射頻識別技術(shù)(RFID)交通行業(yè)應(yīng)用方案

1、射頻識別技術(shù)RFID交通行業(yè)應(yīng)用方案 浙江交通信息化建設(shè)，按照省政府和交通部的部署，已建成了省廳與各市、縣交通管理部門的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，建立了全省統(tǒng)一的辦公自動化系統(tǒng)，建立了門戶網(wǎng)站，電子地圖查詢系統(tǒng)和一系列的交通行業(yè)建設(shè)與管理需要的應(yīng)用軟件等等。為全面推進(jìn)浙江交通信息化建設(shè)打下良好的根底。隨著世界信息技術(shù)的快速開展，大量與世界同步開展的先進(jìn)技術(shù)已在交通行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。 新經(jīng)濟(jì)、新技術(shù)時(shí)代使我國拉近了與國際興旺國家之間的距離，局部區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了跨越式開展。尤其是便捷、平安、經(jīng)濟(jì)的條形碼技術(shù)、IC卡讀寫技術(shù)作為信息載體在流通領(lǐng)域和信息傳遞上的應(yīng)用后，又開展了射頻識別技術(shù)，解決了以前不能遠(yuǎn)距離讀寫信息

2、的技術(shù)問題，這必將進(jìn)一步加快國民經(jīng)濟(jì)的開展。我們就交通行業(yè)如何應(yīng)用射頻識別技術(shù)進(jìn)行了認(rèn)真的調(diào)研，在實(shí)踐的根底上提出了應(yīng)用方案，供參考。一、頻識別技術(shù)RFID的根本原理與特點(diǎn)大家比較熟悉的IC卡，又稱智能卡，是在較為原始的磁卡的根底上開展起來的，大致經(jīng)過了從接觸式IC卡如存儲卡、加密存儲卡、CPU卡到非接觸式的開展階段。目前常用的多是接觸式的IC卡，一般是指一張給定大小的塑料卡片上面封裝了集成電路芯片，用于存儲和處理數(shù)據(jù)。-接觸式IC卡使用時(shí)要將其插入讀卡機(jī)中，通過外表上的電極觸點(diǎn)的物理接觸來實(shí)現(xiàn)命令、數(shù)據(jù)和卡片狀態(tài)的傳遞；非接觸式IC卡在使用時(shí)只要靠近讀卡機(jī)讀寫，卡片和讀卡機(jī)通過無線電波或電磁

3、場感應(yīng)的方式進(jìn)行信息傳遞。IC卡已經(jīng)走過十幾年的歷程并得到廣泛的應(yīng)用，但隨著社會需求的不斷擴(kuò)大，要求更高，必將被新的技術(shù)所取代。1.1 RFID技術(shù)的根本原理RFIDRadio Frequency Identification是射頻識別系統(tǒng)的簡稱。所謂射頻識別，就是通過射頻的手段識別物體的身份、特性等信息，其概念與IC卡相似,但克服了IC卡讀寫距離短、操作時(shí)間長、易磨損、只能一個(gè)方向插入等缺點(diǎn)。同時(shí)大規(guī)模集成電路的開展也使得RFID芯片的本錢迅速降低，使高性能、低本錢的RFID產(chǎn)品將在交通、物流、商貿(mào)、計(jì)費(fèi)、防偽、防盜、生產(chǎn)自動化等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。根本的RFID系統(tǒng)由閱讀器和應(yīng)答器組成：

4、RFID系統(tǒng)的根本組成應(yīng)答器是RFID系統(tǒng)的信息載體，目前應(yīng)答器大多是由耦合原件線圈、微帶天線等和微芯片組成無源單元。閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫裝置，是RFID信息讀寫控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。閱讀器和應(yīng)答器之間一般采用半雙工通信方式進(jìn)行信息交換，同時(shí)閱讀器通過耦合給無源應(yīng)答器提供能量和時(shí)序。在實(shí)際應(yīng)用中，可進(jìn)一步通過Ethernet或WLAN等實(shí)現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能。以RFID 卡片閱讀機(jī)及電子卷標(biāo)之間的通訊及傳能感應(yīng)方式來看大致上可以分成, 感應(yīng)耦合及后向散射耦合兩種, 一般高頻如13.56MHz

5、的RFID大都采用第一種式, 而超高頻或微波如915MHz/5.85GHz的就大多是采第二種方式。 感應(yīng)耦合方式地RFID系統(tǒng) 反向散射耦合方式的RFID系統(tǒng)圖二 RFID系統(tǒng)的根本工作原理1.2 RFID技術(shù)的特點(diǎn)系統(tǒng)平安：將產(chǎn)品數(shù)據(jù)從中央計(jì)算機(jī)中轉(zhuǎn)存到工件上將大大地提高系統(tǒng)的平安性。即使發(fā)生軟件崩潰或中央計(jì)算機(jī)癱瘓，一個(gè)產(chǎn)品和它當(dāng)前數(shù)據(jù)之間的關(guān)系也能隨時(shí)建立起來。如果需要的話，還可以將工件從生產(chǎn)過程中取出，而不會喪失數(shù)據(jù)。日后如果要將此產(chǎn)品再次投入生產(chǎn)過程中，可以毫無問題地對它進(jìn)行加工。 數(shù)據(jù)平安：通過校驗(yàn)和的方法來保證射頻標(biāo)簽中存儲的數(shù)據(jù)，從而確保讀出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)會被發(fā)現(xiàn)并被忽

