物联网RFID海关物流监控系统解决方案.doc

刖言本文档共包含7章，每章内容如下表所示表1-1本文档内容简介名称内容简介备注前言对本文档的结构进行概要说明需求分析分析描述当前海关物流监控系统的需求，即本文档需要解决哪些问题海关物流监控系统分析包括实体交互关系分析、业务分析和技术分析海关物流监控系统设计包括系统架构设计，平台设计和应用系统设计系统关键技术对本文档所涉及的关键技术进行介绍系统主要设备介绍系统主要设备的介绍术语和缩略语名词解释和缩略语2.12.2海关物流监控现状、面临的挑战和需求分析现状分析当前海关物流运输监控主要现状分析如下：1 ）进出口货物在运输途中可能被掉包或偷卸海关货运主要通过集装箱车辆来运输管理，目前的集装箱车辆管理主要使用传统铅封 （一种物理的海关封志） ，即在启动地上封， 在货运终点解封 没有电子防伪手段， 种铅封很容易被伪造由于铅封是否在运输途中被破坏和伪造不得而知，进出口货物 就无法保证是否被掉包或偷卸海关需要对所有经过的货运集装箱车辆进行检查，这 会导致大量的人力投入即使查到有问题，也无法知道问题是什么地点、什么时间发 生的2）缓慢的通关效率导致海关卡口前需要排长队等候由于传统铅封无法提供有信服力的监控手段，海关必须在清关前对所有进出口货物进 行多次检验，如二次以上的转关。

另外核对铅封的状态需要人工干预，肉眼较难分辨 铅封是否有问题，这样可能会造成核对时间过长且传统铅封和通关文件之间无法实 现电子信息关联，人工核对通关文件也会导致通关效率低下导致在海关和出入境卡 口排长队等候的集装箱车辆越来越多，囤积的车辆不但会造成拥堵和管理不便，还会 存在安全隐患面临的挑战从海关监控目前的现状来看，需要解决的核心问题有两个，一是如何保证进出口货物 的运输安全，二是如何提供通关效率解决这两个核心问题需要面临一些挑战1）从运输安全的角度来看挑战一： 如何提供有信服力的依据， 能够保证运输途中集装箱车辆没有被打开或更换挑战二：如何及时获取运输途中集装箱车辆的上封状态、行驶位置和时间信息，用于 监控集装箱车辆的途中运输情况2）从通关效率的角度来看挑战一：如何改善现有的通关流程，提高通关效率挑战二：如何保证快速通关不会导致漏检2.3 需求分析从海关监控目前面临的挑战，可分析得出海关监控应用的主要需求包括如下内容1. 需要引入一种新的封志，能够充当电子数据载体该封志需要有高安全性，支持 电子流信息管理方式，能够通过无线通讯方式来上封和解封这种封志目前对应 的电子产品是集 RFID 、GPS 和 GPRS 于一体的电子关锁。

当被暴力破坏或非法 拆除时，电子关锁能够自动将异常记录上报给监控系统2. 海关监控系统需要切入海关原有业务系统，提供基础信息采集和数据上报功能3. 需要提供对电子关锁的运维和管理功能，能够配合海关完成关锁申领、发放、回 收、更换等功能4. 作为现有海关系统的补充服务， 该应用系统一方面应能与现有海关系统平滑融合， 但要尽量避免干涉现有操作流程，这样可对现有业务冲击最小，使系统改造的工 作量最小，便于快速建设，尽快收回投资成本5. 该系统应预留足够的业务可扩展空间，主要是海关每年不断增长的转口、转运及 进出口货运量，6. 该系统应具有良好的容错能力和可靠性，当该系统运行出现异常时，在其自恢复 期间，原有海关流程应能照常运行7. 该系统应具有良好的可扩展性，除应考虑跨国电子关锁运营外，还应为后续非海 关类电子锁应用预留足够的空间和扩展的便利性，如关键化学品、石油及其它高 危车辆运输过程管理、运钞车和军用物资车辆等高敏感车辆运输管理、政府及国 家强力部门核心资产定位管理等8. 该系统的流程设计应对其各类盈利模式有足够的支撑，以便在不过多影响当前海 关流程的前提下，提高海关通关效率和服务质量，快速取得收益。

3 海关物流监控系统分析3.1 实体交互关系分析本系统的与外部实体间的交互关系如下图所示移动运营商海关物流监控系统图3-1实体交互关系图系统-电子关锁运营商电子关锁运营商使用本系统完成运维业务， 包括电子关锁的管理、 申领、发放、配送、回收、维修、充电等业务系统-海关海关包括海关和出入境点，系统需要为海关提供运输监控和安全预警服务，从而为提高海关运输安全性以及通关效率等提供帮助系统-企业用户企业用户包括应用关联的各类企业和厂商， 如酒厂、进口商、批发商、零售商等，应用推广和扩展后还会涉及食品、药品等物品追溯企业系统需要提供门户服务，流程服 务和流通管理服务系统-个人用户个人用户包括一些散户和个体，如与海关集装箱运输相关的散户，企业个人等系统 需要提供门户服务，如果个体参与了系统动作还需要提供流程服务，如稽查服务系统-移动运营商系统需要移动运营商提供 GPRS或其他无线网络服务，主要用于海关监控系统系统-互联网运营商系统需要互联网运营商提供有线网络服务3.2业务分析海关物流监控功能性业务分析需要监管海关运输，实现对转运、出境和入境的全流程监管表3-1海关监控应用系统分析序号场景决策分析1监管海关运输设立海关物流监控系统设立预申报系统，如果海关已有该系统，则需要考虑系统对接2需要监管集装车辆在运输途中的状 态，如有异常需要告警给集装箱车辆分配电子关锁，在启运地施封，在终点解封设立关锁申领系统，用于管理关锁的发放和 租金、押金等管理设立海关监控中心，用于监控所有装有电子 关锁车辆的状态异常告警需要人工处理时要配备手持机3卡口施封和解封，当集装箱车辆经 过海关或岀入境卡口时，需要自动 施封或解封设立卡口系统，通过在卡口安装一体机或固 定阅读器来控制，不需要设立卡口 IT系统， 可为原有的系统提供联动接口非功能性服务分析(1) 接入点数量多，需要支持高并发访问。

