RFID电子封条在烟草配送安全中的应用

挑战和需求

      所谓电子封条技术，是指能够记录车厢或者其他硬包装是否曾经被非法打开，验证货物完整性的一种鉴别技术。电子封条能够将货物运输中的货柜开关状态信息记录到电子标签中，成为货物运输信息的载体，在点对点运输过程中实现从始发站到目标站之间货柜未被开启的验证目标。一旦电子封条遭到破坏，将会反映给计算机监控系统。

     一般电子封条采取的是物理封条与RFID组件的混合形式，大多数电子封条也同样用到被动式的和主动式RFID技术。被动式电子封条的主要特点是：使用距离短、成本低、一次性。由于被动式封条不能提供持续的电力来检测封条的状态，所以它们也不能检测和记录损害行为发生的时间，而仅仅只能在通过装有阅读装备的供应链节点时提供它们完整与否的信息。这种技术在使用重型金属门的货车上与车载计算机的通信出现了严重问题，而且司机操作这种电子封条的业务流程往往会耗费几分钟的时间，这会让有些司机觉得过于烦琐，从而使其应用拓展速度受到严重限制。被动式封条是美国在“9.11事件”前首选的防止偷盗的安全解决方案，自“9.11”恐怖事件后，为防止恐怖组织利用船舶携带大规模毁灭性武器或恐怖分子进入美国，美国政府不断强化其港口和航运的保安措施。CSI（集装箱安全协议）就是美国政府基于此项考虑而出台的一项措施。根据协议，美方对来自CSI对应港口的货柜实行优检，强烈刺激了电子封条技术的迅猛发展。主动式封条因其更强的安全性能使得它在“9.11事件”后得到更多的使用需求和推广。主动式封条在结合GPS技术以后，能在集装箱状态发生变化时实时将状态变化发生的时间、地点以及周围的环境信息传输到货主或管理人员的机器上去。更有一些主动式电子封条能够在损害行为发生时提供即时求救信号。从长远来看，主动式电子封条提高了集装箱运输的安全程度和透明度，将使综合运输成本大幅降低。而且随着技术的成熟、成本的降低，主动式电子封条技术的正越来越为更广泛的货物运输安全领域采用。
 
    凭借在有源RFID技术领域的深厚基础，上海秀派电子科技有限公司在原有海关电子封条的基础上推出了功能更为强大的新一代电子封条锁，取名SP-sLock-100。sLock-100的功能与性能均大大超越了传统防伪手段，可施封在被保护商品和各类装置上。电子封条锁通过电脑管理系统可对注册、发行、查验、启封、复用、注销等环节实施严密的监管，从根本上解决了传统防伪器材如铅封、塑胶封、金属封、锁扣封、粘贴封等易被仿制、非法替换、真伪监别困难、难管理等问题。


应用方案

　　根据现代烟草配送的相关物流情况，我们设计了一套电子封条锁的应用系统方案，按照配送模式可以分为两种模式：

（一）单点“端-端”模式，系统示意图如下：

      这种模式适用于两个平级机构之间的烟草配送，比如上海烟草配送中心输送到浙江烟草配送中心，两端之间运输过程中一般无需开启烟草货柜（本文里，我们把所有相关烟草配送运输工具统称为货柜）。电子封条锁安装在货柜车厢开关处，使用方法跟传统锁具差别不大，只是在发运前需要一个远距离阅读器的施封动作。在始发地，发货方在装完运输货物后，用sLock-100锁上货柜门(按下插销)，并用固定式或手持式阅读器发送一串经过加密的指令对其施封。始发地的监控中心将解封密码通过有线或者无线网络加密传输至目的地的监控中心。电子封条锁施封成功后，没有专业工具很难人为破坏其锁体，这样可以有效抵御在货物运输过程中非故意的擦碰事件。在整个运输过程中，除非破坏锁体结构或者干脆破坏货柜柜体（此时，肉眼可以轻松鉴别），恶意第三方不可能打开货柜箱体偷运或者盗窃货物。当货物到达目的地以后，收货方根据接收到的解封密码用固定式阅读器或者手持阅读器开锁。

