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讀寫器

電子封條國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)況

發(fā)布日期:2022-05-20 點(diǎn)擊率:32

  由于美國(guó)遭受恐怖攻擊(911)事件以及CSI(Container Security Initiative)規(guī)范的提出,對(duì)于貨柜運(yùn)輸?shù)陌踩愿鼮橐髧?yán)格,因此促進(jìn)RFID導(dǎo)入應(yīng)用更為蓬勃。目前因應(yīng)這個(gè)國(guó)際趨勢(shì),封條的設(shè)計(jì)已經(jīng)從傳統(tǒng)機(jī)械式封條演進(jìn)至電子封條(e-Seal),電子封條簡(jiǎn)單分成被動(dòng)式(Passive)及主動(dòng)式(Active)兩類,本文將針對(duì)目前國(guó)際采行的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行探討。 

      貨柜封條的演進(jìn)及自動(dòng)化應(yīng)用 

  物品運(yùn)送時(shí),為防止被盜取以及偷視,因此“封條”因應(yīng)而生。傳統(tǒng)封條鎖,也就是俗稱的機(jī)械式封條,在貨柜運(yùn)送前加裝機(jī)械式封條,不管供應(yīng)鏈中不同的角色經(jīng)手以及多個(gè)地點(diǎn)的停留,貨柜卸貨時(shí),都可立即性的判別貨柜的完整性,承運(yùn)方即可辦理交運(yùn)手續(xù)完成業(yè)務(wù)。  
  
  多年來(lái)傳統(tǒng)機(jī)械式封條貴為市場(chǎng)主流,而“電子封條”的構(gòu)想則源自于在機(jī)械式封條的設(shè)計(jì)里增加RFID的標(biāo)簽,兩者合而為一即成為所謂的e-Seal(電子封條)。而e-Seal標(biāo)簽內(nèi),不管是何種類型的標(biāo)簽,在機(jī)械式封條的部份皆是遵循ISO 17712機(jī)械鎖的標(biāo)準(zhǔn);簡(jiǎn)言之,e-Seal整合了機(jī)械鎖以及兼具定位性能和無(wú)線警報(bào)RFID裝置。 

  現(xiàn)今國(guó)際上所使用的電子封條結(jié)合機(jī)械式封條與RFID標(biāo)簽而成,用于貨柜運(yùn)輸時(shí),得以記錄供應(yīng)鏈點(diǎn)與點(diǎn)間的貨柜開啟資訊,查驗(yàn)是否為非法破壞或是被竄改資訊。假設(shè)貨柜運(yùn)送的起點(diǎn)至目的地,其e-Seal原封不動(dòng)則代表運(yùn)送途中貨柜安全抵達(dá)。因此,貨柜能夠被監(jiān)控、定位、確認(rèn)狀況,甚至可以進(jìn)行分析全球供應(yīng)鏈中的運(yùn)輸狀況。這些資料透過RFID的網(wǎng)路進(jìn)行搜集、儲(chǔ)存并分享。另外,e-Seal也有助于供應(yīng)鏈中驗(yàn)證程序自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì),其中在綠色通道(Green Lane)清關(guān)時(shí),e-Seal即發(fā)揮其效用,簡(jiǎn)化檢查程序。 

  e-Seal國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)況 

  以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)而論,e-Seal目前僅有ISO18185公布,而國(guó)際間眾多廠商也都各自推出e-Seal相關(guān)產(chǎn)品。雖說(shuō)現(xiàn)有產(chǎn)品不全然都以ISO18185為標(biāo)準(zhǔn)主軸,但在目前仍舊以傳統(tǒng)封條為主的國(guó)際市場(chǎng)中,事實(shí)上眾多廠商都還在揣測(cè)到底市場(chǎng)上最需要的產(chǎn)品為何;因此不同的主張,自然而然產(chǎn)生各種e-Seal產(chǎn)品。 