6、略掉。 靈活性: 可以更加靈活地控制產(chǎn)品的生產(chǎn)。例如，對于通用可編程的機(jī)器人和生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)置數(shù)據(jù)，可以在預(yù)處理階段寫入到隨各個(gè)工件運(yùn)行的標(biāo)簽載體中，并且在需用處馬上應(yīng)用這些設(shè)置數(shù)據(jù)。利用這種技術(shù)可以生產(chǎn)最小批量為1的產(chǎn)品，而不必通過中央計(jì)算機(jī)與每個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)雜的通信來交換信息。 射頻識別系統(tǒng)完全不怕灰塵、潮濕、油污、冷卻劑、粉屑、有害氣體、高溫以及在生產(chǎn)環(huán)境中產(chǎn)生的類似影響。玻璃或塑料標(biāo)簽通常滿足IP67保護(hù)類型的要求，是完全防塵和防水的。即使在塵土特別多或者特別臟的環(huán)境條件下，由于掃描器光學(xué)鏡頭很快就污染的原因而無法使用條形碼，射頻識別系統(tǒng)卻可以勝任。RFID同其他自動設(shè)別系統(tǒng)的比較參數(shù)系統(tǒng)

7、 數(shù)據(jù)量Bits 受污染影響 受方向 性影響 磨損 工作費(fèi)用 閱讀 速度 最大閱讀距離 自動化程度RFID 1664k 無 無 無 很小 很快 10m 高IC卡 1664k 可能 單方向 觸點(diǎn) 一般 一般 接觸 低條形碼 1100 嚴(yán)重 單方向 嚴(yán)重 很小 一般 10cm 低表一RFID同其他自動設(shè)別系統(tǒng)的比較通過比較可以看出RFID系統(tǒng)具有高平安性、高可靠性、易操作性和信息量大等優(yōu)點(diǎn)，是自動識別系統(tǒng)開展的趨勢。從協(xié)議和工作頻率的角度，RFID的分類及性能比較如表二所示。工作頻率 協(xié)議 最大讀寫距離 受方向影響 芯片價(jià)格相對 數(shù)據(jù)傳輸速率相對13.56MHz ISO/IEC14443 10cm

8、 受 較高 較慢 ISO/IEC15693 單向180cm全向100cm 無 低 較快860-930 MHz ISO/IEC18000-6、EPCx 10m 無 一般 讀快寫較慢2.45GHz ISO/IEC 18001-3 10m 無 較高 較快5.8GHz ISO/IEC 18001-5 10m以上 無 較高 較快13.56MHz ISO/IEC14443 少 大 多 逐步淘汰 ISO/IEC15693 少 大 多 大量使用860-930 MHz EPCx ISO/IEC18000-6、 多 小 多 大量使用2.45GHz ISO/IEC 18001-3 多 大 一般 可能大量使用5.8G

9、Hz ISO/IEC 18001-5 ISO TC204 少 大 較多 可能大量使用表二RFID的分類及性能比較從表中可以看出頻段在13.56MHz的 ISO/IEC15693、860-930 MHz的EPCx、5.8GHz的ISO TC204、ISO/IEC 18001-5因各自的優(yōu)點(diǎn)代表了RFID開展的趨勢，它們必將在相應(yīng)的領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。交通行業(yè)中可將13.56MHz的ISO/IEC15693與860-930 MHz的EPCx ISO/IEC 18001-6這兩準(zhǔn)標(biāo)同時(shí)應(yīng)用，前者主要可應(yīng)用在讀寫距離1.8m以內(nèi)的范圍，后者那么可應(yīng)用在讀寫距離10m以內(nèi)的范圍。兩者有效接合后即考慮了經(jīng)

10、濟(jì)方面的因素又可滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。1.3 RFID系統(tǒng)的硬件組成最根本的RFID硬件系統(tǒng)由三局部組成： 電子標(biāo)簽(Tag)：由耦合元件及芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標(biāo)識目標(biāo)對象；當(dāng)受無線電射頻信號照射時(shí)，能反射回?cái)y帶有數(shù)字字母編碼信息的無線電射頻信號，供閱讀器處理識別。閱讀器(Reader)：有時(shí)也被稱為查詢器、通訊器或稱為讀出裝置，用以產(chǎn)生發(fā)射無線電射頻信號并接收由電子標(biāo)簽反射回的無線電射頻信號，經(jīng)處理后獲取標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息，有時(shí)還可以寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；微型天線(Antenna)：在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號。 RFID系統(tǒng)的工作頻率 通常閱讀器

