31005 103709 1 pb 0492

TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Bùi Quang Hịa tgk ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ RFID TRONG VIỆC XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ CONTAINER TRONG CẢNG CONTAINER THE APPLICATION OF RFID TECHNOLOGY IN IDENTIFYING THE POSITION OF CONTAINERS IN CONTAINER PORT BÙI QUANG HÒA, NGUYỄN NGỌC HÒA  ĐỖ VĂN ANH TÓM TẮT: Trong ngành vận tải hàng hóa, cơng nghệ định danh dựa sóng Radio (RFID – Radio Frequency Identification) ứng dụng vào số lĩnh vực hiệu như: kiểm sốt cơng nhân, phương tiện, hàng hóa vào khu vực cảng, đảm bảo an ninh cho container, kiểm soát phương tiện xếp dỡ, định danh xác định vị trí container,… Xuất phát từ việc khảo sát nhu cầu thực tế số cảng thành viên Cảng Sài Gòn, nhóm tác giả nghiên cứu việc ứng dụng cơng nghệ RFID khâu xác định vị trí container nhằm nâng cao lực quản lý, giảm chi phí, tăng doanh thu góp phần thực chủ trương đại hóa, cơng nghiệp hóa Nhà nước Bài báo nhằm cung cấp thông tin bước nghiên cứu, kết đạt làm sở cho việc xây dựng giải pháp quản lý cảng container hoàn chỉnh tảng cơng nghệ RFID Từ khóa: cảng container, định danh sử dụng sóng Radio, RFID, quản lý cảng, vận tải ABSTRACT: In Logistics & Transportation Industry, the use of Radio Frequency Identification (RFID) in a container port can lead to great benefits, including: improving the efficiency of both the identification and the handling activities From the actual demands of some members of the Saigon Port, we studied the application of RFID technology to identify container location to improve management capacity, reduce cost, increase revenue This paper intends to provide information on the research steps, results achieved that can be a basis to develop a complete container port management solution using RFID technology Keywords: container port, CYMS, management, RFID, transportation đất nước Một chìa khóa then chốt để giải vấn đề việc ứng dụng cơng nghệ đại vào quản lý Công nghệ RFID trình bày vắn tắt việc gắn chip (Thẻ - RFID Tag) thu phát sóng Radio đối tượng để quản lý ĐẶT VẤN ĐỀ Trong giai đoạn hội nhập bùng nổ giao thương Việt Nam nay, ngành công nghiệp vận tải container đứng trước hội với thách thức vô lớn việc đáp ứng nhu cầu phát triển  ThS Trường Cao Đẳng Kỹ Nghệ II Thành phố Hồ Chí Minh, Email: hoakynghe@gmail.com Cơng ty Trách nhiệm hữu hạn Asales, Email: ngochoa112@gmail.com  Công ty Trách nhiệm hữu hạn Asales, Email: dvanh1974@gmail.com  98 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Số 05/2017 ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác giới, lĩnh vực vận tải container lĩnh vực có nhiều nghiên cứu ứng dụng áp dụng mang lại hiệu to lớn Tuy nhiên, Việt Nam nghiên cứu lĩnh vực Vận tải container quy trình phức tạp bao gồm nhiều khâu với quy trình, thủ tục chặt chẽ Qua khảo sát thực tế, khâu gây thời gian, tắc nghẽn cục bộ, tiêu tốn nhân lực, lượng khâu xác định vị trí container cảng hay kho bãi container Mặc dù tại, hầu hết cảng đầu tư nâng cấp công nghệ, phần mềm quản lý để nhanh