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文檔簡介
教學單元3:智能交通系統(tǒng)應(yīng)用目錄
2.目標與任務(wù)
3.任務(wù)資訊4.項目實施5.項目評價1.任務(wù)引入(一)任務(wù)引入
1.1案例引入
1.2任務(wù)引入1.1案例引入——智能交通動畫1.2項目引入——智能交通觀看以上FLASH片段后,大家分析一下智能交通給我們的生活會帶來什么變化?目錄
2.目標與任務(wù)
3.任務(wù)資訊4.項目實施5.項目評價1.任務(wù)引入(二)目標與任務(wù)
2.1教學目標
2.2項目任務(wù)2.1教學目標【知識目標】
掌握物聯(lián)網(wǎng)的三層結(jié)構(gòu)
了解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
了解物聯(lián)網(wǎng)典型的九大應(yīng)用場景2.1教學目標【能力目標】
能夠?qū)ι磉叺奈锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)進行三層結(jié)構(gòu)的分析
能夠觀察學習物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)
能夠根據(jù)系統(tǒng)功能需求,結(jié)合關(guān)鍵技術(shù)能夠自主設(shè)計一個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
2.1教學目標【素質(zhì)目標】
培養(yǎng)主動觀察的習慣
培養(yǎng)信息有效分析的習慣
培養(yǎng)積極溝通的習慣
培養(yǎng)團隊合作的習慣2.2項目任務(wù)通過智能交通學習,重點掌握RFID技術(shù),進而著手進行“RFID射頻識別技術(shù)在物流行業(yè)的應(yīng)用”項目調(diào)研方案。調(diào)研報告需包含以下關(guān)鍵點:1. RFID技術(shù)在物流行業(yè)應(yīng)用場景及功能展示,采用圖片匹配文字形式展現(xiàn)。2.
依據(jù)場景圖結(jié)合本章學習的RFID關(guān)鍵技術(shù)知識,分析關(guān)鍵設(shè)備及系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接關(guān)系。3.
開動腦發(fā)揮想象,說出你能想到的未來RFID還可以有哪些應(yīng)用。格式要求:采用PPT的形式展示??己朔绞剑好咳俗赃x一主題,采取課內(nèi)發(fā)言,時間要求3-5分鐘。
目錄
2.目標與任務(wù)
3.任務(wù)資訊4.項目實施5.項目評價1.任務(wù)引入(三)任務(wù)資訊(知識儲備)3.1智能交通系統(tǒng)應(yīng)用3.1.1
認識智能交通系統(tǒng)什么是智能交通?第17頁3.1.1智能交通概念一、智能交通概念的提出:日本、美國和西歐等發(fā)達國家為了解決共同所面臨的交通問題,競相投入大量資金和人力,開始大規(guī)模進行公路交通運輸智能化的研究實驗。起初,稱為智能車輛公路系統(tǒng)(IntelligentVehicle-HighwaySystems,IVHS),進行公路功能和車輛智能化的研究。第18頁2、各國的做法(1)2001年,美國電力科學研究院(EPRI)提出“Intelligrid”(智能電網(wǎng))的概念,并于2003年提出《智能電網(wǎng)研究框架》展開研究;美國能源部(DOE)隨即發(fā)布Grid2030計劃,通過采用先進的材料技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、電力電子技術(shù),重點研究控制技術(shù)、廣域測量技術(shù)、實時仿真技術(shù)、儲能技術(shù)、可再生能源發(fā)電技術(shù)、微型燃氣輪機發(fā)電技術(shù)等,以構(gòu)建全美骨干電網(wǎng)、區(qū)域性電網(wǎng)、地方電網(wǎng)和微型電網(wǎng)(分布式電力系統(tǒng))等多層次的電力網(wǎng)絡(luò),爭取到2030年建成完全自動化、高效能、低投資、安全可靠、靈活應(yīng)變的輸配電系統(tǒng),以保障大電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性,提高供電的可靠性及電能質(zhì)量。3.1.1智能電網(wǎng)概念第19頁(2)2005