2) 管理的数据多，需要支持大容量存储(3) 业务跨度大，对系统的兼容性要求高(4) 面向角色和群体种类多，需要提供通用的服务界面(5) 可扩展性要求高(6) 系统间大数据量传输(7) 应尽量减少应用系统各环节的 IT设备，通过远程访问的方式代替本地系统表3-2非功能性服务序号约束决策分析1接入点数量多，角色和群体种类多对外部角色提供B/S的访问方式，简单，无 需安装对内部角色提供 C/S或B/S的访问方式，提供增值服务，只需简单安装，提高安全性 需要考虑并发访问造成的性能瓶颈，可采用 负载均衡来协调性能问题需要提供角色管理和权限认证服务2管理的数据多提供数据分区、分层管理支持海量数据查询配备大容量存储设备，容灾考虑（本地容灾）3业务跨度大采用分布式系统，保证独立性和松耦合需要支持多系统和多语言环境需要支持多种数据库访问控制方法4可扩展性高通过服务组装或模块组装的方式来完成平 台和应用系统的构建，提高可重用性 系统间交换使用SOAP或XML标准格式5系统间大数据量传输大数据量传输采用 FTP方式6减少IT系统设备，通过远程访问代 替本地系统1 ）各应用的中心系统将整合核心和主要的 业务，特别是各流通环节的管理业务， 不需要本地存储数据或有其它业务系统的实体 通过B/S的方式访问中心系统提供的服务， 需要本地存储数据的可采用 C/S的方式访问中心系统，同时可以提供部分本地业务功 能海关物流监控业务架构海关业务架构国内企业配给关锁国外企业委托物流物流公司交回关锁发放关锁集装箱车辆接受运输 途中监控申领关锁接受施封和解封返回数据下发记录海关监控业务运营商返还关锁配送关锁预申报申报记录通知监控 情况图3-2 海关业务架构海关业务涉及5类实体，即海关相关原有实体(卡口、海关、出入境点)，海关业务 监控运营商，集装箱车辆，物流公司，企业(国内企业和国外企业)。

各实体之间的交 互关系如上图所示，实现三类主要业务1) 电子关锁流通，包括电子关锁申领管理、电子关锁配给，电子关锁收回等 主要业务2) 运输监控，集装箱车辆运输途中的状态监控3) 海关业务配合，包括卡口的施封和解封，海关入关或出关的预申报3.3技术分析业务组件服务应用组件服务报 表 工 具工 作 流 引 擎搜 索 引 擎日 志 组 件权 限 组 件安 全 组 件接 口 组 件XML工 具 组 件数 据 服 务应用系统业务应用系统接口中间件展现层服务数据库服务操作系统采集层服务WEB2.0持久 化接口SQLOracleWin dowsUn ixRFID GPS网络 中间 件其他UI工具DB2Linux服务器群远程设备维护服务集成总线图3-3 技术架构分析从约束-决策表可以分析得出，基于满足各项约束条件的出发点，本文档的技术架构将 采用SOA框架，即面向服务的架构设计包括 8类服务，即业务组件服务，应用组件服务，中间件，展现层服务，数据库服务，操作系统，采集层服务以及服务集成总线 具体说明如下业务组件服务：业务组件作为应用系统底层的组件库，每个组件都能完成一类业务功能，且能够对外开放标准接口。

业务组件库包括报表工具、工作流引擎、搜索引擎、日志组件、权限管理、安全组件、接口组件、 XML工具组件、数据服务等应用组件服务：应用组件服务包括应用系统业务和应用系统接口，该服务独立于平台之外（受限于业务跨度巨大），以平台的业务组件为基础构建中间件：应用中间件提供业务运行时环境， 包括Tomcat , Websphere和Weblogic等， 需要根据实际情况调整，可选择 Apache的Tomcat， Tomcat 5支持最新的 Servlet 2.4和JSP 2.0规范因为Tomcat技术先进、性能稳定，因而深受 Java爱好者的 喜爱并得到了部分软件开发商的认可， 成为目前比较流行的 Web应用服务器目前最新版本是7.0展现层服务：展现层技术服务提供 UI支持，WEB2.0更注重与用户之间的交互，是作为门户网站和其他 web服务的最佳选择，此外，一些设备层的控制和内部应用可能需 要用到功能更多的客户端，java swing和VC++的GUI都将成为备用技术数据库服务： 数据库服务提供持久化服务， 能够兼容 oracle ，SQL server 以及 DB2 等 多种数据库， 提供通用的数据访问接口， Hibernate 是一个开放源代码的对象关系映射 框架， 它对 JDBC 进行了非常轻量级的对象封装， 使得 Java 程序员可以随心所欲的使 用对象编程思维来操纵数据库。

Hibernate 可以应用在任何使用 JDBC 的场合，既可 以在 Java 的客户端程序使用，也可以在 Servlet/JSP 的 Web 应用中使用，最具革命 意义的是， Hibernate 可以在应用 EJB 的 J2EE 架构中取代 CMP ，完成数据持久化的 重任 Hibernate3.0 可作为持久化的主要技术， JDBC 、 ODBC 等可作为备用技术。