      利用现有烟草配送通讯网络，可以实现配送整个过程的实时监控，具体方法如下：在车辆驾驶室安装一个整合RFID和GPS、GPRS通讯模块的通讯箱，RFID通讯模块用于跟电子封条锁持续通讯并将封条状态信息通过GPRS实时发送至监控中心，如果封条状态发生改变（比如被非法开启或者暴力破坏），电子封条会自动记录这个事件并把事件发生的时间（封条内嵌时钟）通过GPRS发送至监控中心，结合GPS提供的信息，监控中心就可以知道封条状态发生改变的时间和地点，为他们采取相应的安全措施提供最直接的依据。

     所有相关产品，包括电子封条、固定式阅读器和手持阅读器都采用先进的防暴力拆解技术，一旦强制拆解，这些设备都能自动发送报警信息。包括电子封条在内的所有设备都纳入安全论证体系，每个设备都有唯一ID号码，所有操作都会被记录下来传输到后台监控中心保存，以利于意外发生时的调查取证工作。

（二）多点配送模式

      这种模式适用于省级烟草配送中心到各区县烟草配送中心，和区县一级烟草配送中心到各个烟草零售点，其典型特征是中途需要频繁开锁和封锁。在同一个省级区划内，烟草物流通讯网络一般都是一体化建设，电子封条可以充分利用完善的通讯网络实现实时监控的系统功能。

    与单点端-端配送模式不同，多点配送模式需要采用更加灵活的验证方法保障烟草配送安全。因为，如果我们依旧采用第一种模式下的施封和解封模式，我们就需要频繁更换施封和解封密码并需要通讯网络极为可靠的传输效力，显然，如果中途出现通讯故障（这种情况并非极为罕见以至于无需考虑），那么这趟烟草配送就会出现停顿（因为他要想办法以其他方式取得密码），所以，此时我们需要更加灵活的处理方式。我们的方案是：随车押运员可以（使用手持机）对电子封条随意进行施封和解封动作，但每次施封和解封的动作，包括时间都会被完整记录下来。每次电子封条被施封后，会自动产生一个不可重复的随机码，只要封条被解封或者强力破坏，这个随机码都会消失，封条内的安全装置不会允许任何非法窃听意图获取这个随机码。手持机可以与通讯盒连接起来，通讯盒在获取随机码后通过GPRS发送到后台监控中心。电子封条的设计原理会提供给大家一个逻辑上的鉴证：只要后台监控中心接收到的随机码没有发生改变，那么电子封条就是完整有效的。电子封条的内存可以设计地足够大，可以容纳数千条事件记录。另外，有些数据可以放在手持机里，封条仅仅起一个验证货物完整性的作用。系统示意图如下：

　　在这种模式下，仍然能够实现对烟草配送整个过程的实时监控，而且能够做到实际业务流程的无缝衔接。



方案特点

　　高可靠性，工作温度-40℃~85℃，防水，防冲击，可以有效抵御恶劣工作环境。

　　高抗干扰：对现场各种干扰源无特殊要求，安装方便简单。

　　基于HDLC和同步通讯机制的TMDA技术设计

　　全球开放的ISM微波频段，无须申请和付费。

　　超低功耗：对人体更安全、更健康。

　　系统通讯容量大，监控数量大。

　　sLock 安装、维修方便，不必外接电源，产品安装设计已经考虑国内绝大多数的货柜、集装箱特点。锁体结构紧凑，外壳坚硬，不易遭到破坏。

　　sLock 是利用2.45G微波频段通讯，通讯速度极快，箱体移动速度在200公里/小时以下均不受影响。

　　sLock可重复使用五年以上，降低营运成本。

产品介绍

1、电子封条锁 SP-sLock-100
SP-sLock-100为上海秀派公司最新研制的基于Active RFID技术的电子封条锁，外壳采用高温阻燃改性ABS工程塑料制造，具有高强度、抗酸碱腐蚀和抗冲撞功能，内置电路采用秀派公司一贯的μWatt 微功耗技术，产品（电池）寿命长达5年。该产品实现的主要功能是：通过移动GPRS无线网络系统，对货物运输的全过程实现不间断的实时监控、实时报警，使监管单位、运输企业以及货主客户等能实时掌握货物流向动态，确保货物运输过程中的有效监管，提高通关或查验的效率，从而降低企业成本，提升竞争能力。