  舉例來(lái)說(shuō),有人主張使用可重復(fù)使用以及一次性使用之主動(dòng)式e-Seal。主動(dòng)式e-Seal不管是否能夠重復(fù)使用,實(shí)質(zhì)上的問題考量也是眾說(shuō)紛紜,包括電池帶電時(shí)間、航運(yùn)途中的e-Seal閑置時(shí)間是種浪費(fèi)、e-Seal的回收機(jī)制以及由誰(shuí)回收等。 

  同時(shí),國(guó)際市場(chǎng)也出現(xiàn)主張被動(dòng)式e-Seal,主要為超高頻(UHF)頻段操作。目前在眾家品牌中,多數(shù)是采用EPCglobal C1 Gen2當(dāng)成是e-Seal內(nèi)的RFID規(guī)格,該組合強(qiáng)調(diào)單次使用、低成本的特點(diǎn),目前也有其市場(chǎng)上的需求。我國(guó)高雄港押運(yùn)即是采用被動(dòng)式的e-Seal(如圖1、圖2),現(xiàn)在已經(jīng)正式開始啟用,預(yù)計(jì)將延伸至臺(tái)灣其他各主要港口使用。 

  以下僅針對(duì)目前國(guó)際間采行的ISO18185、ISO17712機(jī)械鎖封條等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行說(shuō)明: 

  一、ISO18185標(biāo)準(zhǔn) 

  ISO18185出自于ISO/TC 104技術(shù)委員會(huì)之次委員會(huì)SC4,屬于主動(dòng)式標(biāo)準(zhǔn),為美國(guó)國(guó)土安全部所支持。在封條方面,符合ISO17712機(jī)械鎖封條的標(biāo)準(zhǔn)外,在RFID方面SC4制定了ISO18185的規(guī)格標(biāo)準(zhǔn): 



圖1、高雄關(guān)e-Seal讀取點(diǎn),圈起處為天線和讀取器 



圖2、高雄關(guān)現(xiàn)采用被動(dòng)式的電子封條 

      類型:主動(dòng)式RFID標(biāo)準(zhǔn),一次性使用之電子封條標(biāo)準(zhǔn); 
  適用頻率:UHF(433 MHz)和微波(2.45 GHz)頻率; 
  空中協(xié)定:僅能讀取。 

  再者,ISO18185標(biāo)準(zhǔn)主要分為五個(gè)部分,已公布在ISO官方網(wǎng)站,五大部分重要內(nèi)容包括: 

  1. Part 1:Communication Protocol(通訊協(xié)定) 

  該部分為定義讀取器通訊范圍和接收標(biāo)簽資訊時(shí),進(jìn)行有效率的運(yùn)作以及標(biāo)簽資料的收集。本通訊協(xié)定所擬定的e-Seal規(guī)格,是可以分別在UHF和微波這兩種頻率環(huán)境下操作。 

  2. Part 2:Application Requirements(應(yīng)用需求) 

  Part2定義e-Seal標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用需求,包括唯一辨識(shí)定義、制造者ID和時(shí)間戳記(Time Stamping)的資料需求等、符合ISO17712標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械特征、手持式讀取規(guī)格以及地方化且核對(duì)確認(rèn)情境。同時(shí),Part 2也建立高讀取可靠度和準(zhǔn)確需求,在操作環(huán)境下的讀取可靠度和準(zhǔn)確率要求分別不能低于99.99%和99. 98%。 

  3. Part 3:Environmental Characteristics(環(huán)境特征) 

  針對(duì)e-Seal所定的環(huán)境特征,于Part3中詳盡敘述,所定義的包括: 
  ■高溫與低溫的機(jī)械沖擊; 
  ■隨機(jī)震動(dòng); 
  ■濕度; 
  ■雨天以及下雪; 
  ■鹽霧; 
  ■土與灰塵; 
  ■電磁場(chǎng)與靜電釋出。 

  由于e-Seal使用中將可能經(jīng)歷不同的運(yùn)輸環(huán)境,除了海運(yùn)外,也可能經(jīng)由鐵路以及公路運(yùn)輸,標(biāo)簽必須保持其效能,其資料也必須保有完整性,因此確保標(biāo)簽在險(xiǎn)惡環(huán)境下也能運(yùn)作順利是很重要的關(guān)鍵。 

