集装箱作为国际间物流运输的主要承载工具,因其产品的标准化而建立起的完整运输体系,在全球物流运输行业迅速发展。但在集装箱运输过程中存在着以下问题:在集装箱运输的过程中,集装箱信息的采集大多依靠人工记录或者摄像等方法采集,效率低,准确性差,制约着港口自动化的进程;在集装箱运输过程中,集装箱的流通管理与跟踪监控处于孤立状态,不能实时进行更新;集装箱采用的高保铅封功能单一,不法分子经常利用高保铅封存在的机械缺陷进行偷盗,使集装箱运输行业蒙受巨大损失。针对集装箱运输过程中存在的问题,本文采用RFID、GPS、无线通信、传感采集等技术与传统铅封相结合的方法设计、实现了一套集装箱智能铅封系统的方案,实现对集装箱信息的存储、集装箱运输途中的状态信息采集与监控,同时能够与云平台进行数据传输,实时回传集装箱位置信息,进而对运输过程中出现的安全事故进行预警。主要工作如下:(1)完成了集装箱智能铅封系统的整体框架设计,分析了运输过程中存在的问题以及需要满足的功能需求,确定了以RFID与GPRS相结合的无线数据传输模式,以及霍尔传感器与GPS为基础的信息采集方案。采用模块化设计的思路,分别开发了智能铅封、智能铅封读写器两个子系统,完成了各个子系统的功能以及各个模块之间的通信协议。(2)设计了智能铅封子系统,其利用RFID存储集装箱信息,霍尔效应和GPS实现了对集装箱信息的采集,随后将采集的数据进行A/D转换,最后通过无线通信网络传送给云平台。本系统完成了对智能铅封各个模块的硬件电路及工作程序的设计,能够实现对集装箱箱门状态和位置信息的实时采集与传输。(3)设计了读写器子系统,其主要包括三个部分:读写器工作模式的确定,读写器与智能铅封之间的通信协议,电路和操作界面的设计,实现了对智能铅封的施封、查验及解封。(4)完成了智能铅封系统的集成封装与功能测试,通过对测试结果的分析,智能铅封系统实现了预设功能需求,读写器与智能铅封之间可以稳定传输数据,智能铅封能够准确检测集装箱箱门开关状态以及定位集装箱位置。本系统具有体积小、使用简单、功耗低和稳定性好的优点,在自动化港口建设过程中具有很好的应用价值。