射頻識別、數(shù)據(jù)庫應用等技術,將無線射頻識別技術(RFID)應用到漁業(yè)安全生產(chǎn)領域中, 建立漁業(yè)船舶身份識別及漁船管理系統(tǒng), 對漁船實施“實時、有效”的監(jiān)管,實現(xiàn)漁船證書電子化、現(xiàn)場檢查取證電腦化和救助信息實時反饋化已是迫在眉睫。

　　1 RFID 技術簡介

　　RFID(Radio Frequency Identification)是20 世紀80 年代興起并逐漸走向成熟的技術, 射頻識別系統(tǒng)利用射頻標簽承裁信息, 射頻標簽和閱讀器間通過感應無線電波或微波能量進行非接觸雙向通信,達到自動識別的目的。RFID 標簽具有體積小、容量大、壽命長、可重復使用等特點,可支持快速讀寫、非可視識別、移動識別、多目標識別、定位及長期跟蹤管理。RFID 系統(tǒng)的工作原理:閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號,當射頻卡進入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應電流, 射頻卡獲取能量被激活;射頻卡將自身編碼等信息通過卡內發(fā)送天線發(fā)送出去;系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號, 經(jīng)天線調節(jié)器傳送到閱讀器; 閱讀器對接收的信號進行解調和解碼然后送到后臺主系統(tǒng)進行相關處理; 主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該信息的合法性,針對不同的設定做出相應的處理和控制,發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構動作。目前RFID 技術的應用已經(jīng)很普遍,被物流、零售、裝配等行業(yè)推崇。特別在物資管理和空間定位與跟蹤方面應用最為成熟。

　　2 系統(tǒng)硬件設計

　　系統(tǒng)硬件由三部分組成:(1)無線射頻電子標簽;(2)手持式電子標簽POS 機;(3)身份識別計算機管理系統(tǒng),如圖1。射頻識別系統(tǒng)包括兩個部分: 它們是射頻卡和讀寫器。射頻卡也稱應答器或無線射頻電子標簽, 它的幾個主要模塊集成到一塊芯片中, 完成與讀寫器的通信, 芯片上的內存部分用來儲存識別號碼或其它數(shù)據(jù), 如漁船的基本技術數(shù)據(jù)、類型、登記產(chǎn)權、歷次檢驗、安全設備配備、漁業(yè)許可、漁業(yè)互保、船員情況等。芯片外圍僅需要連接天線,可以作為漁船身份識別標識卡。讀寫器也稱收發(fā)器或手持式電子標簽POS 機, 它由發(fā)射單元、接收單元、信號處理控制單元和電源等組成。它通過天線向RFID 卡發(fā)送射頻調制信號(也稱詢問信號),同時通過天線接收從RFID 卡返回的載有RFID 卡中信息的射頻調制信號(也稱應答信號),經(jīng)處理后傳給智能控制設備。系統(tǒng)的基本工作原理是:通過漁船上固定的無線射頻電子標簽卡,采用手持式電子標簽POS 機來識別讀取漁船的基本信息,然后通過漁船綜合管理系統(tǒng),可以全面了解該漁船的基本技術數(shù)據(jù)、類型、登記產(chǎn)權、歷次檢驗、安全設備配備、漁業(yè)許可、漁業(yè)互保、船員情況等情況,為漁船管理提供統(tǒng)一的綜合數(shù)據(jù)平臺。射頻信號工作方式有兩種:電磁耦合和電磁傳播。電磁耦合一般適合于中、低頻工作的近距離射頻識別;典型的工作頻率有125kHz(LF)和13.56MHz(HF),識別距離在1 米以內。電磁傳播方式則一般適合于高頻、微波工作的遠距離射頻識別系統(tǒng); 典型的工作頻率有860~915MHz(UHF)、2.45GHz(μWF)和5.8GHz(DF),識別距離最長可達十幾米。 

　　 (1)無線射頻電子標簽:無線射頻電子標簽的選用應能夠保證穩(wěn)定的無線通訊、無需外置電源、抗干擾性好。標牌要求和船舶駕艙體緊固結合,安裝要具有永久性、不可拆卸等,在標牌上印有漁業(yè)船舶身份識別管理序號、中國漁政標志、電子標簽序號、發(fā)證單位名稱及發(fā)證日期等相關信息,標識牌底面應印有符合漁業(yè)安全管理內容的圖案。存儲要求:電子標簽內應存儲最基本的船舶信息,包括:電子標簽序號、船名號。電子標簽序號:為一組16 位數(shù)字。船名號: 3 位漢字+5 數(shù)字。 

　　 (2)手持式電子標簽POS 機:POS 機殼體應堅固耐用、具有防水、防摔碰和抗海洋環(huán)境侵蝕的功能;性能上要求具有工業(yè)級標準的可靠性、耐用性、良好的讀寫性能,POS 機具有與計算機通信功能、讀卡及顯示功能、存儲功能,查詢功能等。其要求如下:
    ①POS 機采用USB 接口與計算機USB 接口連接進行通信。
    ②POS 機在讀取電子標牌數(shù)據(jù)后,應能即時在POS 機上顯示船舶基本信息、船名和船名號信息,與檢查時間一起自動存儲。并能與POS 機內黑名單數(shù)庫據(jù)進行對比,如果黑名單有此船,應顯示此船是非法捕撈船或有違法記錄的船。
    ③POS 機至少應能存儲100 次稽查記錄,每次記錄內容應包括:稽查日期、時間、船號、船名號。
    ④POS 機至少應能存儲100 條黑名單記錄。
    ⑤POS機通過按鍵操作選擇不同菜單可以查詢稽查數(shù)據(jù),并在POS 機顯示屏上顯示相應的信息。具體操作應包括:通過按鍵操作可以查詢稽查記錄的條數(shù)。通過按鍵操作可以按時間、船號、船名號或稽查到黑名單漁船號快速查詢稽查記錄。通過按鍵操作可以查詢POS 機資料。
    ⑥POS 機內置永久實時時鐘,每次與計算機連接上傳或下傳數(shù)據(jù)時接受時間校時。
    ⑦POS 機應具有自動檢測功能。在開機時自行檢測POS 機各主要部件的工作性能,并對出現(xiàn)故障的部位或部件予以警示。
    ⑧當POS 機失電時,應能自動進入保護狀態(tài),保持時效不少于30 天。⑨POS 機具有USB接口,有線數(shù)據(jù)傳輸功能。