  4. Part 4: Data Protection(資料保護(hù)) 

  在Part 4中,分為三個(gè)層面,資料保護(hù)( Data Protection)、裝置認(rèn)證(Device Authentication)以及一致性(Conformance)。資料保護(hù)旨在強(qiáng)調(diào)資訊傳輸時(shí)的完整性和機(jī)密性。封條資訊也被宣稱為公開資訊,以明確的文字狀態(tài)傳輸。資料機(jī)密性和完整性的需求設(shè)定為固定資料以及變動(dòng)資料。裝置認(rèn)證目的為辨識(shí)封條。一致性層面是要求e-Seal符合ISO18185規(guī)格,以及機(jī)械鎖的部份符合ISO17712標(biāo)準(zhǔn)。 

  5. Part 5: Physical Layer(實(shí)體層) 

  Part5明確指出e-Seal標(biāo)簽與讀取器間的空中介面,本標(biāo)準(zhǔn)支援兩個(gè)不同的頻率433 MHz和2.45 GHz,因此各自的實(shí)體層有不同的資料連結(jié)協(xié)定,同時(shí)讀取器裝置可支援其中一個(gè)或是兩者的實(shí)體層。 

  二、ISO17712機(jī)械鎖封條標(biāo)準(zhǔn) 

  ISO17712封條標(biāo)準(zhǔn)是由ISO TC104所制定,標(biāo)準(zhǔn)化并定義機(jī)械式封條的類型和測(cè)試方法。目前全球所有的貨柜運(yùn)送時(shí),都加裝封條,該封條必須是符合ISO17712標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定,加強(qiáng)在程序上的控制,并保證封條操作過程的安全性。 

  在ISO17712標(biāo)準(zhǔn)中,依照安全性的高低將封條歸類為三級(jí),安全封條(Security Seal)、高安全性封條(High Security Seal)以及最容易解除的象征性封條(Indicative Seal)。而依封條的形式和材質(zhì),ISO17712標(biāo)準(zhǔn)定義了10種,包括Wire Seal、Padlock Seal、Strap Seal、Cable Seal、Bolt Seal、Cinch or Pull-up Seal、Twist Seal、Scored Seal、Label Seal以及Barrier Seal等規(guī)范。  
  
  同時(shí),ISO17712就封條制造商定義了六大步驟:設(shè)計(jì)程序、制造、配銷、使用者知識(shí)和規(guī)范、在途管理以及售后管理等。制造商在生產(chǎn)封條時(shí),可依照六大步驟依序進(jìn)行,以促進(jìn)封條制造的安全品質(zhì),并協(xié)助教育其配銷商和經(jīng)銷商有關(guān)封條的重要性、彼此的益處以及推廣有效率的封條安全計(jì)畫。 

  結(jié)語(yǔ) 

  目前國(guó)際間仍趨向使用傳統(tǒng)封條,電子封條在標(biāo)準(zhǔn)的部份尚無(wú)最終定論;而成本也是重要的考量。一般來(lái)說(shuō),傳統(tǒng)封條成本僅在1至4美元,而電子封條的成本卻高達(dá)7至10美元;所以相對(duì)來(lái)說(shuō)增加了營(yíng)運(yùn)開支,因此較不易被航商所采用。 

  不過,也有論點(diǎn)主張電子封條的使用可簡(jiǎn)化通關(guān)手續(xù)以及減少?gòu)?fù)雜的檢查程序,很適合貿(mào)易出口公司的采用;不但可以省去全世界各主要港口海關(guān)通關(guān)長(zhǎng)久以來(lái)效率不彰的問題,而且可以降低交易時(shí)的損失。 

  未來(lái)在e-Seal國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)更完備時(shí),可望進(jìn)而降低e-Seal的價(jià)格,讓運(yùn)送供應(yīng)鏈更為通透、安全且有效率。

    (文/中科院空用電子組   李明堂組長(zhǎng)、GS1 Taiwan專業(yè)服務(wù)部 溫嘉瑜研究員) 

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