11、發(fā)送時(shí)所使用的頻率被稱為RFID系統(tǒng)的工作頻率。常見的工作頻率有低頻125kHz、134.2kHz及13.56MHz等等。低頻系統(tǒng)一般指其工作頻率小于30MHz，典型的工作頻率有：125KHz、225KHz、13.56M等，這些頻點(diǎn)應(yīng)用的射頻識別系統(tǒng)一般都有相應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)予以支持。其根本特點(diǎn)是電子標(biāo)簽的本錢較低、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較少、閱讀距離較短無源情況，典型閱讀距離為10cm、電子標(biāo)簽外形多樣卡狀、環(huán)狀、鈕扣狀、筆狀、閱讀天線方向性不強(qiáng)等。高頻系統(tǒng)一般指其工作頻率大于400MHz， 典型的工作頻段有：915MHz、2450MHz、5800MHz等。高頻系統(tǒng)在這些頻段上也有眾多的國際標(biāo)準(zhǔn)予以

12、支持。高頻系統(tǒng)的根本特點(diǎn)是電子標(biāo)簽及閱讀器本錢均較高、標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)量較大、閱讀距離較遠(yuǎn)可達(dá)幾米至十幾米， 適應(yīng)物體高速運(yùn)動性能好，外形一般為卡狀，閱讀天線及電子標(biāo)簽天線均有較強(qiáng)的方向性。 RFID標(biāo)簽類型 RFID標(biāo)簽分為被動標(biāo)簽(Passive tags)和主動標(biāo)簽(Active tags)兩種。主動標(biāo)簽自身帶有電池供電，讀/寫距離較遠(yuǎn)時(shí)體積較大，與被動標(biāo)簽相比本錢更高，也稱為有源標(biāo)簽， 一般具有較遠(yuǎn)的閱讀距離， 缺乏之處是電池的壽命有限310年。無源電子標(biāo)簽內(nèi)無電池，它接收到閱讀器讀出裝置發(fā)出的微波信號后，將局部微波能量轉(zhuǎn)化為直流電供自己工作，一般可做到免維護(hù)，本錢很低并具有很長的使用

13、壽命，比主動標(biāo)簽更小也更輕，讀寫距離那么較近，也稱為無源標(biāo)簽。相比有源系統(tǒng)，無源系統(tǒng)在閱讀距離及適應(yīng)物體運(yùn)動速度方面略有限制。集成固化式電子標(biāo)簽內(nèi)的信息一般在集成電路生產(chǎn)時(shí)即將信息以ROM工藝模式注入， 其保存的信息是一成不變的；現(xiàn)場有線改寫式電子標(biāo)簽一般將電子標(biāo)簽保存的信息寫入其內(nèi)部的存貯區(qū)，改寫時(shí)需要專用的編程器或?qū)懭肫?，改寫過程中必須為其供電；現(xiàn)場無線改寫式電子標(biāo)簽一般適用于有源類電子標(biāo)簽，具有特定的改寫指令，電子標(biāo)簽內(nèi)保存的信息位于其中的存貯區(qū)。一般情況下改寫電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間遠(yuǎn)大于讀取電子標(biāo)簽所花費(fèi)的時(shí)間。常規(guī)為改寫所花費(fèi)的時(shí)間為秒級，閱讀花費(fèi)的時(shí)間為毫秒級。 1.3.3 RF

14、ID識別系統(tǒng)類型可以將RFID識別系統(tǒng)簡單地區(qū)分為三種類型，播送發(fā)射式射頻識別系統(tǒng)、倍頻式射頻識別系統(tǒng)和反射調(diào)制式射頻識別。 播送發(fā)射式射頻識別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來最簡單。這時(shí)電子標(biāo)簽必須采用有源方式工作，并實(shí)時(shí)將其貯存的標(biāo)識信息向外播送，閱讀器相當(dāng)于一個(gè)只收不發(fā)的接收機(jī)。這種系統(tǒng)的缺點(diǎn)是電子標(biāo)簽因須不停地向外發(fā)射信息，對其自身而言費(fèi)電，對環(huán)境而言造成電磁污染，同時(shí)系統(tǒng)不具備平安保密性。 倍頻式射頻識別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來有一定難度。一般情況下，閱讀器發(fā)出射頻查詢信號，電子標(biāo)簽返回的信號載頻為閱讀器發(fā)出射頻的倍頻。這種工作模式對閱讀器接收處理回波信號提供了便利，但是，對無源電子標(biāo)簽來說，電子標(biāo)簽將收到的閱讀器