年歐洲提出類似的“smartgrid”概念,2006年,歐盟智能電網(wǎng)技術(shù)論壇推出了《歐洲智能電網(wǎng)技術(shù)框架》,認為智能電網(wǎng)技術(shù)是保證歐盟電網(wǎng)電能質(zhì)量的一個關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向,主要著重于輸配電過程中的自動化技術(shù)3.1.1智能電網(wǎng)概念3.1.2智能交通發(fā)展現(xiàn)狀
【你知道嗎】智能交通的研究和推進在我國還處于起步階段,但ITS作為跨世紀的經(jīng)濟增長點和交通系統(tǒng)建設(shè)已得到國家相關(guān)部門的高度重視。從20世紀70年代末至今,我國交通事業(yè)快速發(fā)展。各級交通部門通過技術(shù)引進和自主創(chuàng)新,一些先進技術(shù)逐漸在中國部分大城市交通部門得到應(yīng)用。雖然在整體規(guī)模和層次上與世界發(fā)達國家還有很大差距,但技術(shù)領(lǐng)域中已有部分成果處于世界領(lǐng)先地位。我國ITS的研究應(yīng)用起步較晚,但發(fā)展處于蓬勃上升趨勢,初步開展了ITS規(guī)劃的研究并在部分城市試點建設(shè)。國外智能交通發(fā)展狀況美國ITS發(fā)展狀況發(fā)展情況:1995年3月,美國交通部出版了“國家智能交通系統(tǒng)項目規(guī)劃”,明確規(guī)定了智能交通系統(tǒng)的7大領(lǐng)域和29個用戶服務(wù)功能,并明確到2005年的年度開發(fā)綱要。7大領(lǐng)域包括出行和交通管理系統(tǒng)、出行需求管理系統(tǒng)、公共交通運營系統(tǒng)、商用車輛運營系統(tǒng)、電子收費系統(tǒng)、應(yīng)急管理系統(tǒng)、先進的車輛控制和安全系統(tǒng)。
日本ITS發(fā)展狀況發(fā)展重點:日本ITS規(guī)劃體系包括:導(dǎo)航系統(tǒng)、安全輔助系統(tǒng)、交通管理最優(yōu)化系統(tǒng)、道路交通管理高效化系統(tǒng)、公交支援系統(tǒng)、車輛運營管理系統(tǒng)、行人誘導(dǎo)系統(tǒng)和緊急車輛支援系統(tǒng)。日本的ITS主要應(yīng)用于交通信息提供、電子收費、公共交通、商業(yè)車輛管理以及緊急車輛優(yōu)先等方面。目前,日本已有超過1800萬人的汽車導(dǎo)航系統(tǒng)用戶。歐洲ITS發(fā)展狀況?發(fā)展重點:當前正在進行Telematic的全面開發(fā),計劃在全歐洲建立專門的交通(以道路交通為主)無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng),目前正在開發(fā)先進的出行信息服務(wù)系統(tǒng)(ATIS),先進的車輛控制系統(tǒng)(AVCS),先進的商業(yè)車輛運行系統(tǒng)(ACVO),以及電子收費系統(tǒng)等。其它國家ITS發(fā)展狀況韓國:在光州市啟動了ITS示范工程,耗資約100億韓元。馬來西亞:ITS建設(shè)集中在多媒體超級走廊智能交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)智能交通物聯(lián)網(wǎng)具有典型的物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu),即由感知互動層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、應(yīng)用服務(wù)層三個層次組成。24智能交通信息感知技術(shù)-波頻感知技術(shù)
技術(shù)225智能交通信息感知技術(shù)-視頻采集技術(shù)
技術(shù)326智能交通定位技術(shù)技術(shù)427智能交通定位技術(shù)技術(shù)428智能交通信息處理技術(shù)技術(shù)42統(tǒng)計技術(shù)進一步從采集的原始數(shù)據(jù)提取有效的交通信息,進而為交管部門、大眾和其他用戶提供決策依據(jù),還需要經(jīng)過進一步的處理。。1模式識別能夠?qū)崿F(xiàn)從原始的采集數(shù)據(jù)(可能是圖像、圖形、文字和語音等)中提取交通相關(guān)參數(shù),例如車牌號碼、交通狀態(tài)、交通流量等。典型智能交通模式識別技術(shù)包括車牌識別技術(shù)和基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)的交通信息提取技術(shù)。3.2ETC不停車收費系統(tǒng)什么是電子車牌?電子車牌用途?電子車牌產(chǎn)生背景1無法對車輛身份及資質(zhì)進行準確的識別2急需建立起基于車輛識別的交通監(jiān)控系統(tǒng)
