RFID在浙江內(nèi)河船舶綜合監(jiān)管系統(tǒng)中的應(yīng)用
隨著物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展,特別是RFID技術(shù)的廣泛應(yīng)用,對(duì)人們的工作和生活都產(chǎn)生了不同程度的影響,也為各行各業(yè)強(qiáng)化管理提供了多種一體化的解決方案。本文主要從業(yè)務(wù)需求、技術(shù)實(shí)現(xiàn)、功能開發(fā)等方面介紹了射頻識(shí)別技術(shù)在浙江內(nèi)河船舶管理中的應(yīng)用,供大家探討。
1 系統(tǒng)概述
浙江是水運(yùn)大省,全省內(nèi)河航道近千條,航道里程一萬多米,擁有京杭運(yùn)河、杭申線、長(zhǎng)湖申線、乍嘉蘇線、杭湖錫線、六平申線、錢塘江等干線航道,內(nèi)河營運(yùn)船舶數(shù)量常年保持在三萬以上,船舶數(shù)量多,管理面廣、量大。基于這一背景,浙江內(nèi)河船舶綜合監(jiān)管系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生,該系統(tǒng)主要通過RFID技術(shù)的應(yīng)用,全面對(duì)船舶實(shí)施自動(dòng)識(shí)別和動(dòng)態(tài)化綜合監(jiān)管。
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2.1系統(tǒng)架構(gòu)
?。ǎ保┚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由市級(jí)監(jiān)控中心和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控點(diǎn)組成,其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如下圖所示:
圖1 船舶監(jiān)管自動(dòng)識(shí)別網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖
?。ǎ玻┫到y(tǒng)數(shù)據(jù)采集
船舶識(shí)別通過船載RFID標(biāo)簽、讀卡器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和后臺(tái)船舶綜合數(shù)據(jù)庫共同完成,數(shù)據(jù)采集傳輸流程如下圖所示:
圖2 船舶識(shí)別數(shù)據(jù)采集流程圖
2.2 系統(tǒng)組成
浙江內(nèi)河船舶綜合監(jiān)管系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、射頻讀頭和管理系統(tǒng)等組成,系統(tǒng)組成圖如下:
圖3 船舶識(shí)別系統(tǒng)組成圖
2.2.1 船載RFID電子標(biāo)簽
船載電子標(biāo)簽根據(jù)管理需求由廠家定制,并設(shè)計(jì)了唯一的ID號(hào),該ID號(hào)可以通過RFID船載電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)與船舶參數(shù)信息綁定。用戶使用時(shí),船載電子標(biāo)簽應(yīng)安裝在船舶指定位置,標(biāo)簽ID號(hào)就是船舶身份證,再通過航道讀卡器和船載電子標(biāo)簽來進(jìn)行船舶識(shí)別,實(shí)時(shí)采集船舶數(shù)據(jù)。
2.2.2 航道RFID讀卡器
航道讀卡器作為船載電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)采集設(shè)備,主要用于采集過往船舶的ID信息,并通過有線或無線數(shù)據(jù)通信方式上傳數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。船載電子RFID標(biāo)簽與航道RFID讀頭通訊采用國家無線電管理委會(huì)批準(zhǔn)的,廣泛應(yīng)用于交通、工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)的2.4G頻段。
2.2.3 數(shù)據(jù)采集服務(wù)器控制系統(tǒng)
航道讀卡器通過VPN/VPDN接入數(shù)據(jù)采集服務(wù)器,數(shù)據(jù)采集服務(wù)器控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收多個(gè)航道讀卡器的數(shù)據(jù),并把服務(wù)器接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)發(fā)布,最后提供給相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用。
2.2.4 航道讀卡器管理系統(tǒng)
航道讀卡器管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)航道讀卡器基本信息和部署信息的管理,確保所有讀頭能正常在線,對(duì)不在線的系統(tǒng)會(huì)提示報(bào)警,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和診斷航道讀卡器的設(shè)備故障。