15、發(fā)來的射頻能量轉(zhuǎn)換為倍頻回波載頻時(shí)，其能量轉(zhuǎn)換效率較低，提高轉(zhuǎn)換效率需要較高的微波技巧，這就意味著更高的電子標(biāo)簽本錢。同時(shí)這種系統(tǒng)工作須占用兩個(gè)工作頻點(diǎn)，一般較難獲得無線電頻率管理委員會的產(chǎn)品應(yīng)用許可。反射調(diào)制式射頻識別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)起來要解決同頻收發(fā)問題。系統(tǒng)工作時(shí)，閱讀器發(fā)出微波查詢能量信號，電子標(biāo)簽無源收到微波查詢能量信號后將其一局部整流為直流電源供電子標(biāo)簽內(nèi)的電路工作， 另一局部微波能量信號被電子標(biāo)簽內(nèi)保存的數(shù)據(jù)信息調(diào)制ASK后反射回閱讀器。 閱讀器接收反射回的幅度調(diào)制信號， 從中提取出電子標(biāo)簽中保存的標(biāo)識性數(shù)據(jù)信息。 系統(tǒng)工作過程中， 閱讀器發(fā)出微波信號與接收反射回的幅度調(diào)制信號是同時(shí)進(jìn)行

16、的。反射回的信號強(qiáng)度較發(fā)射信號要弱得多，因此技術(shù)實(shí)現(xiàn)上的難點(diǎn)在于同頻接收。1.4 RFID讀寫器的選擇從頻率上看，RFID讀寫器涉及到高頻13.56M，ISO/IEC15693、超高頻915M，ISO/IEC180006、微波5.8G，ISO/IEC180005、ISO TC204。對應(yīng)讀寫器的原理和結(jié)構(gòu)均不相同。1.4.2 頻率使用場合對人員的管理，可以是手持式RFID讀寫器，也可以是車載RFID讀寫器。對公路固定設(shè)施的管理，使用雙頻13.56M和915M車載RFID讀寫器。對公路維護(hù)設(shè)備的管理，使用倉庫固定RFID通道式讀寫器。對公路行駛車輛的管理，使用路邊固定RFID讀寫器。讀寫距離與讀

17、寫器輸出功率、天線及電子標(biāo)簽有關(guān)；標(biāo)準(zhǔn)配置情況下：閱讀距離10-7 m；寫入距離7-5m；單字16bits讀取時(shí)間3ms；單字16bits寫入時(shí)間50ms；發(fā)光二極管LED：電源指示，射頻指示，錯(cuò)碼指示；通信接口：RS232/RS422兼容需配專用連接電纜；串行傳輸速率：9600bps可配置；連接器：陰頭DB9適用于RS232/RS422接口；DB9引腳約定：參見第14頁圖2-5；電源電壓：100V240V/50Hz。射頻輸出功率：小于1W電源功率消耗：小于30W最大串口電纜長度：10m環(huán)境工作溫度：-20。C70。C1.5 RFID芯片的選擇及封裝形式RFID芯片是智能公路管理系統(tǒng)管理對象信

18、息的載體，RFID芯片根據(jù)管理對象特性的差異而采取不同的類型和不同的封裝形式。如對運(yùn)輸從業(yè)人員的管理，采用ISO/IEC15693標(biāo)準(zhǔn)的芯片做成傳統(tǒng)的卡片式證照，或者鑰匙扣、手表帶等形式的個(gè)性化證照。如不停車收費(fèi)管理，在車上加裝5.85G微波標(biāo)貼。詳見3.1表述。1.6 RFID中間件技術(shù)RFID中間件技術(shù)是基于射頻硬件設(shè)備與軟件管理平臺之間的一個(gè)開發(fā)平臺，同時(shí)也是嵌入現(xiàn)有交通管理系統(tǒng)的接口。RFID中間件模塊是RFID系統(tǒng)同現(xiàn)有管理系統(tǒng)連接的媒介，其作用在于：1軟件管理系統(tǒng)開發(fā)的周期將大大縮短，有利于整體系統(tǒng)的建設(shè)2提供RFID系統(tǒng)同現(xiàn)有交通管理系統(tǒng)連接的橋梁軟件開發(fā)平臺和數(shù)據(jù)庫接口、讀寫器

19、工作參數(shù)的設(shè)計(jì)的接口等，使RFID系統(tǒng)能夠無縫、透明地嵌入到現(xiàn)有公路管理系統(tǒng)中；3屏蔽RFID設(shè)備的差異，即提供RFID系統(tǒng)集成的緩沖和紐帶，使得多頻點(diǎn)、多接口類型的RFID設(shè)備以及輔助設(shè)備能夠協(xié)調(diào)一致地工作。 二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表每個(gè)應(yīng)用都有特殊要求。前文僅對RFID的根本特點(diǎn)與應(yīng)用面進(jìn)行了討論。在實(shí)際使用中我們需要有一定的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行考證，因此假設(shè)需實(shí)施FRID的相關(guān)工程必定要先進(jìn)行測試，以下提供一些試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表單，為今后的實(shí)驗(yàn)做一些前期準(zhǔn)備工作。試驗(yàn)表一附著面(玻璃、車內(nèi)證照、露天 天線安裝露天、車載、手持廠家 芯片類別 晴 天 相對濕度50%以下 相對顯度50%至80% 遠(yuǎn)距離 近距離 遠(yuǎn)距

