CN101853532A - 无源超高频rfid车载现场查验系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于射频识别(RFID)技术领域，具体涉及一种无源超高频RFID车载现场查验系统。该系统包括：一套车载主系统和数套临设分布式子系统。系统具有RFID信息读写功能、图像信息拍摄功能、警示提示功能、控制侦查功能和数据传输功能，通过车载主系统与分布子系统联立工作可对一定区域进行封闭式进出管理，系统具有和后台指挥中心联网协作的能力，以机动形式实现后台指挥中心所管控区域的外围延伸，强化管理对象的时效性。该系统结构简单实用、维护方便、机动性强，较好地解决了固定式系统对场地要求高、建设周期长、成本高和手持式系统识别距离短、功能单一的实际问题，特别适用于对无法提前部署的突发性事件或公共安全事件中实施快速网络连接、灵活机动查验车辆、人员和物资的场合。

Description

无源超高频RFID车载现场查验系统

技术领域

本发明属于射频识别(RFID)技术领域，具体涉及一种采用无源超高频RFID技术对车辆、人员及物资实施现场查验的车载系统，同时该系统通过主系统与分布子系统联合工作可以实现区域封闭式出入管控功能。

背景技术

射频识别技术以无线射频方式进行非接触双向数据通信，实现被标示物体的非接触自动识别，该技术克服视线效应限制、非干预完成信息输入和处理、抗污损、可批量处理，具有信息化、自动化、现代化的技术特点。按工作频率划分，射频识别设备可以分为低频(LF)、高频(HF)、超高频(UHF)和微波(MW)设备；按电源提供方式可以分为有源设备和无源设备。工作于低频和高频的RFID设备典型识别距离为数厘米，工作于超高频和微波的RFID设备典型识别距离为数米至数十米；有源设备成本较高，需要更换电池来维护系统，无源设备成本较低，使用寿命内无需更换电池、免维护。

相比较欧美等发达国家在芯片、终端设备、系统应用方面，尤其是在标准制定和技术开发方面的领先优势，我国政府高度重视这一新技术在国内的产业孕育和应用导向，随着政府和企业的共同推动，RFID技术已经在我国社会很多领域得到应用，对改善人们生活质量、提高企业效益、加强公共安全产生重要影响。在国家颁布的多个发展规划文件中都明确强调RFID产业应用的重要地位，同时设立了专项基金支持RFID产业的发展，由政府主导的2007年特奥会、2008年奥运会以及2010年的世博会等重大活动中对RFID技术的应用和成功实施，将为相关的车辆管理、人员管理、器材管理、会务管理、安全监测等RFID的应用树立了良好的标杆作用，具有影响性的，可复制的项目在活动之后将得到大规模的推广。

在车辆管理、会务活动人员管理和物资安全控制方面，通常采用具有识别距离长、成本低、免维护的无源超高频RFID系统，在出入通道附近架设固定式无源超高频RFID读写设备，配合图像传输设备、控制设备、检测设备、交互设备和网络设备，实现对车辆、人员及物资的信息采集、传输和验证控制，系统具有良好的拓展性，但是对施工建设环境、施工周期、投资成本要求较高，系统缺少机动性。遇到对机动性要求较高的场合常采用无源超高频手持RFID解决方案，由操作人员手持RFID设备对车辆、人员实施采集、查验，系统机动性良好，但是系统所能实现的功能较为单一、拓展性和稳定性差，而且手持设备的查验距离为1米左右，对系统的管理流程设计有较强的限制，远不能发挥超高频无源RFID之长距离读写的应用优势。

发明内容

本发明在研究固定式RFID查验系统和手持式RFID查验系统的软硬件架构和系统应用特点的基础上，提出一种采用无源超高频RFID技术对车辆、人员及物资实施现场查验的车载系统，同时该系统通过主系统与分布子系统联合工作可以实现区域封闭式出入管控功能。

