《集装箱自动识别》标准探讨

针对RFID技术在智能化集装箱上的应用，国际标准化组织ISO/TC104集装箱技术委员会于1991年制定了ISO10374《集装箱自动识别》的国际标准，并分别于1995年、2005年对标准进行了修订。该标准对集装箱标识电子标签进行了定义，规定了标签的物理要求、数据内容、读取速度、通信频率等内容，但没有对标签属性、数据区域分配、数据格式、标签安装方式等内容进行明确的定义，对空中接口协议也没有明确。我国于1999年制定的国家标准GB/T 17894-1999等同于ISO10374标准，但这两个标准都没有得到有效推广，有许多问题值得探讨。 

我国是集装箱生产大国，世界上95％的集装箱产于中国。同时，我国已成为名符其实的世界工厂，目前集装箱的流通量占世界第三位。因此，对用于集装箱的标识电子标签标准的研究和应用将对我国的进出口贸易、集装箱生产商、RFID产品制造商等企业产生重要的影响。集装箱是国际流通的运输工具，该标准的制定，需要考虑国际通用性。为此，我国需要尽快制定关于集装箱标识电子标签的国家标准，以保护国内的RFID产业，同时，又要影响ISO10374的修改，使之能兼容中国标准。 

经过对ISO10374的研究，建议从以下六个方面入手开展有针对性的研究工作： 

空中接口协议的选择 

目前，有两个标准可供选择。一是ISO18000-6B，另一个是已被ISO接纳为ISO18000-6C的EPC C1G2标准。这两个标准，各有优点。 

ISO18000-6B标准 

该标准定位于通用标准，应用比较成熟，产品性能相对稳定，数据格式和标准相对简单。ISO18000-6B标准的主要特点包括：标准成熟、产品稳定、应用广泛；ID号全球惟一；先读ID号，后读数据区；1024bits或2048bits的大容量；98Bytes或216Bytes的大用户数据区；多标签同时读取，最多可同时读取数十个标签；数据读取速度为40kbps。符合ISO18000-6B标准的电子标签主要适用于资产管理等领域。目前国内开发的集装箱标识电子标签、电子车牌标签、电子驾照（司机卡）均采用此标准的芯片。 

根据ISO18000-6B标准的特点，从标签容量来讲，可将ISO10374所定义的集装箱数据全部写入标签内，并留有扩展的余地；从读取速度和标签数量来讲，在卡口、码头作业等标签数量不大的应用场合，应用ISO18000-6B标准的标签基本能满足需求。目前，中国海关物流监管系统中所使用的“电子车牌识别系统”使用的就是ISO18000-6B标准的电子标签，如果集装箱标识电子标签使用该标准，在应用系统中，就可以实现读写设备的共享，保护客户已有的投资，节约成本。 

ISO18000-6B标准的不足之处在于：近几年发展停滞，有被EPC C1G2取代的趋势；用户数据的软件固化技术不太成熟，但这种情况可以通过芯片厂家将用户数据嵌入解决。 

ISO18000-6C（EPC C1G2）标准 

该标准的特点是：速度快，数据速率可达40kbps～640kbps；可以同时读取的标签数量多，理论上能读到1000多个标签；首先读EPC号码，标签的ID号需要用读数据的方式读取；功能强，具有多种写保护方式，安全性强；区域多，分为EPC区（96bits或16Bytes，可扩展到512bits）、ID区（64bit或8Bytes）、用户区(224bit或28Bytes)、密码区(32bits或4 Bytes)，但有的厂商提供的标签没有用户数据区，如Inpinj 的标签。EPC C1G2标准主要适用于物流领域中大量物品的识别，正处于不断发展之中。 

EPC C1G2标准具有通用性强、符合EPC规则、产品价格低、兼容性好等众多优点，但有如下问题需要考虑: 