chóng xác định xác vị trí container, nhìn chung chưa đạt kết mong muốn Việc ứng dụng RFID xuyên suốt tất khâu mang lại hiệu vô to lớn, khn khổ báo, nhóm tác giả tập trung vào việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ RFID việc xác định vị trí container xếp dỡ xe nâng chụp kho bãi cảng Phương pháp nghiên cứu thực khảo sát thử nghiệm thực tế, xây dựng mơ hình, phần mềm Mục tiêu nghiên cứu xác định tính khả thi công nghệ RFID việc xây dựng phần mềm đồ 3D, thời gian thực cho phép xác định trực quan vị trí container THỰC NGHIỆM 2.1 Cơ sở việc thực nghiệm 2.1 Cơ sở việc thực nghiệm: Việc thực nghiệm tiến hành bãi container Cảng Nhà Rồng – Khánh Hội giới thiệu Sở Khoa Học Công Nghệ Thành phố Hồ Chí Minh cho phép Lãnh đạo Cảng Nhà Rồng – Khánh Hội Các xe nâng chụp container cảng tạo điều kiện cho mượn thử nghiệm Tất container loại 20 feet xếp tối đa hàng, cột, tầng Các thiết bị RFID sử dụng nghiên cứu bao gồm đầu đọc (Reader), ăng-ten (Antenna) thẻ (Tag) loại Passive UHF RFID (902 – 928 MHz) Phạm vi đọc từ ăng-ten đến thẻ điều chỉnh khoảng từ 2m đến 8m Các container thực nghiệm coi gắn thẻ khai báo thơng tin khâu trước 2.2 Nguyên lý thực nghiệm Sân bãi chứa container chia thành ô (3 hàng, cột) Mỗi ô gắn thẻ định danh ô tương ứng với vị trí thực đồ Việc xác định vị trí container quy việc xác định ô tầng container Một đầu đọc gắn xe nâng chụp kết nối với ăng-ten: Ăng-ten A1 gắn trước gầm xe làm nhiệm vụ phát vị trí xe di chuyển; Ăng-ten A2 gắn cẩu chụp làm nhiệm vụ phát container xe gắp di chuyển container Tầng container nội suy theo nguyên tắc chứa container container đưa vào chắn phải tầng tương tự cho tầng khác 99 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Bùi Quang Hịa tgk 2.3 Các thực nghiệm kết Bảng Các công việc thực nghiệm TT Các công việc chủ yếu cần thực Kết mong muốn Lập quy trình thiết kế lắp đặt phần cứng cho hệ thống - Khảo sát vị trí lắp đặt thẻ (RFID tag) container, để antenna xe nâng chụp dễ dàng định danh container - Khảo sát vị trí lắp đặt thẻ sân để xác định vị trí - Khảo sát vị trí lắp đặt antenna, reader xe nâng chụp nhằm ghi nhận container (RFID tag, RFID location) gắp container Khảo sát vị trí lắp đặt máy POS mơ sơ đồ kho bãi dạng 3D để tiện cho tài xế tìm kiếm hàng hóa (container) Xây dựng “Hệ thống quản lý vị trí container” - Thiết bị lắp đặt phương tiện đảm bảo an toàn vận hành thiết bị, tính thiết bị tính thẩm mỹ - Antenna đảm bảo đọc thẻ container thẻ vị trí - Hệ thống hiển thị - Xây dựng phần mềm quản lý vị trí container theo bản đồ 3D, cho phép tìm đồ 3D kiếm xác định vị trí dễ dàng Bước 1: Chọn loại thẻ phù hợp Nhóm nghiên cứu thử nghiệm nhiều loại thẻ khác xác định dòng thẻ InLine Ultra 6A798x hãng HID – Thụy Sỹ phù hợp với đặc tính kỹ thuật sau: 2.4 Kết thực nghiệm 2.4.1 Công việc 01: Khảo sát vị trí lắp đặt thẻ (RFID tag) container để antenna xe nâng chụp dễ dàng xác định container (đọc RFID tag) Bảng Đặc tính kỹ thuật thẻ HID InLine Ultra 6A798x Loại thẻ InLine Ultra (6A7980) InLine Ultra Plus (6A7981) InLine Ultra Curve (6A7982) InLine