20、離 近距離 識別距離 識別距離HPILIPS U-CODE M M M M I-CODE 1 M M M M I-CODE II M M M M上海貝嶺 M M M M M M M M M M M M M M M M試驗(yàn)表二附著面(玻璃、車內(nèi)證照、露天 天線安裝露天、車載、手持廠家 芯片類別 霧 雨 天 遠(yuǎn)距離 近距離 遠(yuǎn)距離 近距離 識別距離 識別距離HPILIPS U-CODE M M M M I-CODE 1 M M M M I-CODE II M M M M上海貝嶺 M M M M M M M M M M M M M M M M試驗(yàn)RFID的極限值，主要是腐蝕性測試、防水測試、天線在戶

21、外日曬雨淋后的效果、讀寫次數(shù)測試、折疊彎曲測試、磁場干擾測試等試驗(yàn)分別記錄其實(shí)際數(shù)值。三、射頻識別技術(shù)RFID的應(yīng)用3.1 在零售環(huán)節(jié)在零售環(huán)節(jié)RFID可以用來防盜，商品實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽化之后，零售商就能放心地開架銷售。另一方面，該技術(shù)還可以改進(jìn)零售商的庫存管理，實(shí)現(xiàn)適時(shí)補(bǔ)貨，有效跟蹤運(yùn)輸與庫存。在倉庫里，射頻技術(shù)最廣泛的使用是存取貨物與庫存盤點(diǎn)，它能用來實(shí)現(xiàn)自動化的存貨和取貨等操作。RFID解決方案可提供有關(guān)庫存情況的準(zhǔn)確信息，管理人員可由此快速識別并糾正低效率運(yùn)作情況3.2 在圖書管理方面現(xiàn)代化的圖書館提供應(yīng)讀者的不僅僅是圖書和雜志，而是更具現(xiàn)代化、技術(shù)化的音像制品、光碟、電腦軟件等一系列非印刷品

22、，對這些館藏的保護(hù)也就比以往任何時(shí)候都具有重要性，保護(hù)方法和措施也更困難。在具有防竊功能的智能圖書館管理系統(tǒng)，僅需一個(gè)閱讀器和低本錢的13.56MHz射頻標(biāo)簽就能容易對將館藏的信息進(jìn)行讀取讀取，方便讀者尋找書籍和防止圖書喪失。由射頻檢測天線和多系列、多樣化的標(biāo)簽組成的防竊系統(tǒng)為圖書館用戶提供了一個(gè)平安、有效、低本錢的保護(hù)措施，根據(jù)美國保點(diǎn)公司對使用了射頻技術(shù)系統(tǒng)的圖書館用戶調(diào)查顯示，失竊率普遍下降了95%以上。四、RFID在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用射頻識別技術(shù)在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的主要應(yīng)用有：高速公路的自動收費(fèi)及交通管理、 火車和貨運(yùn)集裝箱的識別、防偽等。近來，便攜式數(shù)據(jù)終端PDT和射頻通信被頻繁地用于運(yùn)

23、輸作業(yè)中，通過PDT掃描位置標(biāo)簽、產(chǎn)品數(shù)量等信息，再通過RF技術(shù)把這些數(shù)據(jù)傳送到計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，能夠及時(shí)掌握在途物資和實(shí)時(shí)跟蹤運(yùn)輸工具。RF技術(shù)允許企業(yè)跟蹤供應(yīng)鏈中特定的庫存單元，直到在鏈中傳遞的某一特定托盤上的一集裝箱商品。目前，UPS公司已經(jīng)使用射頻技術(shù)來閱讀運(yùn)送包裹上的信息，提高了運(yùn)作效率。RFID目前還主要用于對托盤和集裝箱的識別與跟蹤，下一階段的主要目標(biāo)是應(yīng)用于單件物品的識別、管理和監(jiān)控。4.1 RFID在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用范圍領(lǐng)域 范圍 RFID的使用 標(biāo)簽 讀寫器 頻率選擇(MHz) 封裝形式 公路 公路建設(shè) 公路建設(shè)材料管理 13.56 標(biāo)貼 通道式遠(yuǎn)距離 公路建設(shè)機(jī)具管理 1

24、3.56/915 標(biāo)貼 通道式遠(yuǎn)距離 公路標(biāo)志標(biāo)牌管理設(shè)備 915/13.56 內(nèi)嵌式圓塊 單向遠(yuǎn)距離 施工人員管理、高速公路養(yǎng)護(hù)管理 13.56 卡片 通道式遠(yuǎn)距離/手持 其他 公路、道路運(yùn)輸 運(yùn)管企業(yè)經(jīng)營許可證管理 13.56 卡片 近距離固定/手持 車輛養(yǎng)路費(fèi)繳納管理 915/5850 標(biāo)貼 遠(yuǎn)距離微波 運(yùn)輸企業(yè)運(yùn)管費(fèi)繳納管理 13.56 卡片 近距離固定/手持 運(yùn)輸企業(yè)公建金繳納管理 13.56 卡片 近距離固定/手持 運(yùn)輸車輛技術(shù)狀況管理維修、檢測、平安門檢 915/5850 標(biāo)貼 遠(yuǎn)距離微波 運(yùn)輸企業(yè)從業(yè)人員管理 13.56 卡片 近距離固定/手持 運(yùn)輸企業(yè)和從業(yè)人員違章記錄 13