1、该标准的标签产品及应用还不成熟，目前的标签多为空气介质，如用到集装箱上，需要对Inlay封装做进一步的研究。 

2、用户数据区小，只有28个字节，对于集装箱标识电子标签，如需将ISO10374所定义的集装箱数据全部写入，数据区容量不够。 

3、目前，用于EPC标签的芯片几乎都是倒贴片的，可焊接封装的芯片极少。倒贴片的工艺对于长年工作在室外、运动、颠簸的集装箱来说，可靠性难以保证。 

4、EPC C1G2电子标签定位于通用性标签，过于追求低廉的价格，其芯片设计和封装设计对产品的环境适应性考虑较弱，如应用于集装箱标识电子标签这种环境适用性要求较高、使用寿命较长、应用领域相对专业的领域，芯片的技术、性能、工艺需要进一步提高。 

5、该标准内含自毁程序，这对于集装箱这种长期流动使用的运输工具需要认真考虑。 

根据以上分析比较可知，ISO18000-6B标准的电子标签技术、应用比较成熟，如应用于集装箱标签，产品化、实用化步骤可快一点；对于EPC C1G2，首先要解决芯片的技术、性能、工艺等问题，需要得到国内外芯片商的大力支持，实用化推广的时间难以预料。 

频率的确定 

ISO10374规定的频率为860－960MHz，如我国RFID频率的规划在该范围内，则可与世界直接接轨；如不在该范围内，则ISO10374规定的频率需要修改，标签的频率范围须包含我国规定的频率。 

标签数量和安装方式 

集装箱标识电子标签在集装箱上的安放位置，需要根据集装箱在整个运输过程中各种采集设备的特性来综合考虑，以使该技术能够给整个物流供应过程带来最大的便利和益处。如：在港口、码头的进出卡口，需保证通道上固定读写设备在0〜10米范围内能够读到箱上的标签；在港口内的集装箱装卸过程中需要保证装卸机械上的一体化读写器在0〜4米范围内能读到箱上的标签，以带动港口自动化的实施；在货物装箱或海关、商检的查验过程中，需保证读写距离很短的手持读写器能够读到箱上的标签。 

考虑到RFID电子标签的特性和应用场合需求，经研究和测试，对于20英尺、40英尺等普通标准集装箱，在集装箱后门顶部横梁的正面和顶面安放两个内容相同的集装箱标识电子标签，可基本满足不同场合的信息采集需求。 

标签属性定义或分类 

在集装箱流通过程中，使用UHF频段的电子标签，除了集装箱标识电子标签、“电子车牌”标签外，可能还会有更多的应用型电子标签，如“电子驾照”等，同时处于同一区域。在其它场合，如拼箱仓库、物流中心等场所，集装箱、托盘、货物包装等设备上将来都会安装电子标签，应用系统会同时读到各种标签。为了便于识别、方便区别，建议在标签中设置标签属性或分类标识，用一个字节表示，对每种标签进行属性定义或分类，加以区别。如: 

● 00H——电子车牌； 
● 01H——集装箱标识电子标签，为便于区别、识别，建议将该标签定义为“电子箱号”； 
● 03H——电子驾照； 
● 04H——托盘； 
● 05H——包装箱； 
● 06H——FFH预留 

标签生产厂家定义 

ISO10374和ISO6346都规定集装箱生产厂家的信息，电子标签的ID号也含有芯片生产厂家的信息，建议在集装箱标识标签中设置标签封装、生产厂家的信息，可用一个字节表示。 

集装箱体积数据 

建议在ISO10374第5章“集装箱标签数据内容和格式”中的表2规定中增加外部长度、外部高度、外部宽度等信息，以便通过集装箱标签可以直接、方便地读取这些信息。 

以上建议是我们近年来研究集装箱标识电子标签的体会，希望能借此抛砖引玉，更好地完善ISO10374标准，相关部门应该根据国际标准，积极组织修订我国的集装箱自动识别标准。