Ultra Slim (6A7983) InLine Ultra Slim Plus (6A7984) Đặc tính vật lý x 105mm x 88mm x 97mm x 27mm 105mm x Kích thước 97mm 27mm x 35mm x 15mm 37mm x x 10mm 35mm x 15mm 14.5mm 10mm 16g 18g 15g 12g 14g Nặng Chất liệu PC/ABS High PC/ABS High PC/ABS High PC/ABS High PC/ABS High Impact Impact Impact Impact Impact vỏ Stainless Steel Stainless Stainless Ring Steel Ring Steel Ring Đặc tính mơi trường 100 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Số 05/2017 IP68 (20°C, Water Immersion for 24 Hours to 1m) Mức độ bảo vệ Communication Characteristics 902 MHz - 928 MHz Tần số hoạt động Kiểu Chip Monza 4QT - 128 bit EPC, 512 bit user memory Khoảng Up to 8m on metal, plastic or Up to 5m on metal, plastic or Up to 8m on cách đọc wood (2W ERP, free space) wood (2W ERP, free space) metal, plastic or wood (2W ERP, free space) Nhóm nghiên cứu định chọn loại thẻ HID InLine Ultra 6A7980 phù hợp với yêu cầu có giá thấp Hình Thẻ HID InLine Ultra 6A7980 Bước 2: Chọn vị trí gắn thẻ Nhóm nghiên cứu thực thử nghiệm gắn thẻ nhiều vị trí khác container sử dụng dây rút nhựa (treo cửa container) băng keo mặt 3M 93015 dính tốt bề mặt nhựa, sơn tĩnh điện kim loại (dính vị trí container) Theo u cầu trên, ngồi việc vị trí gắn thẻ phải đọc tốt đầu đọc phải dễ dàng cho việc gắn tháo gỡ thẻ Dưới hình ảnh thử nghiệm vị trí gắn thẻ: Hình Thực nghiệm gắn thẻ container Bước 3: Thử nghiệm đọc thẻ vị trí gắn container: Cấu hình đầu đọc (Reader Configuration); Loại đầu đọc: ImpinJ R420 UHF Reader; Chế độ đọc thẻ: Single Target mode; Chế độ môi trường đọc: Hybrid; Cường độ phát: 27.5 dBm/max 31.5 dBm; Độ nhạy thu: -65 dBm/max -80 dBm; 01 Antenna LairdTech S902 gắn vào cổng 01 đầu đọc Bảng Kết thực nghiệm gắn thẻ container STT Vị trí Mặt Mặt trước (cửa) Cạnh bên (trái/phải) Số lần thành công 14 Tỷ lệ Dễ dàng gắn/gỡ Nắng Số lần thử 14 100% Khó >= 3m Nắng 18 18 100% Dễ >= 3m Mưa/nắng 24 25% Rất dễ Khoảng cách Thời tiết >= 3m 101 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Bùi Quang Hịa tgk Kết xác định vị trí gắn thẻ tối ưu cho container Qua thực nghiệm, thẻ gắn mặt mặt trước đọc tốt phạm vi 3m với tỷ lệ 100% Nhưng, thực tế việc gắn thẻ mặt trước dễ dàng thẻ có khả bị va chạm hư hỏng container khác Vì thế, vị trí gắn thẻ chọn mặt trước – cửa container 2.4.2 Công việc 02: Khảo sát vị trí lắp đặt thẻ vị trí (location RFID tag) để antenna xe nâng chụp dễ dàng xác định vị trí xe di chuyển sân Bước 1: Chọn loại thẻ phù hợp Nhóm nghiên cứu sử dụng loại thẻ gắn cho container HID InLine Ultra 6A7980 thẻ phù hợp với yêu cầu với thẻ vị trí Bước 2: Xác định vị trí gắn thẻ sân Hình Các vị trí thử nghiệm gắn thẻ vị trí Thẻ khảo sát vị trí hình (các điểm) bao gồm vị trí ơ, hai cạnh bên mặt trước ô Thẻ đề xuất gắn chìm xuống mặt sân cho mặt thẻ ngang với mặt sân Tuy nhiên, đề xuất khơng cảng cho phép nên đặt thẻ lên mặt sân Bước 3: Thử nghiệm đọc thẻ vị trí ơ: Cấu hình đầu đọc (Reader Configuration); Loại đầu đọc: ImpinJ R420 UHF Reader; Chế độ đọc thẻ: Single Target mode; Chế độ môi trường đọc: Hybrid; Cường độ phát: 30 