RFID在智能交通管理中的应用Word文件下载.docx
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现在所有大城市的核心区都存在车辆拥堵的问题,解决的方法就是要用智能交通科技与经济的手段来调节车流量。
5、门禁控制的要求。
比如,某单位或小区内常住车辆和临时车辆进出管理的要求。
6、车辆管理部门的要求。
比如,逾期未年检的车辆,未缴纳强制保险的车辆等。
7、公交优先RFID智能信号灯系统中,动态车流量检测的要求。
所有这些要求,最终都归结为一个要求:
那就是如何能够适应各种情况下快速、准确地识别所监控的车辆的身份。
现在所采用的是视频采集加模式识别的方法,但由于视频质量的好坏受环境光线影响很大,尤其是夜间和雨雪天气,这样就严重影响识别的效果。
二、RFID技术的选择:
RFID技术是一种无线射频识别技术,最基本的RFID系统由电子标签(或简称标签)、标签读写器(或简称读写器也有叫读头)和天线组成。
简单地说,它是通过无线电波实现读写器和标签之间的信息交换,从而达到识别标签所附着的物体的目的。
从电子标签是否带有电源供电来分,RFID分为有源系统和无源系统;
从所使用的无线电波的工作频率来分,可以分为低频(130KHz)、高频(13.56MHz)、超高频(900MHz)和微波(2.4GHz)频段。
有源RFID的优势是识别距离远、读写器功率小,缺点是成本高、需维护、远距离识别时定向性差;
无源RFID的优势是成本低、免维护、远距离识别时定向性好,缺点是距离近、读写器功率大。
无线电波频率越高,数据通信速率越高,但电波越容易受到阻挡(或者说绕射性越差)。
综合多方面的因素,包括识别距离、识别方向性、综合成本、可维护性、安装方便性等,我们认为选择超高频无源RFID系统作为大范围车辆管理用是最合适的。
1、RFID电子标签的要求
前面已经说明了采用超高频无源RFID系统作为大范围车辆管理用的一种技术,以下内容是针对此技术的。
对于标签来说,有些人提出了很多方面的要求,但有些要求是只考虑了一方面,没有综合考虑其它方面的要求,我们经过认真研究,最终认为,如下几个方面的要求是必须的,也是比较合理的。
(汽车玻璃贴电子标签)
(1、)要保证标签内身份号码(ID号)的唯一性,这一点是需要技术和管理手段共同实现的。
技术上保证克隆ID号有一定的门槛,管理上保证克隆是非法的行为。
(2、)保证最高车速时能够可靠读取数据(可靠识别),这是通过专门设计、安装等综合处理来保证的。
(3、)保证多车道、多车型、自由流情况下所有车辆的可靠识别,这是需要综合考虑通信协议、信号处理、安装方案等多方面的因素才能实现的。
(4、)安装后,不影响驾驶安全,不影响车辆性能。
不易受车内人为阻挡和干扰,从而影响读取性能。
(5、)从车外看,标签颜色和安装位置醒目,便于和视频识别配合。
(6、)安装简单牢靠,保证6年以上使用寿命,这个生命周期要求也可以更长。
(7、)安装位置不易积水、积灰、积雪,不易受损。
(8、)能够尽可能适用所有类型的车辆。
免维护或维护简单方便。
在保证上述要求的前提下,可以考虑一些特殊应用要求的满足,比如,增加一定的信息存储空间,满足在静止状态下的读取。
2、RFID读写器的要求
读写器是RFID系统的关键设备,也是最复杂的设备,对RFID读写器的使用要求主要可以归纳为如下几点:
(1、)射频功率可以自动调节,最高允许长期运行的出口功率应该大于36dBm。
(2、)留有多种传感器接口,目的是适应不同
用环境的需要。
(VANCH™高性能RFID读写器)
(3、)读写标签的可靠性距离留有40%以上的余量,以抗击不可知的环境干扰。
(4、)能够满足单向四车道高速公路自由流可靠读取的要求。
(5、)具有串口、以太网口等数据接口。
(6、)具有故障自动诊断和服务等级控制功能,以便在某些情况下保证基本读取功能。
(6、)具备远程控制和软件升级功能。
(7、)具备一定的数据存储能力(可选)。
(8、)具备长期不间断运行的可靠性要求。
其它具体性能指标要求主要根据国家相关标准确定,功能性的要求可以根据实际需要定制,主要由软件实现。
3、RFID天线的要求
天线看上去简单,实际上非常重要,因为它是信号收发的载体,它的性能好坏直接影响最终效果。
从技术指标来说,主要有增益、半功率角和电压驻波比等,但通带增益的平坦性(或者叫一致性)和接口阻抗的一致性是非常重要的,这些往往比一般移动通信要求高的多。
(12dbiRFID天线)
4、RFID空中接口协议的选择