　　(3)身份識別計算機管理系統(tǒng):系統(tǒng)對硬件方面的要求較低,一般配置的PC 及筆記本電腦就能滿足系統(tǒng)的要求, 如CPU 主頻為1G 以上、內存為128M 等。軟件應能滿足現(xiàn)有的計算機接口傳輸要求,如USB2.0 等。身份識別計算機管理系統(tǒng)主要功能是通過RFID 電子標簽、漁船身份識別POS 機采集的數(shù)據(jù)進行錄入,并分類保存以備隨時檢索使用,同時對原始數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計匯總,最終通過此系統(tǒng)傳遞給用戶進行操作和管理。該管理系統(tǒng)能夠完整的、全面的反應漁業(yè)船舶管理情況。

　　3 系統(tǒng)軟件設計

　　漁船身份識別管理系統(tǒng)軟件邏輯框架如圖2, 漁船身份識別管理系統(tǒng)軟件是整個系統(tǒng)的最終用戶界面,以WIN2000 或者XP 為開發(fā)平臺,其選擇的后臺數(shù)據(jù)庫軟件應是當前成熟的數(shù)據(jù)庫軟件, 并能和WINDOWS 軟件開發(fā)語言有良好的融合性。通過RFID 電子標簽、漁船身份識別POS 機采集的數(shù)據(jù)最終通過此軟件傳遞給用戶進行操作和管理。這套軟件是能夠完整的、全面的反應漁業(yè)船舶管理情況的軟件, 包含的信息數(shù)據(jù)要求完備,從船舶的基本信息、持證情況、船舶安全設備配置情況、船上基本人員信息、船舶違規(guī)記錄情況、到港簽證情況等一應俱全。軟件還應具有黑名單功能、船舶保險狀態(tài)查詢等功能,對查詢到的列入黑名單的數(shù)據(jù)進行提示報警,以加強對違規(guī)船舶、三無船舶、高危漁船的管理。軟件的數(shù)據(jù)通過異步數(shù)據(jù)更新和數(shù)據(jù)包加載,定期更新采集數(shù)據(jù)到網(wǎng)絡服務器上,客戶端只要定期下載更新,即可實現(xiàn)軟件的數(shù)據(jù)同步;并通過對服務器上的數(shù)據(jù)進行定期更新、備份以保證數(shù)據(jù)的可靠和安全。同時針對不同的用戶,設置不同的權限,在相應的管理權限內管理操作更新數(shù)據(jù),保持數(shù)據(jù)的安全可靠性。軟件設計要求簡約,操作方便、人性化,并能根據(jù)客戶的要求及時進行調整等。要求軟件具有良好的穩(wěn)定性、兼容性和擴展性,便于以后升級開發(fā)。軟件應充分考慮數(shù)據(jù)的更新。一方面,客戶端與下載的服務器數(shù)據(jù)比較后,應能更新當前數(shù)據(jù)庫;另一方面,能把上傳的數(shù)據(jù)與服務器數(shù)據(jù)比較,提醒后更新服務器數(shù)據(jù)。安全性原則:漁船身份識別系統(tǒng)軟件應具備良好的安全性,軟件加密應具備在受到24 小時連續(xù)攻擊下不被解碼。

圖2 RFID 漁船身份識別系統(tǒng)管理軟件邏輯框架

　　4 結束語

　　隨著社會經(jīng)濟和科技的發(fā)展, 射頻卡技術會越來越廣泛的應用于各行各業(yè),特別是無線通信,身份識別,金融交易,公用交通等領域。RFID 漁船身份識別系統(tǒng)能使執(zhí)法人員只要手持漁船身份識別POS 機,通過讀取安裝在漁船上的漁船識別模塊(電子標簽),就能在POS 機上、電腦上反映出相關漁船信息和船員的基本信息。這不僅可以加強漁船的管理,迅速發(fā)現(xiàn)“克隆”船、“冒用船號”漁船,而且一旦發(fā)生海上救助事件,通過查詢電腦上相關漁船資料,就能反映出漁船配備安全設備、船況、船員的基本情況,及時做出應急措施。RFID 射頻識別技術是一個新興的技術, 它應用于海洋漁業(yè)方面, 有利于提高安全管理與執(zhí)法的效率、有利于打擊冒用(克隆)漁船。所以它將成為漁船管理領域新的發(fā)展趨勢,該項目具有巨大經(jīng)濟效益。

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    作者簡介:趙樹平(1960-),男(漢族),遼寧省大連市人,大連水產(chǎn)學院信息工程學院副教授,碩士,主要從事RFID 技術應用的研究。