25、.56 卡片 近距離固定/手持 駕培學(xué)校學(xué)員、教練員管理 13.56 卡片 近距離固定/手持 高速公路收費(fèi)管理 915/5850 標(biāo)貼 近距離固定/手持 其他應(yīng)用、流量統(tǒng)計(jì) 水路 航道建設(shè) 航道設(shè)施設(shè)備日常管理 915/5850 標(biāo)貼 遠(yuǎn)距離超高頻/微波 港監(jiān)巡查光亮 915/5850 標(biāo)貼 遠(yuǎn)距離超高頻/微波 航道通航量統(tǒng)計(jì)運(yùn)量 915/5850 標(biāo)貼 遠(yuǎn)距離超高頻/微波 航道疏竣管理 915/5850 標(biāo)貼 遠(yuǎn)距離超高頻/微波 航運(yùn) 船舶各類證照管理 13.56 卡片 近距離固定/手持 船舶航行簽證 915/5850 標(biāo)貼 遠(yuǎn)距離超高頻/微波 船舶過閘、通行費(fèi)管理 915/5850 標(biāo)貼

26、遠(yuǎn)距離超高頻/微波 船舶各類規(guī)費(fèi)征收管理 915/5850 標(biāo)貼 遠(yuǎn)距離超高頻/微波 船舶維修船檢技術(shù)狀況管理 915/5850 標(biāo)貼 遠(yuǎn)距離超高頻/微波 港航監(jiān)督檢查 13.56 卡片 近距離固定/手持 船員身份確認(rèn) 13.56 卡片 近距離固定/手持 其他 4.2 RFID的應(yīng)用方式讀寫器方式 應(yīng)用地點(diǎn) 應(yīng)用對象固定式 汽車站 車票、各類證照、車、車站設(shè)施 停車場 各類證照、車、停車場設(shè)施 檢查站 各類證照、車船、檢查站設(shè)施 收費(fèi)站 各類證照、車船、檢查站設(shè)施 碼頭 各類證照、船、碼頭設(shè)施 船閘 各類證照、船、船閘設(shè)施 港口/路口 各類證照、車船 維修站 各類證照、車船、維修站設(shè)施 檢測站

27、 各類證照、車船、檢測站設(shè)施移動式/手持式 稽查車船 各類證照、車船 設(shè)備設(shè)施檢查車船 各類設(shè)備、設(shè)施4.3 車輛、船只證照管理 車輛、船只證照管理，是對車輛、船只以及人員的各類證照進(jìn)行管理，包括車輛、船只經(jīng)營許可證、車輛行駛證、船只航運(yùn)證、上崗證等。對車輛、船只以及從業(yè)人員的管理主要是檢查從業(yè)人員的合法性、記錄從業(yè)人員的違規(guī)行為和對違規(guī)行為的處理情況。傳統(tǒng)的管理手段包括早期的接觸式IC和現(xiàn)在的密耦合IC卡都無法做到對車輛高效快捷的管理，如不停車(船)稽查、不停車自動記錄行駛路線、自動檢測超出營運(yùn)范圍的車輛并告警等。對行駛車輛的管理我們采用主動超高頻反射和微波IC，并固定在車身的適當(dāng)位置(如副

28、駕駛座前端)。讀寫器在車速100km/h甚至更高速度行駛的情況下對芯片的識別距離可達(dá)10m，這就使得低本錢地對行駛車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)高效地管理和監(jiān)測成為可能。從業(yè)人員使用的RFID芯片采用比密耦合非接觸識別卡協(xié)ISO/IEC14443更為先進(jìn)的疏耦合非接觸識別卡協(xié)議ISO/IEC15693，其封裝形式可以根據(jù)用戶的需要定制，可以做成傳統(tǒng)卡片式證照，也可以是鑰匙扣等形式的個(gè)性化證照。駕駛?cè)藛T合法性、違規(guī)行為等信息分別記錄在芯片對應(yīng)的數(shù)據(jù)區(qū)。對數(shù)據(jù)的讀寫操作采用國際公認(rèn)的DES、RAS加密算法。公路稽查人員可使用車載式RFID讀寫器進(jìn)行合法性確實(shí)認(rèn)和進(jìn)行違規(guī)行為的錄入。也可使用車載式RFID讀寫器并通過