车载系统兼顾了固定式系统功能丰富、拓展性良好的优势和手持式系统机动性强的特点，可独立作为现场指挥部，又具备现场管理与指挥中心的联网功能，同步进行处理调度和指挥，尤其是适用于完成系统中对无法部署固定线路的突发性事件或公共安全事件中需要快速网络连接、灵活机动连理查验的场合，比如区域性涉车管理、重大活动人员管理、物资管理、突发事件应急控制相关领域。

我们基于灵活机动、扬长避短、实用性强、科学合理和人性化定位的考虑，设计出如图1和图2所示的无源超高频RFID现场查验系统。该系统包括车载主系统1和数个临设分布式子系统2。

该系统的车载主系统1包括如下组件：

一套自调整天线组件3；一套图像拍摄组件4；一套RFID读写组件5；一套声光警示组件6；一套信息提示组件7；一套无线通讯组件8；一套电源组件9；一套电脑组件10。

临设子系统2包括如下组件：

一套天线组件11；一套图像拍摄组件12；一套RFID读写组件13；一套声光警示组件14；一套信息提示组件15；一套无线通讯组件16；一套电源组件17；一套电脑组件18。

本发明中临设分布式子系统2与车载主系统1可以在各自工作场所实施分离的“点”式出入管理；临设分布式子系统2和车载主系统1又以无线通讯方式交互数据达到对一定区域实施联动的“面”式出入管理；整体系统具有和后台指挥中心联网协作的能力，实现后台指挥中心所管控区域的机动延伸，完成指挥中心的“网”式调度、全面部署。

本发明中的车载主系统1和临设分布式子系统2的无线通讯组件需根据车载环境的通讯距离、传输速度、移动性能要求，采用两种方案，一种车载主系统和临设子系统的自组局域无线网的高速通讯以满足大容量图文视频的传输要求，一种为车载主系统和控制中心的公网广域无线的远距离中低速通讯以满足车载系统的移动通讯和机动性要求，本发明中的无线数据传输设备采用加密技术以满足特定应用的安全要求。

车载系统的强机动性使得车辆不能以固定方位停放，这会造成天线覆盖区域和受检车辆、人员的工作区域存在偏差，只能调整天线方位使其射频覆盖区域和工作区域相重合，但是车载系统使用的是超高频信号，操作人员并不能直观的感受调整天线所带来工作区域的变化，在天线覆盖区域和工作区域有明显偏差的情况下，必然会造成车辆和人员的漏检和误检，严重影响系统的稳定可靠性，造成查验工作的巨大浪费。若采用单纯人工调节的形式也会因个体差异出现准确率不能保证、重复性差的矛盾。本发明中自调整天线组件3具有天线自调整算法和标定标准，借助参考定位标签或经验模型，以软件控制形式实现天线覆盖区域和系统查验工作区域的自动重合校正，极大地提高操作效率和稳定性，确保能够对工作区域的车辆和人员实施准确识别。

典型应用环境中，图像信息不仅可以用作现场车辆和人员的第一手记录，还可以作为一种新的技术手段来判断车辆或人员通行的动作行为，本发明中图像拍摄组件4和7在照明组件、机械控制辅助组件的配合下完成图像的高质量采集，以图像识别技术或感应技术记录查验对象的影像资料，建立图像与管理对象的唯一对应关系，实现流量统计。

本发明中声光警示组件14和信息提示组件8反应管理对象的查验结果，并提醒操作人员按采取相应验放行为。

本发明中车载主系统的电源组件10，在单路车载直流输入的情况下提供多路直流输出和交流输出，以满足不同车载设备的供电要求，若系统中有特殊供电要求的车载设备，电源组件10将包含车载不间断电源部分，以解决车内供电频繁间断和波动范围较大的问题，电源组件10在总控面板上提供每路输出的开关控制功能。