3區(qū)域性交通收費需求顯現(xiàn)電子車牌功能介紹1. 公共安全領(lǐng)域功能2. 交通運輸領(lǐng)域功能3. 城建領(lǐng)域功能4. 其他領(lǐng)域功能3.2.2分析電子車牌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-感知層信源層感知層:由汽車電子車牌構(gòu)成,是整體信息資源的物質(zhì)載體和蘊藏介質(zhì)層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-感知層信源層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-感知層信源層36系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層信源層3.2.3詳細分析ETC不停車收費系統(tǒng)國家高速公路的飛速發(fā)展2004年
全國高速公路通車里程已超過3.4萬公里,繼續(xù)保持世界第二2007年
全國公路里程為348萬公里,高速公路達4.54萬公里2010年
全國高速公路通車里程將達6.5萬公里高速公路的飛速建設(shè),給人工收費帶來了巨大的挑戰(zhàn)!人工收費存在的問題排隊繳費,造成堵車不便于統(tǒng)計車流量信息汽車尾氣污染環(huán)境現(xiàn)金交易:不衛(wèi)生,資金安全無法保障人工收費MTC數(shù)字交易:杜絕貪污與假幣,節(jié)省現(xiàn)金管理/運輸/銀行入帳等管理成本ETC是未來的發(fā)展趨勢新興收費技術(shù)ETC,具有免停車快速通過、通行能力強和服務(wù)水平高、免除現(xiàn)金交易、簡化收費管理、降低環(huán)境污染等優(yōu)點。2000年,交通部發(fā)布《高速公路聯(lián)網(wǎng)收費暫行技術(shù)要求》,明確不停車電子收費技術(shù)作為收費技術(shù)的發(fā)展方向。2007年,國家又發(fā)表了ETC標準GB/T20851-2007??梢灶A(yù)見,ETC將會在我國得到廣泛應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化的大發(fā)展。ETC(ElectronicTollCollectionSystem)是電子不停車收費的簡稱,是一種利用專用短程微波通訊技術(shù),通過路側(cè)單元RSU與車載單元OBU的信息交換,自動識別車輛,采用電子支付方式,自動完成車輛通行費扣除的全自動收費方式。ETC是收費技術(shù)的發(fā)展趨勢ETC的定義ETC國內(nèi)發(fā)展狀況佛山、南山、順德首都機場高速天竺收費站深圳梅觀、機荷、鹽壩高速廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(粵通卡)北京市八達嶺、京津塘高速公路ETC電子收費車道19961998200120042006ETC正向網(wǎng)絡(luò)化規(guī)?;瘧?yīng)用發(fā)展對業(yè)主的益處對用戶的益處更好的服務(wù)水平ETC系統(tǒng)技術(shù)的優(yōu)勢和特點更高的收費通行能力更少的基建投入更低的日常維護費用更快的通行速度更便捷的付費服務(wù)使用更加干凈衛(wèi)生ETC系統(tǒng)的優(yōu)勢和特點提升高速形象ETC系統(tǒng)實現(xiàn)了不停車收費,解決了因人工停車收費造成的排隊塞車現(xiàn)象;用戶得到更快的通關(guān)速度和全新的收費體驗,恢復(fù)了高速公路本應(yīng)具有的高速、快捷形象,降低了政府和公路部門的壓力;降低運營成本ETC系統(tǒng)可以自動判斷車型完成收費,收費無需人工干預(yù),實現(xiàn)了收費站的無人值守,降低政府和公路部門的管理成本;由于無需人工參與和無現(xiàn)金交易,杜絕了收費人員錯收、漏收、收取假幣現(xiàn)象,同時解決了個別收費人員的營私舞弊行為;環(huán)保方面解決了收費站附近由于交通堵塞而引起的能源消耗和環(huán)境污染等問題;干凈衛(wèi)生ETC系統(tǒng)采用車載電子標簽OBU,不需要接觸到現(xiàn)金和卡片,避免因接觸現(xiàn)金和卡片造成的一些疾病傳播,更加干凈衛(wèi)生。中興ETC系統(tǒng)架構(gòu)收費車道子系統(tǒng)車道子系統(tǒng)主要包括底層應(yīng)用單元(車道計算機)、車道控制單元(控制器、車輛檢測器、道閘)、圖像采集單元(攝像機、視頻采集卡)、顯示告警單元(車道通行燈、聲光報警裝置、車道顯示屏)、射頻識別單元(RSE和OBE)。中興ETC系統(tǒng)工作方式