29、無線網(wǎng)絡(luò)同數(shù)據(jù)中心進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互以求信息的進(jìn)一步確認(rèn)。當(dāng)車輛完成了養(yǎng)路費(fèi)營運(yùn)證的交費(fèi)申請時(shí)管理部門發(fā)放電子養(yǎng)路費(fèi)費(fèi)單電子營運(yùn)證，電子費(fèi)單電子營運(yùn)證中記錄了車牌號、養(yǎng)路費(fèi)到期時(shí)間車牌號、營運(yùn)類行、到期時(shí)間等信息，以方便稽查部門進(jìn)行稽查。移動式稽查系統(tǒng)指將讀寫器安裝在稽查車輛內(nèi)，可對單方向行駛時(shí)速在100km/h的車輛進(jìn)行稽查，無需對所有車輛進(jìn)行停車檢查只需對可疑車輛進(jìn)行相關(guān)復(fù)查與處理，這將大大提高稽查效率，對減少通交壓力。同時(shí)系統(tǒng)可記錄相關(guān)稽查人員的信息實(shí)時(shí)傳回?cái)?shù)據(jù)中心。移動式稽查點(diǎn)可靈活在管理部門想設(shè)點(diǎn)稽查的地方進(jìn)行稽查活動。 移動式稽查系統(tǒng)固定式稽查系統(tǒng)是安裝在某一路段或出城點(diǎn)的稽查設(shè)備，

30、由門式天線、讀寫器與管理軟件組成，對于通過門式天線的車輛進(jìn)行自動稽查，發(fā)現(xiàn)可疑車輛進(jìn)行復(fù)查與處理，對于正常車輛直接放行。其特點(diǎn)可24小時(shí)不間段稽查，同時(shí)即不會影響車輛的通行，又無需增加稽查人員。4.4 進(jìn)出站港管理及流量統(tǒng)計(jì)分析在車輛的進(jìn)出站口船只港口建立流量統(tǒng)計(jì)檢測點(diǎn)，架設(shè)RFID天線和RFID讀寫裝置，對行駛車輛、船只采用主動超高頻反射和微波IC的方式識別，并將RFID標(biāo)簽永久固定在車身、船身的適當(dāng)位置(如汽車的擋風(fēng)玻璃上)。讀寫器在車速100km/h甚至更高速度行駛的情況下對芯片的識別距離可達(dá)10m，識讀速度保證在50張/秒。采用RFID技術(shù)統(tǒng)計(jì)交通流量，可以提供車輛、船只進(jìn)出口站港口的

31、精確交通流數(shù)據(jù)，為交通規(guī)劃提供準(zhǔn)確依據(jù)，從而保障公路、水道的繁榮和通暢、促進(jìn)公路和船舶運(yùn)輸?shù)拈_展。4.5 設(shè)施設(shè)備管理公路、航道設(shè)施設(shè)備管理，既對公路中的機(jī)具標(biāo)志，以及航道中的航標(biāo)疏竣實(shí)行綜合管理，包括選擇設(shè)備、正確使用設(shè)備、維護(hù)修理設(shè)備以及更新改造設(shè)備全過程的管理工作。公路、航道設(shè)施設(shè)備數(shù)量大、種類多、放置地域廣且大多為野外放置，因此對設(shè)備的管理難度大、存在的漏洞多。使用條形碼、或接觸式IC卡對這些設(shè)施的管理幾乎是不可能的。使用非接觸IC是目前唯一可行的途徑。在非接觸IC中，傳統(tǒng)的密耦合ICISO/IEC14443由于其識別距離近10cm以內(nèi)，金屬附著型更近，難以滿足野外高效作業(yè)的需求。對于

32、公路、航道設(shè)施設(shè)備的管理，可使用疏耦合ICISO/IEC15693和遠(yuǎn)距離反射ICISO18000-6，并根據(jù)設(shè)備的形狀改變IC的封裝形式，其識讀距離可以保證在100cm左右，識讀速度保證在50張/秒。使用時(shí)，將疏耦合非接觸ISO/IEC15693的RFID芯片永久固定在設(shè)備上。設(shè)備的取出和歸還等信息與設(shè)備使用人員的信息都記錄在該設(shè)備的IC數(shù)據(jù)區(qū)內(nèi)。這就使得對公路、航道設(shè)施設(shè)備高效可靠地管理變得切實(shí)可行。4.6 收費(fèi)管理規(guī)費(fèi)的征收如養(yǎng)路費(fèi)、運(yùn)管費(fèi)、公建金費(fèi)，RFID技術(shù)提高了規(guī)費(fèi)的征收的效率和透明化程度。相關(guān)單位和個(gè)人規(guī)費(fèi)交納的情況都記錄在規(guī)費(fèi)交納卡或證照中，規(guī)費(fèi)交納卡或證照可以預(yù)存一定的金額

33、，同時(shí)監(jiān)察人員只要用RFID手持閱讀器檢查規(guī)費(fèi)交納卡或證照就可立即了解單位和個(gè)人規(guī)費(fèi)的交納情況。2通行費(fèi)的征收，如不停車收費(fèi)。運(yùn)用RFID技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)，大大提高了公路的運(yùn)營效率，節(jié)省了運(yùn)營本錢。不停車收費(fèi)系統(tǒng)原理如圖四所示，車輛進(jìn)入RFID工作區(qū)域RFID讀寫器觸發(fā)固定在通過車輛上的主動式超高頻反射或微波IC應(yīng)答器，應(yīng)答器隨即發(fā)送相應(yīng)的信息給讀寫器，讀寫器接收、譯碼并傳送數(shù)據(jù)到收費(fèi)系統(tǒng)效勞器。收費(fèi)系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)信息通知銀行收費(fèi)系統(tǒng)收取公路管理等費(fèi)用。 圖四不停車收費(fèi)系統(tǒng)原理五、RFID在交通行業(yè)使用過程中注意問題5.1 注意RFID頻率和標(biāo)簽封裝和讀寫設(shè)備的選擇在不同的應(yīng)用場合，RFI