目前,在国际上900MHz无源RFID系统主要有三种空中接口协议,分别是ISO-18000-6B,ISO-18000-6C和IPX。
●4.1、ISO-18000-6B协议出来比较早,它规定标签有一个唯一的64位(64bits)ID号,芯片出厂时写好无法修改,读取ID号效率最高,芯片也可以有用户数据存储空间,但读写用户数据区的内容时必须先读出该标签的ID号,再对指定ID号的标签进行用户数据读写,它的标签数据上传速率只有40Kbps,碰撞仲裁机制是二进制树搜索算法,效率低。
●4.2、ISO-18000-6C协议是在EPCC1G2基础上提出来的,它的存储区分为EPC(产品电子编码)区、TID(标签ID区)、PASSWORD(密码区)和用户区(有些厂家的芯片没有此区)。
其中,TID区是芯片出厂时写好的,其它都是后写的,它读取EPC区效率最高,EPC区域的长度从16比特到496比特可变,一般是96比特,读写其它区域时必须先读取EPC区。
它的标签数据上传速率为40——640Kbps,是可变的,根据读写器的处理能力确定,碰撞仲裁机制是Aloha算法,效率较高。
●4.3、IPX协议和上述两种协议有很大的区别在于它是采用TTF(ITF)方式,也就是叫“标签先讲”的方式,而前面两种协议都是RTF方式,也就是叫“读写器先讲”的方式。
它的优势是在单个标签的情况下读取速度非常快。
它有不同速度的版本,最高256Kbps,有唯一的64比特ID号,
●也有用户区。
防碰撞算法采用改进的Aloha算法。
总结,以上三种协议各有特色,6C协议综合性能最好,但由于EPC码是可以现场写的,所以容易被复制,最好是向芯片厂家定制一种私有协议,但这个成本较高,
(安装有RFID系统的车道)
如果是大范围应用的话还是可以考虑的。
如果选用6B协议,则可以满足所有门禁和车道中间有隔离的各种收费需求,但很难满足多车道自由流的应用;
如果选用6C协议,通过车辆的其它信息和EPC码的关联性来保证其唯一性,而且这样可以制定统一的编码规范,便于大范围应用时的快速识别,主要靠立法来解决非法复制的问题;
如果选用IPX协议,其优势是适合高速路段车流量不是很大的情况,而在多车道大流量的情况下其碰撞解决机制的能力难以满足要求。
5、RFID与视频技术的配合
由于大范围应用RFID技术来解决车辆管理问题是需要很长一段实施期的,也就是说,在很长时间内有无电子标签的车辆会同时存在的,同时也是为了在出现问题时便于人工识别,一般在设置RFID系统采集车辆信息的地方都要配置相应的视频采集设备作为补充。
三、车辆RFID智能管理系统组成:
系统主要由数据采集系统(RFID读写器、天线、RFID电子标签)、数据传输系统(3G网络路由器、无线HUB、工控电脑等)、基于B/S架构的后台管理软件及数据库系统等组成。
(电子车牌数据采集系统)
(公共交通优先RFID智能控制系统模拟图)
四、主要硬件介绍:
(1、)基于RFID的智能车辆管理电子标签数据采集系统硬件设备:
类型
型号
参数说明
单位
参考图片
RFID读写器
VANCH™
VF-547N
协议:
ISO18000-6C、EpcClass1Gen2
接口:
RJ45/Rs232
频率:
902-928MHZ
天线数量:
4个SMA口天线
读卡距离:
15米
台
RFID天线
VA-912/R
连接接头:
N(母座)
增益:
12dBi
902-928MHZ
极化方式:
圆极化
输入阻抗:
50欧姆
尺寸:
405×
35mm
支
联接馈线
1/2超柔馈缆
直径:
13.4mm
弯曲半径:
50mm
最小多次弯曲半径:
125mm
弯曲次数:
15
衰减:
0.1115dB/m(900MHz)
适用接头:
N
根
工控电脑
VMID-1000
CPU:
IntelAtomN2701.6GHZ
Chipset:
intel945GSE+ICH7M
Memory:
1Xddr2DIMM,UPTO2GB
Harddisk:
160GB
LAN:
1xLan(10/100)
Usb:
2xUSB2.0com:
2xRS-232
玻璃贴电子标签
VT-100
可定制
材质:
纸质不干胶防拆
工作温度:
-20°
Cto80°
C(-4°
Fto176°
F)
空中接口协议:
EPCClass1Gen2(ISO18000-6C)
存储容量:
EPC内存:
96bits
芯片:
G2X
UHF902-928MHZ
张
3G网络交换机
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- RFID 智能 交通管理 中的 应用