基于J2EE的航港集装箱物流RFID信息系统研究

上海交通大学硕士学位论文基于J2EE的航港集装箱物流RFID信息系统研究姓名：单立飞申请学位级别：硕士专业：软件工程指导教师：王东20050501上海交通大学工程硕士学位论文第4页基于J2EE的航港集装箱物流RFID信息系统研究摘要集装箱港口面临着在土地等硬件资源增长有限的同时提高集装箱周转速度的严峻挑战为了提高集装箱周转速度作者应用射频识别RFID技术在J2EE平台上研制港口集装箱物流信息系统消除了人工辨识集装箱的时间损耗和差错可能有效加快了物流作业速度能够扩大港口集装箱吞吐量增强港口的综合竞争优势射频识别RFID技术是一种自动识别技术RFID技术具有在各种复杂应用场所中广泛的适应性但其信息存储一直没有统一的格式造成系统难以兼容和升级EPC电子产品编码是全球统一的编码形式作者提出一种利用EPC编码将物品具体信息和物品标识相分离的RFID信息编码存储方案实现供应链内信息的通用流通和共享作者仔细分析了目前的两种基于EPC的RFID信息系统的参考模型树型模型和层次型模型的结构与特点认为树型模型使用边界Savant模块和内部Savant模块作树型网络节点最后指出层次模型中Savant模块RFID信息服务系统具有较高的参考价值作者参照层次型模型结合应用具体需求提出了航港集装箱物流RFID信息系统设计方案整个系统分为现场信息收集子系统和RFID信息服务子系统两层现场信息收集子系统处理阅读器的连接消息的过滤与记录信息服务子系统处理众多EPC信息的存储和查询论文详细描述了信息服务子系统的实现方案作者应用消息驱动EJB和DAO数据访问对象模式等实现了信息服务子系统论文然后给出了软件单元测试和功能测试方案和测试结果检测子系统的设计实现还提出了RFID系统硬件的实施方案在最后文章进行总结并对RFID信息系统未来的研究提出了几点建议特别指出能够自动发现设备并将其连接给现场收集模块的JINI技术与RIO框架是非常好的研究方向关键词:射频识别电子产品码J2EE集装箱信息系统上海交通大学工程硕士学位论文第II页RESEARCHFORMARINEHARBORCONTAINERLOGISTICRFIDINFORSYSTEMBASEDONJ2EEABSTRACTContainerharborsarefacingtheurgentchallengethattheyneedtoincreasecontainerprocessspeed,whileincreaseofhardwareresourcesuchaslandetc.limited.Inordertoincreasecontainerprocessspeed,theauthorresearchedandbuildharborcontainerlogisticinformationsystemonJ2EEplatform,applyingRFIDtechnology,delimitedthetimewasteandmistakepossibilityfromcontaineridentifiedbyhuman,whichcanspeeduplogisticprocessspeedandcanenlargevolumeofcontainershandledthebytheharborRFIDtechnologyisakindofautomaticidentificationtechnology.ItmadethesystemhardtoupdateandintegratethatRFIDtechnologyhasnounitedinformationstorageformat,whileitisofwidesuitabilityindifferentcomplicatedusecase.EPC(ElectronicProductCode)isauniquecodingformatinworldwide.TheauthorproposedanRFIDinformationcodingresolutionofseparatingobjectIDandobject’sspecificinformationusingEPCcodingandrealizedtheflowingandshareofinformationinthesupplychain.TheauthoranalyzedthestructureandfeaturesofcurrentlytwokindofreferencemodelforRFIDinformationsystem:thetreemodelandthelayeredmodel,thinkingthetreemodeluseedgeSavantmoduleandinternalSavantmoduleastreelikenetworknodes,andatlastpointedoutthatthesavantmoduleandRFIDinfo-servicesysteminlayeredmodelaremorevaluable.TheauthorproposeddesignresolutionformarineportcontainerlogisticRFIDinformationsystembasedonthelayeredmodelandapplicationspecificrequirement.Thesystemiscomposedofon-siteinformationcollectionsubsystemandRFID-EPCinformationservicesubsystem.On-siteinformationcollectionsubsystemprocessesconnectingreaders,filteringandloggingevents.Informationservicesubsystemprocesses上海交通