本发明中的各组成设备根据使用方式、设备防护等级、散热要求、机械传动要求分为车内分区安装和车外安装，车内分为设备区和工作区，车外分为主区和辅助区，安装形式首先需要满足车载移动的功能性要求“安全、紧凑、稳固可靠”，综合承重能力、稳定性、抗风能力强，方位调节能力，还须同时充分考虑人性化设计，使车内车外设备分区合理、操作方便、使用便捷、整体协调美观。

附图说明

图1无源超高频RFID车载现场查验系统与指挥中心层次结构图

图2无源超高频RFID车载现场查验系统硬件架构框图

具体实施方式

为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明克服了固定式系统对场地要求高、建设周期长、成本高和手持式系统识别距离短、功能单一的固有缺点，兼顾了固定式系统功能丰富、拓展性良好的优势和手持式系统机动性强的优点，具有高可靠性、高抗毁性、随需而设、即设即用的特点。同时本发明又是固定式系统建设的应急补充，可独立作为现场指挥部，具备现场管理与指挥中心的联网功能，同步进行处理调度和指挥，特别是适合用来完成突发性或公共安全事件中无法提前固定部署的区域涉车现场和特大型会务活动现场的出入查验管理。

在目标管理区域内布置本发明中的车载主系统1作为现场指挥部和查验站，在各出入路口布置临设分布式子系统2作为查验站，在本发明的车载系统到达指定地点并完成管控布局后，启动控制软件，自动调整射频覆盖区域，使之与工作区域重合，车载主系统1与临设分布式子系统2在各自工作场所实施分离的“点”式工作模式，实现RFID信息读写功能、图像信息拍摄功能、警示提示功能、控制侦查功能和数据传输功能，记录车辆、人员及物资等管理对象的RFID编码信息、图像信息，建立对应关系，并在本地数据库实施查询，对符合规定的对象实施放行，对出现问题的管理对象，本发明中的警示提示组件将提示操作人员问题类型和相应措施，以便操作人员按既定规程人工介入实施管控查验；本发明中临设分布式子系统2和车载主系统1又以有安全加密手段的内部无线局域网形式进行高速大容量通讯交互数据，将各临时分布式子系统2所采集的数据信息发送到车载主系统1，并接收车载主系统的更新数据和管控指令，使作为现场指挥部的本发明车载主系统1能够全面掌控工作于各点的临设分布式子系统的工作状况，了解管控区域的各出入口管理对象的行为数据，达到对一定区域实施联动的“面”式出入管理；本发明的整体系统具有通过广域无线通讯和后台指挥中心联网协作的能力，以机动形式实现后台指挥中心所管控区域的外围延伸，将现场查验的信息发送到后台指挥中心，同时接收后台指挥中心的指令和更新数据，实现现场查验系统与后台指挥中心的实时同步，强化管理对象的时效性，完成指挥中心的“网”式调度、全面部署。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.无源超高频RFID车载现场查验系统，其特征在于：系统由车载主系统和临设子系统共同构成，既可作为独立的现场查验设施对一定区域的车辆、人员及物资实施“点”式和“面”式的出入管理，又可与指挥中心、后台数据库交互数据实施联网协作，以机动形式实现后台指挥中心所管控区域的外围延伸，强化管理对象的时效性。

2.无源超高频RFID车载现场查验系统，其特征在于：系统具有RFID信息读写功能、图像信息拍摄功能、警示提示功能、控制侦查功能和数据传输功能；具有功能丰富、拓展性良好的优势，以及机动性强、可靠性高、随需而设、即设即用的特点。

3.无源超高频RFID车载现场查验系统，其特征在于：系统具有天线自调整算法，借助参考定位标签，以软件控制形式实现天线覆盖区域和系统查验工作区域的自动重合校正。

4.无源超高频RFID车载现场查验系统，其特征在于：以图像识别技术或感应技术记录查验对象的影像资料，建立图像与管理对象的唯一对应关系，实现流量统计。

5.无源超高频RFID车载现场查验系统，其特征在于：临设子系统和车载主系统、车载主系统和指挥中心之间以自组局域网或借助广域网的形式进行无线数据传输，无线数据通过加密技术满足安全要求。

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