當ETC系統(tǒng)檢測到車輛進入ETC車道時,安裝在龍門架上的RSU與安裝在汽車擋風玻璃上的OBU進行信息交換,車道計算機根據(jù)OBU中的信息識別車輛,并根據(jù)車主的使用情況除通行費用。交易成功后,車道欄桿自動升起,放行車輛;車輛通過后,欄桿自動降下。整個收費過程無需人工干預(yù),用戶可不停車快速通過ETC收費車道。地感電子標簽編碼:00××01入口站號:002入口時間:2007.11.11入口車道號:003車型:××收費金額:10元………………拍照觸發(fā)攝像機拍照防砸車地感車道計算機車道控制器路側(cè)設(shè)備RSU車輛進入閱讀器范圍地感ETC車道子系統(tǒng)物理部署ETC車道專用、低速、中置ETC龍門架安裝位置正視圖側(cè)視圖ETC路側(cè)式安裝位置圖安裝示意圖存在的問題ZXRIS8900型路側(cè)單元ZXRIS8900是中興通訊自主知識產(chǎn)權(quán)的、適用于無防護、室外環(huán)境的ETC系統(tǒng)路側(cè)單元(RSU),支持中國最新的ETC標準-GB/T20851-2007,并可通過遠程升級支持新的協(xié)議標準。ZXRIS8900技術(shù)指標調(diào)制方式:ASK編碼方式:FM0工作頻率:上行:5.790/5.800GHz下行:5.830/5.840GHz通訊速率:上行:512kbps下行:256kbps通訊距離:
0~30m(可調(diào)節(jié))發(fā)射功率:≤33dBm天線極化:右旋圓極化天線半功率角:水平面半功率波瓣寬度小于20°垂直面半功率波瓣寬度小于38°尺寸:290×185×55mm(一體機)重量:2.5kg外殼材料:底殼:鑄鋁表殼:ABS+PC安裝位置:龍門架、標桿、墻面安裝方式:抱桿(橫、豎均可);掛墻機械特性微波鏈路特性電源:額定220VAC/110VAC動態(tài)85~300VACPSAM卡:規(guī)格:ISO7816通訊速率56kbit/s外部接口:10/100MFERS485典型交易時間:<250ms工作溫度:
-40~+70℃存儲溫度:
-40~+85℃相對濕度:
4%~95%防護等級:IP65可靠性:
MTBF>100000小時靜電:接觸放電:6KV空氣放電:8KV性能判據(jù):ClassB工作壽命:
>15年環(huán)境參數(shù)電氣及應(yīng)用特性ZXRIS8900技術(shù)指標ZXRIS1800車載單元ZXRIS1800是中興通訊自主知識產(chǎn)權(quán)的、支持雙界面卡的雙片式ETC系統(tǒng)車載單元(OBU),支持中國最新的ETC標準-GB/T20851-2007。OBU狀態(tài)說明OBU的LCD可顯示的內(nèi)容:余額:余額不足!電量不足!交易成功!交易失敗!卡失效!您好!LED燈說明:OBU被喚醒后,綠燈會亮蜂鳴器說明當交易成功后,蜂鳴器會響20ms車載設(shè)備OBU的安裝汽車前擋風玻璃裝有金屬膜時的標簽安裝
獨有的OBU金屬防爆膜屏蔽技術(shù),使得防爆膜對無線信號的影響降低到最小實際應(yīng)用中,無需對防爆膜進行處理,安裝更加方便,讀取效果更好ETC電子標簽安裝位置ZXRIS1800技術(shù)指標調(diào)制方式:
ASK編碼方式:
FM0工作頻率:
上行:5.790/5.800GHz下行:5.830/5.840GHz喚醒時間:
≤1ms喚醒靈敏度:-40dBm通訊速率:
上行:512kbps下行:256kbps天線極化:
線極化尺寸:85×65×20mm重量:100g外殼材料:
ABS+PC安裝位置:
汽車擋風玻璃內(nèi)側(cè)安裝方式:
3M雙面膠防拆卸開關(guān)機械特性微波鏈路特性ZXRIS1800技術(shù)指標功耗:≤10μA(靜態(tài)電流)≤40mA(工作電流)通信接口:DSRC(空口)UART(MiniUSB接口)典型交易時間:<250ms存儲容量:用戶存儲區(qū)>4KbyteMMI應(yīng)用界面:LCD顯示、蜂鳴器提示LED狀態(tài)提示電池壽命:3.6V/1300mAh,工作壽命5年工作溫度:
-25~+70℃存儲溫度:
-40~+70℃相對濕度:
5%~95%可靠性:
MTBF>100000小時靜電:接觸放電:6KV空氣放電:8KV性能判據(jù):ClassB免維護時間:
5年環(huán)境參數(shù)電氣及應(yīng)用特性無線手持OBU發(fā)行機——ZXRIS9800完全符合國家標準GB/T20851-2007兼容性強,可對不同廠家的OBU執(zhí)行發(fā)行操作支持通過無線方式,對滿足GB/T20851標準的OBU進行初始ESAM上的密鑰替換支持通過無線方式,對滿足GB/T20851標準的OBU進行ESAM中系統(tǒng)信息文件更新及車輛信息的寫入支持多工作頻率選擇功能支持離線脫機對OBU及各類ICC卡進行發(fā)卡操作支持雙向認證及加/解密,符合PBOC金融卡交易規(guī)范人性化時尚設(shè)計,支持無鍵盤全手寫輸入具有蜂鳴器和LCD顯示指示功能功能齊全,識別安全可靠可靠性高,使用壽命長車道輔助設(shè)備信號燈用于指示車輛進入不停車收費車道還是進入人工收費車道等道閘用于攔截有問題的車輛,包括列入黑名單的車輛及一般逃費車輛圖像抓拍攝像機對所有通行車輛進行拍攝,對問題車輛,將圖像傳輸?shù)胶笈_管理終端,作為事后處理違章車輛的證據(jù)地感線圈檢測到達的車輛并在一定程度判別車型ETC車道子系統(tǒng)軟件EILM簡介進行上級收費站IP配置車道子系統(tǒng)可進行參數(shù)配置進行車道參數(shù)配置進行車道RSU參數(shù)配置進行字符疊加器參數(shù)配置進行串口參數(shù)配置ETC車道子系統(tǒng)告警查詢及管理點擊“系統(tǒng)”“告警管理”在車道子系統(tǒng)中可以查詢:“交易告警”“設(shè)備告警”信息車道子系統(tǒng)功能中興ETC系統(tǒng)技術(shù)指標系統(tǒng)指標系統(tǒng)識別率:99.99%(識別距離內(nèi));響應(yīng)時間:入口處從合法車輛OBU被喚醒到欄桿抬起時間不超過1s,出口處合法車輛從完成交易到欄桿抬起時間不超過1秒;識別距離:0~30米;可識別移動速度:100公里/小時標簽容量:不小于4K雙界面卡容量:不小于16K無線指標載波頻率:下行鏈路5.830GHz/5.840GHz,上行鏈路5.790GHz/5.800GHz發(fā)射功率:讀寫器天線口發(fā)射功率不大于33dBm,標簽發(fā)射功率≤10dBm調(diào)制方式:ASK通訊速率:下行鏈路256kbit/s,上行鏈路512kbit/s編碼方式:FM0編碼可靠性指標0平均無故障工作時間:100,000小時ETC車道子系統(tǒng)特色強大的鑒權(quán)和交易處理能力ETC/MTC一鍵切換任一ETC車道可以一鍵切換為MTC當有特殊情況發(fā)生時,可以方便的轉(zhuǎn)為傳統(tǒng)的MTC收費,不會影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運行ETC/MTC系統(tǒng)采用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫上傳數(shù)據(jù),保證了切換后數(shù)據(jù)不丟失支持組合式收費任一ETC或MTC進入,ETC或MTC出支持電子支付/現(xiàn)金支付電子支付提供記賬式和儲值式ETC模式下可以完全自動控制地感線圈、雨棚燈、道閘等設(shè)備,達到真正意義上的無人值守精心設(shè)計路側(cè)設(shè)備水平波瓣角,有效克服鄰道干擾提高車輛的通關(guān)速度能在收費不成功時,不對后續(xù)合法車輛造成干擾,提升系統(tǒng)的性能中興ETC系統(tǒng)架構(gòu)發(fā)卡子系統(tǒng)發(fā)卡子系統(tǒng)布置于各服務(wù)網(wǎng)點,包括工控機、OBU發(fā)卡器(OBU)、雙界面卡發(fā)卡器(雙界面卡),在單業(yè)主系統(tǒng)中,通過網(wǎng)絡(luò)連接到路段收費分中心;在聯(lián)網(wǎng)收費的系統(tǒng)中,發(fā)卡子系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接到省域或區(qū)域收費管理中心提供OBU和雙界面的發(fā)卡及雙界面卡的充值中興ETC系統(tǒng)架構(gòu)本地維護終端LMT采用本地維護終端可以進行RSU的本地維護,方便的配置RSU的名稱、網(wǎng)元類型、經(jīng)緯度、ID、定位信息、網(wǎng)元IP信息、天線參數(shù)等信息中興ETC網(wǎng)管系統(tǒng)