34、D技術(shù)的參數(shù)會有明顯的差異，如對于讀寫速度快、讀寫距離遠(yuǎn)的場合如不停車收費(fèi)需選用超高頻和微波頻段的標(biāo)簽及相應(yīng)的讀寫器。而超高頻的標(biāo)簽對人的身份識別卻不實(shí)用。實(shí)際上超高頻RFID讀寫由于人體對波的吸收使得貼近人體的標(biāo)簽無法規(guī)整讀寫器的發(fā)射的能量，因而標(biāo)簽芯片就無法正常工作。對人的識別適合選用高頻如13.56/915MHz的標(biāo)簽。 電子標(biāo)簽中已被鎖定的不可篡改的全球惟一ID碼來索引收費(fèi)中心數(shù)據(jù)以獲得車主有關(guān)資料，標(biāo)簽中不需記載與用戶有關(guān)的任何信息，保密性及信息平安性很高，資金賬戶的平安性也很好，利于多用戶共享電子標(biāo)簽，有極好的互操作性。其實(shí)，這種ETC收費(fèi)模式在美國已應(yīng)用多年，在美國已發(fā)行的超過2

35、700萬只電子標(biāo)簽都使用這種模式，由于不必理會電子標(biāo)簽中關(guān)于用戶數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容，也不必對標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行DES加密以保證信息平安性。利用每個(gè)標(biāo)簽中的已加鎖ID號惟一性的特點(diǎn)一旦加鎖，就不能解鎖，就最有效而且最高效地保證了信息的平安性，因?yàn)閷⒁粋€(gè)不能修改的、惟一ID號的用戶賬戶和用戶個(gè)人信息全部儲存在ETC結(jié)算中心才是最平安的。5.3 915M頻段標(biāo)簽與移動通信之間的干擾問題915MHz頻段主要用于移動通信。在我國推廣使用的915MHz這種基于ISO/18000-6及美國T-6標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的產(chǎn)品曾在我國授權(quán)的電磁試驗(yàn)室進(jìn)行全面的測試，其結(jié)果滿足國家關(guān)于電磁兼容性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中輻射干擾試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB 6833

36、.10-87以及電磁輻射防護(hù)規(guī)定GB8702-88的要求。前者是驗(yàn)證本產(chǎn)品是否會對同頻段的其他電子產(chǎn)品造成干擾，后者是本系統(tǒng)能忍受同頻段其他電子產(chǎn)品干擾的能力。其結(jié)果都通過檢驗(yàn)測試，而且還留有余量?，F(xiàn)場干擾模擬測試曾在車上以兩部GSM手提 與位于讀碼天線旁邊的另外兩臺手提 同時(shí)進(jìn)行通話，在包括撥號的整個(gè)通信過程中，讀碼器對通話信號毫無干擾，即使GSM 在與識別卡非常近距離處發(fā)射，也絲毫不影響RFID系統(tǒng)工作的準(zhǔn)確性與穩(wěn)定性。915MHz產(chǎn)品已在車流量很大的深圳皇崗海關(guān)、文錦渡海關(guān)使用數(shù)年，在大連、煙臺、青島、廣州、廈門、蘇州、石家莊、北京、天津、成都、重慶、琿春等地長期工作，尚未發(fā)生屬與電磁干

37、擾方面投訴的任何案例。GSM頻段中的890-915MHz頻段是用于手提 發(fā)射、基站接收的頻段。而935-960MHz頻段那么是用于手提 接收、基站發(fā)射的頻段。選擇915.5MHz至934.5MHz頻段，即所謂工、科、醫(yī)ISM頻段是處于GSM通信頻段以外的窗口，保證與GSM頻段互不重疊，這就在滿足上述兩個(gè)電磁兼容性國家標(biāo)準(zhǔn)的根底上進(jìn)行電磁兼容試驗(yàn)時(shí)是假定與其他電子設(shè)備的頻率相同的條件下進(jìn)行的通過頻率隔離進(jìn)一步提高干擾的防護(hù)度?；贗SO/18000-6及T-6標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品的數(shù)據(jù)傳輸速率為31.25kb/s，實(shí)測占用帶寬小于50KHz，和CEN標(biāo)準(zhǔn)相比要低很多倍。我們知道，對工作在固定頻率的非擴(kuò)頻體制的系統(tǒng)而言，設(shè)備受干擾的嚴(yán)重程度與接收機(jī)的噪聲帶寬成正比，當(dāng)信息數(shù)據(jù)率越低、占用帶寬也越低，系統(tǒng)抗干擾的能力也越強(qiáng)。 用于ETC RFID系統(tǒng)的天線傾向于采用頂裝方式，波束的指向朝著地面，