RFID技術(shù)在渣土車管理中的應(yīng)用

一、RFID技術(shù)概述

　　RFID射頻識(shí)別是非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。隨著芯片和電子技術(shù)的提高，RFID技術(shù)在許多領(lǐng)域都得到實(shí)際應(yīng)用，包括生產(chǎn)自動(dòng)化、門禁、公路收費(fèi)、停車場(chǎng)管理、身份識(shí)別、貨物跟蹤等。

　　近年來城市建設(shè)發(fā)展進(jìn)程加快，國內(nèi)許多大中城市開始了大規(guī)?；A(chǔ)建設(shè)，而且愈來愈呈現(xiàn)出高密度、超常規(guī)的態(tài)勢(shì)，導(dǎo)致渣土產(chǎn)生量急劇增多，使渣土的處置帶來極大壓力。因此，在社會(huì)上經(jīng)常產(chǎn)生偷、亂倒渣土的現(xiàn)象；渣土車經(jīng)常超載超速，違規(guī)行駛，常常不按照規(guī)定的路線行駛；同時(shí)由于超載超速，遮蓋不嚴(yán)，導(dǎo)致整個(gè)行駛過程中沿路揚(yáng)塵，市民投訴不斷，而且每年都有人大和政協(xié)委員提出相關(guān)提案，政府管理部門的管理壓力已處于極端的邊緣。如何使之得到有效控制，減少其對(duì)環(huán)境影響，已成為目前社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

　　本文設(shè)計(jì)的基于RFID技術(shù)的渣土車管理信息系統(tǒng)，在各建筑工地出土點(diǎn)、渣土回填點(diǎn)配備裝卸工作記錄設(shè)備，在合格的渣土運(yùn)輸車輛上安裝有源RFID電子標(biāo)簽，結(jié)合渣土營運(yùn)證管理和收費(fèi)結(jié)算管理，通過裝卸信息匹配實(shí)現(xiàn)回填點(diǎn)付費(fèi)，從而最終實(shí)現(xiàn)對(duì)渣土運(yùn)輸?shù)娜^程監(jiān)管，減少建筑渣土偷倒亂倒現(xiàn)象的發(fā)生，防止非法渣土運(yùn)輸車輛進(jìn)入，保證合法市場(chǎng)的正常運(yùn)行，為創(chuàng)造和諧優(yōu)美市容環(huán)境提供保障。

　　二、RFID技術(shù)與渣土車管理應(yīng)用

　　基于RFID技術(shù)的渣土車管理信息系統(tǒng)由車載RFID設(shè)備、地面手持/固定的RFID閱讀器和系統(tǒng)管理軟件三個(gè)子系統(tǒng)組成。

　　RFID按照能源的供給方式分為無源RFID和有源RFID。有源RFID可以提供更遠(yuǎn)的讀寫距離，但是需要電池供電，適用于遠(yuǎn)距離讀寫的應(yīng)用場(chǎng)合。按應(yīng)用頻率的不同分為低頻（135KHz以下）、高頻（13.56MHz）、超高頻（860M~960MHz）和微波（2.45GHz，5.8GHz）RFID。本文討論的系統(tǒng)中，車載RFID設(shè)備采用工作頻點(diǎn)為2.45GHz的防拆卸主動(dòng)式標(biāo)簽，設(shè)備可安裝于車內(nèi)前擋風(fēng)玻璃處或者其他合適位置。RFID標(biāo)簽內(nèi)部采用防拆卸設(shè)計(jì)，一經(jīng)粘貼牢固后不可拆除。若遭遇外力強(qiáng)制拆除，則標(biāo)簽在重新授權(quán)之前不可再次使用，且會(huì)持續(xù)發(fā)送報(bào)警信號(hào)。選擇此種RFID標(biāo)簽的目的在于防止其被私自挪用，尤其是在RFID電子標(biāo)簽被賦予身份唯一合法性的應(yīng)用環(huán)境下。

　　地面手持/固定的RFID閱讀器用于讀取車載RFID的數(shù)據(jù)信息。部署在各建筑工地、渣土回填點(diǎn)的RFID閱讀器，可以讀取合格的渣土運(yùn)輸車輛上安裝的有源RFID電子標(biāo)簽內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。RFID閱讀器通過天線與RFID電子標(biāo)簽進(jìn)行無線通信，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)標(biāo)簽識(shí)別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。閱讀器上同時(shí)裝載著GPS和GPRS無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。閱讀器在讀取RFID信息之后將信息存儲(chǔ)在本地的同時(shí)，通過GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)將渣土的裝卸信息和運(yùn)輸過程的GPS數(shù)據(jù)回傳到信息中心數(shù)據(jù)庫進(jìn)行記錄和儲(chǔ)存。

　　系統(tǒng)管理軟件在設(shè)計(jì)中充分考慮了大中城市的建設(shè)規(guī)模，設(shè)計(jì)容量允許上百部閱讀器同時(shí)上傳數(shù)據(jù)和讀取信息，允許同時(shí)超過一百個(gè)用戶查詢、統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)。從系統(tǒng)實(shí)時(shí)性考慮采用C/S系統(tǒng)，而從管理和數(shù)據(jù)集中角度考慮采用B/S系統(tǒng)。綜合現(xiàn)有的技術(shù)，系統(tǒng)最終使用微軟的SmartClient技術(shù)和WEB相結(jié)合的方式，來保證整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、快速響應(yīng)、數(shù)據(jù)集中、便于管理和未來功能拓展的要求。而對(duì)一些統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)和報(bào)表，可以完全采用純B/S方式來實(shí)現(xiàn)，這樣能夠方便和其他系統(tǒng)進(jìn)行信息交換和共享。