采用中興ETC網(wǎng)管系統(tǒng)進行遠程設(shè)備監(jiān)控管理,可輕松完成遠程告警管理、配置管理等功能。中興ETC網(wǎng)管的主要功能中興ETC網(wǎng)管系統(tǒng)為ETC系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化運營提供重要的網(wǎng)絡(luò)、設(shè)備維護工具。中興ETC安全策略中興ETC容災(zāi)策略提供多種雙機備份策略,保證數(shù)據(jù)安全3.3進一步了解關(guān)鍵技術(shù)—自動識別技術(shù)1、什么是自動識別技術(shù)。2、自動識別技術(shù)包括哪些關(guān)鍵技術(shù)。3、自動識別技術(shù)應(yīng)用范圍。最簡單的自動識別技術(shù)自動識別系統(tǒng)因應(yīng)用不同其組成會有所不同,但基本都是由標簽、讀寫器和計算機網(wǎng)絡(luò)這三大部分組成。自動識別技術(shù)分類IC卡識別技術(shù)自動識別技術(shù)分類磁卡識別技術(shù)自動識別技術(shù)分類條形碼識別技術(shù)自動識別技術(shù)分類磁卡識別技術(shù)自動識別技術(shù)分類射頻識別技術(shù)自動識別技術(shù)分類射頻識別技術(shù)83RFID技術(shù)1.電子標簽(Tag):由芯片、天線及載體組成,芯片其內(nèi)存用來保存ID等特定信息。天線是用來接受和發(fā)送信息和指令。載體是用來安裝和保護芯片和天線。每個RFID標簽具有唯一的電子編碼,附在物體上標識目標對象。2.讀寫器也稱閱讀器、詢問器(reader,interrogator),是對RFID標簽進行讀/寫操作的設(shè)備,讀寫器是RFID系統(tǒng)中最重要的基礎(chǔ)設(shè)施,可設(shè)計為手持式或固定式。3.天線(antenna)是RFID標簽和讀寫器之間實現(xiàn)射頻信號空間傳播和建立無線通訊連接的設(shè)備。RFID系統(tǒng)中包括兩類天線,一類是RFID標簽上的天線,另一類是讀寫器天線,既可以內(nèi)置于讀寫器中,也可以通過同軸電纜與讀寫器的射頻輸出端口相連。目前的天線產(chǎn)品多采用收發(fā)分離技術(shù)來實現(xiàn)發(fā)射和接收功能的集成。4.應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)用系統(tǒng)可運行應(yīng)用軟件,是對閱讀器傳輸來的數(shù)據(jù)進行處理的裝置。在射頻識別系統(tǒng)中,閱讀器和電子標簽的所有動作都由應(yīng)用軟件來控制。RFID不同頻段分析按照不同的分類方法,RFID系統(tǒng)有不同的分類。1.根據(jù)系統(tǒng)工作的頻率不同,RFID系統(tǒng)可以分為低頻(LowFrequency,LF,30~300KHz)、高頻(HighFrequency,HF,3~30MHz)、超高頻(UltraHighFrequency,UHF,300~1000MHz)以及微波(MicroWave,MW,2.45GHz,5.8GHz)系統(tǒng)。如圖所示為RFID系統(tǒng)工作頻譜圖。88參數(shù)低頻(LF)高頻(HF)超高頻(UHF)微波(uW)頻率125~134KHz13.56MHz433MHz,860~960MHz2.45GHz,5.8GHz技術(shù)特點穿透及繞射能力強(能穿透水及繞射金屬物質(zhì));但速度慢、距離近性價比適中,適用于絕大多數(shù)環(huán)境;但抗沖突能力差速度快、作用距離遠;但穿透能力弱(不能穿透水,被金屬物質(zhì)全反射),且全球標準不統(tǒng)一一般為有源系統(tǒng),作用距離遠;但抗干擾力差作用距離<10cm1~20cm3~8m>10m主要應(yīng)用門禁、防盜系統(tǒng)畜牧、寵物管理智能卡電子票務(wù)圖書管理商品防偽倉儲管理物流跟蹤航空包裹自動控制道路收費RFID類型劃分—耦合方式NS標簽讀寫器讀寫器標簽遠距離電磁耦合近距離電感耦合RFID類型劃分—耦合方式-供電方式標簽類型電力/電波價格傳送距離特征廠家被動型不帶電源,不能獨自發(fā)射電波低8元-80元目標0.4元數(shù)mm-數(shù)m可半永久性使用只能讀數(shù)據(jù)標簽中只有ID,數(shù)據(jù)管理在數(shù)據(jù)中心日立AlienTechnology主動型帶有電源,可獨自發(fā)射電波高80元數(shù)10m-數(shù)百米電源壽命(1-10年)數(shù)據(jù)可改寫OMRONRFCCODE91RFID技術(shù)與其他自動識別技術(shù)的比較目前廣泛應(yīng)用的自動識別技術(shù)主要包括攝像、條碼、磁卡、IC、射頻等,這些識別技術(shù)都有各自的優(yōu)缺點及適于應(yīng)用的場合。