2.2.5 船載電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)
船載電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)船載電子標(biāo)簽的發(fā)卡、回收、掛失、注銷、采購、分配、調(diào)配、接收等管理,嚴(yán)格RFID標(biāo)簽卡的管理工作。
2.3 RFID電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)
船載電子標(biāo)簽的外殼設(shè)計(jì)為長(zhǎng)方體,尺寸為70cm*50cm*0.5cm,正面印有代表標(biāo)簽ID的編號(hào)及標(biāo)簽生產(chǎn)日期,背面為3M膠??紤]到船舶管理的實(shí)際應(yīng)用,我們將標(biāo)簽分為了長(zhǎng)期卡和臨時(shí)卡,并以顏色來進(jìn)行區(qū)分,將長(zhǎng)期卡外表顏色設(shè)計(jì)為灰白色,臨時(shí)卡的外表顏色設(shè)計(jì)為黃色?;野咨灰孜仗柟鉄崃浚欣谔岣呖ǖ膲勖?,而黃色作為警示色便于提醒用戶預(yù)防丟失。
圖4 電子標(biāo)簽設(shè)計(jì)樣圖
2.4 船載RFID標(biāo)簽安裝
根據(jù)專業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)多次安裝測(cè)試和總結(jié)分析,RFID電子標(biāo)簽一般安裝在船舶駕駛艙前擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)右上方識(shí)別率較高,工作情況良好、穩(wěn)定。其安裝位置如圖所示:
圖5 電子標(biāo)簽安裝圖
3 系統(tǒng)主要功能
3.1 船舶實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集功能
船舶實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集主要通過航道讀卡器和船載電子標(biāo)簽共同實(shí)現(xiàn)。航道讀卡器通過對(duì)船載電子標(biāo)簽定時(shí)發(fā)送的ID信息進(jìn)行船舶識(shí)別,實(shí)時(shí)采集船舶數(shù)據(jù)。
3.2 船舶實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理功能
船舶RFID數(shù)據(jù)的采集與處理分別通過數(shù)據(jù)接收、解析、預(yù)處理、和存儲(chǔ)組件來完成。數(shù)據(jù)接收組件負(fù)責(zé)多個(gè)航道讀卡器的并發(fā)和雙向通信;數(shù)據(jù)解析組件負(fù)責(zé)航道讀卡器與數(shù)據(jù)采集服務(wù)器間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議解析;數(shù)據(jù)預(yù)處理組件負(fù)責(zé)對(duì)大量RFID數(shù)據(jù)的去噪聲和去重復(fù),過濾掉不符合規(guī)范的RFID數(shù)據(jù),減少RFID數(shù)據(jù)的量,以航次(船舶航行經(jīng)過固定地點(diǎn)的次數(shù))為標(biāo)準(zhǔn),記錄和發(fā)布RFID船舶動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)組件負(fù)責(zé)RFID船舶動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、備份等功能。
3.3 船舶實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)管功能
通過船載電子標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)了船舶營運(yùn)狀態(tài)的數(shù)據(jù)自動(dòng)采集,并與后臺(tái)船舶數(shù)據(jù)中心一一匹配,檢索船舶相關(guān)數(shù)據(jù)信息對(duì)船舶實(shí)施綜合監(jiān)管、自動(dòng)預(yù)警。初步實(shí)現(xiàn)了船舶的定點(diǎn)定位跟蹤管理和船舶通行免停船檢查,提高了船舶通行率,大大方便了船主。
4 總結(jié)與展望
近年, RFID技術(shù)在國際上被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、商業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸控制管理等領(lǐng)域,在我國,由于這方面技術(shù)起步較晚,大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用也剛剛起步;RFID技術(shù)在浙江內(nèi)河船舶綜合監(jiān)管中的應(yīng)用也只是做了一些有益的探索,對(duì)船舶自動(dòng)識(shí)別起到了很好的效果。RFID技術(shù)在內(nèi)河船舶管理中的不斷深入應(yīng)用其意義重大,也必將在提升船舶管理效益和管理水平方面起到積極的作用,尤其在實(shí)現(xiàn)船舶信息采集、船舶自動(dòng)化監(jiān)管、不停航檢查、不停船收費(fèi)、船舶證書防偽等方面應(yīng)用前景廣闊。