　　整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取流程可以簡(jiǎn)要的概括為：在各建筑工地、渣土回填點(diǎn)配備RFID閱讀器，在合格的渣土運(yùn)輸車輛上安裝有源RFID電子標(biāo)簽，RFID閱讀器讀取合格的數(shù)據(jù)信息，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸?shù)叫畔⒐芾碇行牟⒃诒镜乇３謹(jǐn)?shù)據(jù)備份。在各項(xiàng)管理制度的保障下實(shí)現(xiàn)對(duì)渣土車的綜合長(zhǎng)效管理目標(biāo)。渣土處置管理業(yè)務(wù)的功能如圖1所示。

　　三、系統(tǒng)性能測(cè)試與分析

　　基于RFID的渣土車管理信息系統(tǒng)是一個(gè)涵蓋多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域的綜合信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)上線前，我們對(duì)組成系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行了詳細(xì)的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明所有的技術(shù)指標(biāo)均能滿足渣土處置管理的應(yīng)用需求。系統(tǒng)測(cè)試的主要指標(biāo)包括RFID閱讀器的靜態(tài)讀卡性能、動(dòng)態(tài)讀卡性能及數(shù)據(jù)傳輸性能。RFID閱讀器的讀卡性能指標(biāo)反映的是閱讀器讀取RFID的能力，RFID閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸性能指標(biāo)反映的是RFID閱讀器獲取RFID的數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)傳輸至指定數(shù)據(jù)庫的性能。

　　試驗(yàn)1：閱讀器的靜態(tài)讀卡性能

　　在渣土裝點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，利用閱讀器讀取靜止車輛上標(biāo)簽。測(cè)試中將安裝有RFID的車輛停放在離RFID閱讀器不同的距離，測(cè)試閱讀器獲取RFID數(shù)據(jù)的時(shí)間和距離參數(shù)。測(cè)試結(jié)果散點(diǎn)示意圖如圖2所示，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表1所示；表中掃描時(shí)間為閱讀器讀取標(biāo)簽時(shí)間與獲取GPS數(shù)據(jù)時(shí)間之和。

　　試驗(yàn)2：閱讀器的動(dòng)態(tài)讀卡性能

　　在渣土回填點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)，利用閱讀器讀取運(yùn)動(dòng)車輛上標(biāo)簽，為統(tǒng)計(jì)讀取時(shí)間，在本測(cè)試中關(guān)閉GPS功能，只保留RFID模塊中的無線通信模塊，現(xiàn)場(chǎng)示意圖如圖3所示，標(biāo)簽性能統(tǒng)計(jì)結(jié)果表2所示。

試驗(yàn)3：閱讀器GPRS數(shù)據(jù)傳輸性能

　　利用閱讀器讀取80個(gè)標(biāo)簽信息，并通過GPRS將標(biāo)簽信息傳輸?shù)叫畔⒅行姆?wù)器；閱讀器GPRS上傳時(shí)間結(jié)果如圖4所示，由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)間大致都在6秒左右。

　　通過以上測(cè)試記錄和測(cè)試分析，可以得出以下結(jié)論：

　　1）閱讀器讀卡性能：以車身為軸，車頭方向?yàn)檎较?，其左?5度且距車頭30m以內(nèi)的扇形區(qū)域內(nèi)的讀卡成功率較高；上述情況下，讀卡測(cè)試成功率是100%。在車輛的側(cè)后方，讀卡成功率較低。

　　2）數(shù)據(jù)GPRS上傳性能；經(jīng)過不同點(diǎn)的測(cè)試，傳輸時(shí)間符合實(shí)際管理需求。

　　3）GPS獲取時(shí)間較長(zhǎng)。由于每次讀取標(biāo)簽都需要讀取GPS數(shù)據(jù)，在杜絕舞弊事件發(fā)生的同時(shí)，也增加了操作時(shí)間。在實(shí)際應(yīng)用中可以根據(jù)需要決定是否要讀取GPS數(shù)據(jù)，如果讀取了GPS數(shù)據(jù)，可以從GPS數(shù)據(jù)分析出該渣土車的行車路線，并判斷該行車路線是否與規(guī)定的行車路線相符，以及渣土的裝載時(shí)間和卸土?xí)r間。

　　四、小結(jié)

　　基于RFID技術(shù)的渣土車管理系統(tǒng)以RFID射頻識(shí)別產(chǎn)品為核心，車輛在出入建筑工地出土點(diǎn)、渣土回填點(diǎn)時(shí)無需停車，所有的識(shí)別、判斷均由系統(tǒng)遠(yuǎn)距離自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，無需人工干預(yù)，杜絕失誤和作弊，從而規(guī)范渣土車在運(yùn)輸過程中的行為，在各項(xiàng)管理制度的保障下實(shí)現(xiàn)對(duì)渣土車的綜合長(zhǎng)效管理。目前開發(fā)的系統(tǒng)已在上海市市容環(huán)衛(wèi)管理機(jī)構(gòu)推廣應(yīng)用，能夠滿足實(shí)際管理需求。以上應(yīng)用也可為相關(guān)運(yùn)輸、物流等行業(yè)提供參考。