下表顯示了幾種識別技術(shù)的區(qū)別:92只要通過RFIDReader即可,不需接觸,直接讀取信息至數(shù)據(jù)庫內(nèi),且可一次處理多個標簽,并可以將物流處的狀態(tài)寫入標簽,供下一階段物流處理使用。紙張受到臟污就會看不到,但RFID對水、油和藥品等物質(zhì)卻有強力的抗污性。RFID在黑暗或臟污的環(huán)境中也可以讀取數(shù)據(jù)。形狀小型化和多樣化RFID為電子數(shù)據(jù),可以反復(fù)被覆寫,因此可以回收標簽重復(fù)使用。如被動RFID,不需要電池就可以使用,沒有維護保養(yǎng)的需要。數(shù)據(jù)容量會隨著記憶規(guī)格的發(fā)展而擴大,未來物品所需攜帶的資料將越來越大,對卷標所能擴充的容量的需求也增加,RFID則不會受到此類限制數(shù)據(jù)記憶量大數(shù)據(jù)的讀寫機能耐環(huán)境性可重復(fù)使用RFID在讀取上尺寸不受大小與形狀限制,不需要為了讀取精確度而配合紙張的固定尺寸和印刷品質(zhì)。因此,RFID電子標簽便可往小型化與應(yīng)用在不同產(chǎn)品。因此,可以更加靈活的控制產(chǎn)品的生產(chǎn)。RFID技術(shù)的優(yōu)點3.3.3射頻識別技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀1、在交通領(lǐng)域的應(yīng)用路橋電子收費管理系統(tǒng)海關(guān)車輛自動核放系統(tǒng)智能停車場管理系統(tǒng)火車車廂與貨運集裝箱識別路橋電子收費管理系統(tǒng)當車輛通過路橋車道并進入車道天線的通訊區(qū)域時,安裝在車輛內(nèi)的電子標簽立即將車輛信息、行車記錄信息等信息向車道天線發(fā)送,車道天線接收到信息后通過交易控制器把信息傳送給車道控制機,信息經(jīng)車道控制機處理后,再將當前行車記錄等信息逆向傳給車道天線,最后寫入該車的電子標簽。
這樣,每個收費站都可以通過獲取車輛的行車記錄來計算出應(yīng)收通行費,然后通過收費網(wǎng)絡(luò)在該車車主開設(shè)的銀行帳號進行扣帳,實現(xiàn)自動收費。當車輛或集裝箱車進入通道,被入口感應(yīng)圈檢測到時,將激活讀寫器,讀寫器在7-10米的距離和0.5秒內(nèi)讀取汽車擋風玻璃上的電子標簽,對車輛的合法身份進行有效性檢驗。車外讀寫設(shè)備一般與車輛信息管理系統(tǒng)連網(wǎng)工作,可通過車輛信息管理系統(tǒng)實時地交換信息。必要時可發(fā)出指令,禁止該車通行。車外讀寫設(shè)備也可以不聯(lián)網(wǎng)脫機工作,讀取車輛電子標簽信息,并利用存在機內(nèi)的黑名單進行對比,采取必要的措施。當離開監(jiān)測區(qū),出口感應(yīng)圈檢測到車輛時,清除電子車輛顯示器(選件)上的內(nèi)容,關(guān)閉自動欄桿(選件),將出入車輛數(shù)據(jù)提交到信息管理系統(tǒng)。海關(guān)車輛自動核放系統(tǒng)智能停車場管理系統(tǒng)當該車輛駛?cè)?出門禁天線通信區(qū)時,天線以微波通訊的方式與電子識別卡進行雙向數(shù)據(jù)交換,從電子車卡上讀取車輛的相關(guān)信息,在司機卡上讀取司機的相關(guān)信息,自動識別電子車卡和司機卡并判斷車卡是否有效和司機卡的合法性,車道控制電腦顯示與該電子車卡和司機卡一一對應(yīng)的車牌號碼及駕駛員等資料信息;車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫中,車道控制電腦根據(jù)讀到的數(shù)據(jù)進行判斷如下:
正??ǎ寒斪x到的車牌號和司機卡都是合法的,活動門自動打開,車輛離開后,活動門自動關(guān)閉;
未授權(quán)卡:當讀到的車卡或司機卡是未授權(quán)的,系統(tǒng)報警并抓拍保存圖片,活動門閘不開啟;
無卡車:當車輛觸發(fā)線圈2時,系統(tǒng)沒有讀到車卡和司機卡時,系統(tǒng)判定為無卡車,系統(tǒng)報警并抓拍保存圖片,活動門不開啟;
非法卡:非本單位卡片,雖被讀卡器讀出數(shù)據(jù),但不是本單位,系統(tǒng)報警并抓拍保存圖片,活動門不開啟?;疖囓噹R別
在火車運營中使用RFID系統(tǒng)有個很大的優(yōu)勢在于火車是按既定路線運行。所以肯定要通過設(shè)定的讀寫器的地點。通過讀到的數(shù)據(jù),能夠得到火車的身份、監(jiān)控火車的完整性,以防止遺漏在鐵軌上的車廂發(fā)生撞車事故,同時在車站能將車廂重新編組。射頻卡一般安在車廂頂邊,讀寫器安在鐵路沿線,就可得到火車的實時信息及車廂內(nèi)裝的物品信息。