大学工程硕士学位论文第III页storingandqueryingthevastEPCinformation.Thearticledescribedtherealizedresolutionfortheinformationsubsystemindetail.Theauthorrealizedtheinformationservicesubsystem,usingmessagedrivenEJBandDAOdataaccessobjectpatternetc.Thearticlethengavesoftwaretestresolutionandtestresultfortheunittestandfunctionaltesttotestimonytheinformationservice.AlsotheimplementofRFIDsystemhardwareisproposed.Intheend,thearticlemadeareviewandproposedsomeproposalforthefutureresearchonRFIDinformationsystemandpointedoutspeciallythatJINItechnologyandRIOframe,whichcanautomaticallyfindnewdeviceandlinkthedevicetoonsitecollectingmodulearevaluableresearchdirection.KEYWORDSRFIDJ2EEharbor,container,informationsystem上海交通大学工程硕士学位论文第2页上海交通大学工程硕士学位论文第3页上海交通大学工程硕士学位论文第1页第一章引言1.1课题的背景港口正处于提供进一步物流服务的压力下特别是在国际集装箱船队的增长超过港口容量的增长情况下这种压力越来越大对于港务人员一个附加的挑战是处理超大型集装箱船ULCS这种在2010年全面服役的新型船舶的容量将从5000TEU增加到10000TEU这种大型船舶的到来会进一步深化对业已非常繁忙的港口的压力客户需求的增长根据文献[1]中的数据2004年上半年由于对外经济贸易运输和国内煤炭原油矿石大宗物资运输需求保持强劲沿海内河港口内外贸货物吞吐量增势迅猛沿海规模以上港口吞吐量完成11.78亿吨同比增长25.1%其中外贸完成5.16亿吨同比增长23.5%内河规模以上港口完成3.90亿吨同比增长29.7%其中外贸完成4142万吨同比增长21.2%沿海规模以上港口集装箱吞吐量完成2600万TEU同比增长27.7%内河规模以上港口集装箱吞吐量完成166万TEU同比增长20.6%2004年三季度全国主要港口累计完成货物吞吐量242972万吨同比增长25.7%其中沿海主要港口完成180810万吨同比增长24.0%内河主要港口完成62162万吨同比增长30.8%增幅仍保持在较高水平结合港口吞吐量以及货种发展演变规律根据国际和国内宏观经济政治形势分析未来5到10年中国沿海主要港口需求将呈现大幅度的增长另外十五期间大陆煤炭金属矿石原油粮食等大宗散货在沿海港口吞吐中将继续保持快速增长的势头集装箱港口吞吐量将需要继续保持高速增长态势外部竞争的加剧港口之间面临激烈竞争一方面东亚各主要港口之间的竞争日趋激烈韩国釜山港日本大坂-神户联合港台湾高雄港和上海港分别展开激烈竞争争夺亚洲太平洋航运中心地位另一方面中小规模的港口之间也相互竞争支线航运港口的地位得到或失去一笔集装箱业务对每个港口企业都很重要自身内部作业的需求另外集装箱在大宗运输过程中的大规模监控和跟踪却一直是很难解决的问题每年因为集装箱的误送丢失和损坏而引起的损失是非常惊人的目前国内很多港口还仅用对讲机和硬笔记板进行物流管理工作工人常常只能徒步或骑自行车使用条形码扫描器和便笺簿手工维护库存数据如果某个粗心的司机把集装箱卸错了货位港口方面需要花费相当长的时间寻找这只集装箱随着堆场越来越大低效的管理浪费的空间货位日渐上升比如在第一次海湾战争期间美军有数千个集装箱被送到了错误的目的地另有数千个集装箱因为箱上标号不清根本没有打开造成很大损失以上这些因素使沿海港口提高周转效率减小周转时间提高总体吞吐能力面临着很大的压力然而港口布局更改以及码头泊位和相关配套装备设施的建设上海交通大学工程硕士学位论文第2页不仅受到土地资源的限制而且都需要巨额资金长时间的投入见效慢因此港口和联运公司持续地在寻找提高生产率的方法提高货物在港口和联运设施的移动速度和可视性的需求一直在增长通过结合了射频标签和分布式软件技术的RFID监控系统能够避免人工检查时间耗费用更高的闸口通过效率增进的桥吊起重机作业效率加快集装箱周转速度最终来提高港口的年吞吐量从而有效地解决这种困境1.2课题意义射频识别RFID技术是利用感应无线电波或微波能量进行非接触双向通信达到识别及数据交换目的的自动识别系统这种技术易于操控简单灵活实用且特别适合用于自动化控制应用具有独特的优越性RFID信息技术能够快速高效地识别物体标识增加库存周转率改善补货的前置时间提高堆场利用率等由于供应链的每一个环节都存在对货物状态的监控和对货物的盘点射频识别技术应用于物流管理主要是利用其强大的高速大批量识别速度和不怕污染能适应各种恶劣环境的特点监控和盘点货物在进一步提高港口集装箱周转速度方面有着重要的意义集装箱国际港口作为现代化国际供应链的龙头是进口货物和出口货物的总集散地通过应用RFID技术加快集装箱在港口的周转时间能够在不增加新码头的前提下提高港口单位时间内的标准集装箱吞吐量提升港口的规模对于加速所在整个供应链的发展能够产生巨大的影响力1.3论文结构本文在第一章主要介绍港口企业面临的内部外部的制约和竞争指出加快集装箱周转监控是加快港口企业发展的四两拨千斤的举措并进一步指出应用RFID技术于港口企业能够有效的增加企业的集装箱周转速度提升企业的竞争优势第二章详细介绍了RFID系统的硬件组成标签天线阅读器和标签信息编