主要技术性能指标如下：
识别距离          最远50米（与SP-RFS-300，空气中）
工作频段          2.4－2.48G
接收灵敏度        -80 dbm ～ -90 dbm
期望电池寿命      5年，电池电量过低时自动报警
ID号码            64 bit 
工作温度          -40℃ ～ +80℃
保存温度          -60℃ ～ +85℃
抗电磁干扰        10V/m 0.1～1000MHz AM调幅电磁波
震动                10 ～ 2000Hz  15g 三个轴
自由跌落            1500mm 混凝土地面，每个面各两次
外形尺寸          67mm×79mm×23mm
外壳防护等级     IP67
默认存储容量      32Kb
拉力强度          1000kg

　　电子封条锁对于建立现代物流，提高管理水平，强化反恐措施等都具有很重要的现实意义，电子封条锁与传统机械锁相比具有多方位的优势，列表对比如下： 

 

2、阅读器（接收器）SP-RFS-300系列
主要技术性能如下：
识别速度          1000 个标签/秒 
防碰撞处理        200个标签同时读取
工作频段          2.4－2.48G
输出功率          ≤3 dBm（可软件调整）
微波通讯检错      CRC16循环冗余校验
标准/认证         CE；FCC；ISO9001
电源              6～12V DC（MAX 30mA）
通讯接口          RS232/485/威根 波特率：4800～115200
工作温度          -40℃ ～ +80℃
保存温度          -60℃ ～ +80℃
抗电磁干扰        10V/m 0.1～1000MHz AM调幅电磁波
可靠性            MTBF ≥ 70000小时


3、手持阅读器SP-RCF-100系列
其主要技术性能如下：
识别速度          1000 个标签/秒 
防碰撞处理        200个标签同时读取
识别距离          最远30米（与SP－TGS系列标签，空气中）
工作频段          2.4~2.48G
输出功率          ≤3 dBm（可软件调整）
微波通讯检错      CRC16循环冗余校验
天线极化          圆极化
标准/认证         CE；FCC；ISO9001
电源              PDA供电
通讯接口          CF 波特率：19200
工作温度          -40℃ ～ +80℃
保存温度          -60℃ ～ +80℃
抗电磁干扰        10V/m 0.1～1000MHz AM调幅电磁波
可靠性            MTBF ≥ 70000小时



部分典型案例简介

一、  上汽集团车辆运输项目

　　上海汽车工业（集团）总公司（简称“上汽集团”）是中国三大汽车集团之一，主要从事乘用车、商用车和汽车零部件的生产、销售、开发、投资及相关的汽车服务贸易和金融业务。2007年，上汽集团以180.1亿美元的合并销售收入，位列《财富》杂志世界500强企业第402名。为了更好解决在汽车分销中的授权问题，上汽集团采纳了秀派公司的电子封条产品作为汽车完整性鉴别的技术手段。到目前为止，该项目已经采用了上千个电子封条。目前项目运行平稳，产品质量稳定可靠，上汽集团有关领导对此高度评价。

二、  交通部中美航线项目

　　为应付日益猖獗的恐怖行为，美国政府要求全球输美集装箱安装电子封条产品以保证这些集装箱输美前经过安全验证。鉴于中美间巨大的贸易额，我国交通部在上海试行在集装箱货柜上安装电子封条的“中美航线”项目。这个项目将为以后全国各地输美港口做出电子封条的示范作用。本项目使用了上海秀派的电子封条产品，目前，电子封条产品均已安装完毕并已成功运行。

公司介绍

　　上海秀派电子科技有限公司(SHANGHAI SUPER ELE&TEC CO.LTD)为专业致力于远距离射频识别(RFID)产品的研发、生产、销售的高科技企业，注册资本一千万。凭借高性能低功耗的核心技术以及客户化的解决方案，成为目前国内RFID领域内技术和产品化的佼佼者。SUPERRFID的产品和行业运用解决方案集成了最先进的无线射频识别技术，结合以“秀派服务”为品牌的世界级服务计划，努力为客户创造最大的价值。

　　ActiveRFID是RFID大家族中的重要一员，它是RFID众多工作模式中的一种，中文含义是“主动式RFID”。在这种工作模式下，电子标签主动发射信号，保持与读头之间联系，这种工作模式有效保证了信号识别的高性能，但为了适应这种工作模式，对电子标签的元器件性能、功耗、整体稳定性提出了更高的要求，同时，数据安全也是关键。秀派公司RFID产品技术基础就是Active（主动）、μWatt（微功耗）、HSecu（高安全），正是有这样的技术，产品才能表现出优异特性。

更多产品资料请咨询当地代理商或者上海秀派公司 
联系人：彭小亮 
电话：021-61613336-837,021-61613330-837 
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