RFID技術(shù)在渣土車管理中的應用

一、RFID技術(shù)概述

　　RFID射頻識別是非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，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)在許多領域都得到實際應用，包括生產(chǎn)自動化、門禁、公路收費、停車場管理、身份識別、貨物跟蹤等。

　　近年來城市建設發(fā)展進程加快，國內(nèi)許多大中城市開始了大規(guī)?；A建設，而且愈來愈呈現(xiàn)出高密度、超常規(guī)的態(tài)勢，導致渣土產(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；同時由于超載超速，遮蓋不嚴，導致整個行駛過程中沿路揚塵，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，減少其對環(huán)境影響，已成為目前社會關(guān)注的熱點問題。

　　本文設計的基于RFID技術(shù)的渣土車管理信息系統(tǒng)，在各建筑工地出土點、渣土回填點配備裝卸工作記錄設備，在合格的渣土運輸車輛上安裝有源RFID電子標簽，結(jié)合渣土營運證管理和收費結(jié)算管理，通過裝卸信息匹配實現(xiàn)回填點付費，從而最終實現(xiàn)對渣土運輸?shù)娜^程監(jiān)管，減少建筑渣土偷倒亂倒現(xiàn)象的發(fā)生，防止非法渣土運輸車輛進入，保證合法市場的正常運行，為創(chuàng)造和諧優(yōu)美市容環(huán)境提供保障。

二、RFID技術(shù)與渣土車管理應用

　　基于RFID技術(shù)的渣土車管理信息系統(tǒng)由車載RFID設備、地面手持/固定的RFID閱讀器和系統(tǒng)管理軟件三個子系統(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可以提供更遠的讀寫距離，但是需要電池供電，適用于遠距離讀寫的應用場合。按應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設備采用工作頻點為2.45GHz的防拆卸主動式標簽，設備可安裝于車內(nèi)前擋風玻璃處或者其他合適位置。RFID標簽內(nèi)部采用防拆卸設計，一經(jīng)粘貼牢固后不可拆除。若遭遇外力強制拆除，則標簽在重新授權(quán)之前不可再次使用，且會持續(xù)發(fā)送報警信號。選擇此種RFID標簽的目的在于防止其被私自挪用，尤其是在RFID電子標簽被賦予身份唯一合法性的應用環(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、渣土回填點的RFID閱讀器，可以讀取合格的渣土運輸車輛上安裝的有源RFID電子標簽內(nèi)的數(shù)據(jù)信息。RFID閱讀器通過天線與RFID電子標簽進行無線通信，可以實現(xiàn)對標簽識別碼和內(nèi)存數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氩僮?。閱讀器上同時裝載著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在本地的同時，通過GPRS數(shù)據(jù)網(wǎng)絡將渣土的裝卸信息和運輸過程的GPS數(shù)據(jù)回傳到信息中心數(shù)據(jù)庫進行記錄和儲存。

　　系統(tǒng)管理軟件在設計中充分考慮了大中城市的建設規(guī)模，設計容量允許上百部閱讀器同時上傳數(shù)據(jù)和讀取信息，允許同時超過一百個用戶查詢、統(tǒng)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)。從系統(tǒng)實時性考慮采用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，來保證整個系統(tǒng)的實時性、快速響應、數(shù)據(jù)集中、便于管理和未來功能拓展的要求。而對一些統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)和報表，可以完全采用純B/S方式來實現(xiàn)，這樣能夠方便和其他系統(tǒng)進行信息交換和共享。

　　整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)獲取流程可以簡要的概括為：在各建筑工地、渣土回填點配備RFID閱讀器，在合格的渣土運輸車輛上安裝有源RFID電子標簽，RFID閱讀器讀取合格的數(shù)據(jù)信息，通過GPRS網(wǎng)絡將信息傳輸?shù)叫畔⒐芾碇行牟⒃诒镜乇３謹?shù)據(jù)備份。在各項管理制度的保障下實現(xiàn)對渣土車的綜合長效管理目標。渣土處置管理業(yè)務的功能如圖1所示。

 三、系統(tǒng)性能測試與分析

　　基于RFID的渣土車管理信息系統(tǒng)是一個涵蓋多個技術(shù)領域的綜合信息管理系統(tǒng)，系統(tǒng)上線前，我們對組成系統(tǒng)的關(guān)鍵設備進行了詳細的測試，測試結(jié)果表明所有的技術(shù)指標均能滿足渣土處置管理的應用需求。系統(tǒng)測試的主要指標包括RFID閱讀器的靜態(tài)讀卡性能、動態(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1：閱讀器的靜態(tài)讀卡性能

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

　　試驗2：閱讀器的動態(tài)讀卡性能

　　在渣土回填點現(xiàn)場，利用閱讀器讀取運動車輛上標簽，為統(tǒng)計讀取時間，在本測試中關(guān)閉GPS功能，只保留RFID模塊中的無線通信模塊，現(xiàn)場示意圖如圖3所示，標簽性能統(tǒng)計結(jié)果表2所示。

　　試驗3：閱讀器GPRS數(shù)據(jù)傳輸性能

　　利用閱讀器讀取80個標簽信息，并通過GPRS將標簽信息傳輸?shù)叫畔⒅行姆掌?；閱讀器GPRS上傳時間結(jié)果如圖4所示，由統(tǒng)計結(jié)果可以看出，數(shù)據(jù)的傳輸時間大致都在6秒左右。

　　通過以上測試記錄和測試分析，可以得出以下結(jié)論：

　　1）閱讀器讀卡性能：以車身為軸，車頭方向為正方向，其左右45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)過不同點的測試，傳輸時間符合實際管理需求。

　　3）GPS獲取時間較長。由于每次讀取標簽都需要讀取GPS數(shù)據(jù)，在杜絕舞弊事件發(fā)生的同時，也增加了操作時間。在實際應用中可以根據(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，以及渣土的裝載時間和卸土時間。 

　　 四、小結(jié)

　　基于RFID技術(shù)的渣土車管理系統(tǒng)以RFID射頻識別產(chǎn)品為核心，車輛在出入建筑工地出土點、渣土回填點時無需停車，所有的識別、判斷均由系統(tǒng)遠距離自動實現(xiàn)，無需人工干預，杜絕失誤和作弊，從而規(guī)范渣土車在運輸過程中的行為，在各項管理制度的保障下實現(xiàn)對渣土車的綜合長效管理。目前開發(fā)的系統(tǒng)已在上海市市容環(huán)衛(wèi)管理機構(gòu)推廣應用，能夠滿足實際管理需求。以上應用也可為相關(guān)運輸、物流等行業(yè)提供參考。