自“9.11”事件以来,许多专业人士发现当今国际供应链中,尤其是海运业,存在着许多安全隐患,每年都有许多大规模杀伤性武器隐匿在数百万个集装箱中被运送到世界各地。“9.11”事件后,美国为保护本土安全,于2002年1月由美国海关出台了以提升世界贸易中的全球海运货物集装箱运输这一重要环节的安全性为要旨的“集装箱安全协议(CSI)”。为使CSI得到有效落实,华盛顿安全技术策略委员会又推出了智能保安贸易路线(Smart and Secure Tradelanes,简称SST)。SST是为提高集装箱信息传递的准确性和安全性,加快集装箱流转速度,消除安全隐患,在港口经营商、付货人、物流服务供货商及船公司之间建立一个公共信息平台,在此平台上,可提供实时可视化管理、非正常开箱自动报警、从始发地到目的地全程追踪等功能,集装箱所有信息公开透明,货主、船公司都可实时查询集装箱动态。 本文针对美国提出的“集装箱安全协议”和“智能保安贸易路线”,从集装箱的运输安全角度出发,开发了一种基于无线射频技术的集装箱安全管理电子标签及阅读器,简称集装箱智能锁。安装在集装箱上的电子标签能实时提取集装箱门的启闭信息,并通过无线射频方式将相应集装箱编号及集装箱门的启闭信息传递至阅读器,通过RS232,集装箱相关信息及门的启闭状态与对应的启闭时间实时反映在集装箱安全管理界面上。 文章详细介绍了集装箱智能锁的原理、系统组成、硬件结构设计和软件开发方法,主要包括以下内容: (1)电子标签及阅读器的功能设计和方案的研究。采用集装箱上设置电子标签、关键道口架设阅读器的方式进行安全管理。 (2)射频通信模块的选型与设计。选用挪威Nodic公司的双向无线射频收发芯片nRF905,实现无线射频连接,完成软件的编写与调试,实现数据的可靠收发。 (3)控制芯片的选型与设计。选用TI公司的MSP430F系列的16位微控制器,实现系统控制、射频数据发送、射频数据接收、串口通讯等功能。 (4)建立一个集装箱公共安全管理界面。在此平台上,可提供实时集装箱门的启闭信息与安全报警。 最后,论文在总结全文工作的基础上对进一步研究提出了建议和展望。