dBm/max 31.5 dBm; Độ nhạy thu: -70 dBm/max -80 dBm; 01 Antenna LairdTech S902 gắn vào cổng 01 đầu đọc 102 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Bùi Quang Hòa tgk Bảng Kết thực nghiệm gắn thẻ xác định vị trí STT Vị trí Khoảng cách Thời tiết Số lần thử Số lần thành cơng Tỷ lệ Chính >=5 m Nắng 15 10 67% Mặt bên >=5 m Nắng 12 50% Mặt trước >=5 m Nắng 22 22 100% Kết xác định vị trí gắn thẻ tối ưu cho xác định vị trí Qua thực nghiệm, thẻ gắn mặt trước ô đọc tốt phạm vi 6-8m với tỷ lệ 100% Những vị trí khác thẻ khơng đọc có container nằm Vì thế, vị trí gắn thẻ sân chọn mặt trước 2.4.3 Cơng việc 03: Khảo sát vị trí lắp đặt antenna, reader xe nâng chụp nhằm ghi nhận container gắp container Khảo sát vị trí lắp đặt máy POS mơ sơ đồ kho bãi dạng 3D xe Bước 1: Thiết kế sơ đồ lắp đặt thiết bị xe Hình Sơ đồ lắp thiết bị xe Các readers, antennas gắn lên cần cẩu chụp theo sơ đồ trên, cẩu chụp di dời container, antennas tự động ghi nhận liệu containerID – locationID cập nhật 103 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN LANG Bùi Quang Hịa tgk server thơng qua hệ thống wifi kho bãi Bước 2: Thực lắp đặt kết nối thiết bị: Cảng không cho phép đấu nối vào hệ thống điện xe việc đấu nối phải có hỗ trợ tư vấn chuyên viên hãng, ảnh hưởng đến an tồn nên nhóm nghiên cứu sử dụng nguồn ắc quy riêng để thử nghiệm 2.4.4 Công việc 04: Xây dựng phần mềm quản lý vị trí container theo đồ 3D Bước 1: Phân tích thiết kế hệ thống: Việc phân tích thiết kế hệ thống sử dụng cơng cụ Sparx Enterprise Architect Phần mềm xây dựng tảng công nghệ Microsoft với modules sau: Bảng Chi tiết kỹ thuật mơ hình module hệ thống STT Tính Tên Module Container Server Locator Container POS Locator - Kết nối với thiết bị đầu đọc xe - Kết nối với ứng dụng clients xe - Cập nhật đáp ứng truy vấn vị trí thời gian thực clients - Kết nối với Server - Hiển thị đồ 3D thời gian thực cho truy vấn Bước 2: Thi công hệ thống: Việc thi công hệ thống thực sử dụng công cụ Visual Studio.NET 2015 Công nghệ - C# - EF6 - WCF - SQL Server - C# - WPF - WPF 3D phần hệ thống diễn thông suốt Bản đồ 3D xe cập nhật xác tất vị trí sau di chuyển Sau số giao diện phần mềm: Hình Cấu trúc Solution Projects Bước 3: Triển khai thử nghiệm: Phần mềm cài đặt Server máy POS gắn xe nâng chụp thực thử nghiệm, tinh chỉnh thời gian 10 ngày cảng Việc kết nối thành Hình Một số giao diện phần mềm vị trí thời gian thực 104 ... 88mm x 97mm x 27mm 10 5mm x Kích thước 97mm 27mm x 35mm x 15 mm 37mm x x 10 mm 35mm x 15 mm 14 .5mm 10 mm 16 g 18 g 15 g 12 g 14 g Nặng Chất liệu PC/ABS High PC/ABS High PC/ABS High PC/ABS High PC/ABS High... (trái/phải) Số lần thành công 14 Tỷ lệ Dễ dàng gắn/gỡ Nắng Số lần thử 14 10 0% Khó >= 3m Nắng 18 18 10 0% Dễ >= 3m Mưa/nắng 24 25% Rất dễ Khoảng cách Thời tiết >= 3m 10 1 TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐẠI HỌC VĂN... (6A79 81) InLine Ultra Curve (6A7982) InLine Ultra Slim (6A7983) InLine Ultra Slim Plus (6A7984) Đặc tính vật lý x 10 5mm x 88mm x 97mm x 27mm 10 5mm x Kích thước 97mm 27mm x 35mm x 15 mm 37mm x x 10 mm