將記錄有集裝箱號、箱型、貨物種類、數(shù)量等數(shù)據(jù)的標簽安裝在集裝箱上,在經(jīng)過安裝有識別設(shè)備的公路、鐵路的出入口、碼頭的檢查門時,RFID標簽自動感應(yīng)后將相應(yīng)的數(shù)據(jù)返回閱讀器,從而將標簽上保存的信息傳輸?shù)紼DI系統(tǒng),實現(xiàn)了集裝箱的動態(tài)跟蹤與管理,提高了集裝箱運輸?shù)男屎托畔⒌墓蚕?。這種系統(tǒng)一般使用被動式RFID技術(shù),在集裝箱碼頭應(yīng)用較多。通過這種系統(tǒng)不僅加快了車輛進港提箱的速度,而且對車輛提箱進行了嚴密的管理,并減少了人為因素造成的差錯。貨運集裝箱識別3、在防偽技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用第二代身份證的防偽產(chǎn)品防偽門票防偽第二代身份證的防偽使用非接觸式IC卡芯片作為“機讀”存儲器。二代證芯片采用智能卡技術(shù),內(nèi)含有RFID芯片,此芯片無法復(fù)制,高度防偽。優(yōu)點是芯片存儲容量大,寫入的信息可劃分安全等級,分區(qū)存儲,包括姓名地址,照片等信息。二代身份證讀卡器是一種能判斷身份證是否偽造的設(shè)備,像驗鈔機一樣,能對身份證真?zhèn)芜M行有效識別,二代證內(nèi)含有RFID芯片,通過二代身份證讀卡器,身份證芯片內(nèi)所存儲信息,包括姓名,地址,照片等信息將一一顯示,配合身份二代身份證讀卡器,假身份證將無處藏身。產(chǎn)品防偽
偽造問題在世界各地都是令人頭疼的問題,在中國大量偽造產(chǎn)品充斥市場將會沉重打擊民族工業(yè)?,F(xiàn)在應(yīng)用的防偽技術(shù)如全息防偽等技術(shù)同樣也被不法分子偽造。
RFID應(yīng)用于防偽,將更加有效解決長期困擾企業(yè)的商品被假冒的問題,抑制造假現(xiàn)象。防偽的原理是將商品識別號(ID)即防偽碼寫在RFID芯片中,這個ID在生產(chǎn)、銷售等所有環(huán)節(jié)中是唯一的;芯片被制作成標簽,電子標簽被附加在商品上,使它成為商品不可分割的一部分。當電子標簽被迫與商品分離時,商品的完整性被破壞,商品被認為已被消費,防偽結(jié)束。五糧液在酒瓶蓋上集成小型超高頻電子標簽,實現(xiàn)酒類防偽功能。
2009年9月6日,中央電視臺和山東菏澤市單縣人民政府聯(lián)合舉辦“情系單縣大型綜藝晚會”,力邀數(shù)位著名歌手參加。由于單縣是第一次舉辦如此大型的晚會,整個單縣為之沸騰,晚會門票被爆炒到原價的5倍,而且出現(xiàn)大量假票,這讓主辦方頭痛不已。為了解決假票問題,廣州市啟爾電子科技有限公司為主辦方提供了最新的電子防偽門票,該電子門票內(nèi)含有一枚電子芯片,售票前主辦方把每張門票的座號、價格等信息輸入芯片,并由主辦方老總輸入密碼進行加密。這樣,再在進場時,驗票人員的手持驗票機感應(yīng)到觀眾手中票內(nèi)芯片中的密碼,才是真票,感應(yīng)不到,手持機就會報警。門票防偽4、在物流領(lǐng)域的應(yīng)用RFID技術(shù)在配送環(huán)節(jié)的應(yīng)用RFID技術(shù)在運輸環(huán)節(jié)的應(yīng)用RFID技術(shù)在倉儲環(huán)節(jié)的應(yīng)用RFID技術(shù)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用RFID技術(shù)在生產(chǎn)環(huán)節(jié)的應(yīng)用在生產(chǎn)品在流水線上移動,到達工位后由工人取下再生產(chǎn)品進行零配件組裝,完成后再放回流水線,直到完成所有工序。系統(tǒng)主要包括兩個或多個固定RFID讀寫器。每個在生產(chǎn)品都加上RFID標簽。當帶有RFID標簽的在生產(chǎn)品,以先后順序經(jīng)過固定的讀寫器時,讀寫器將讀取產(chǎn)品上的標簽信息,并將數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)上位機。進而判斷在生產(chǎn)品的完成情況及各個工位的運轉(zhuǎn)情況。德國寶馬公司就在其裝配流水線上配有射頻識別系統(tǒng),射頻卡上帶有詳細的汽車所需的所有要求,在每個工作點處都有讀寫器,這樣可以保證汽車在各個流水線位置處能毫不出錯地完成裝配任務(wù)。RFID技術(shù)在倉儲環(huán)節(jié)的應(yīng)用
將RFID標簽貼于倉庫內(nèi)的貨位、托盤、集裝箱甚至單上,標簽內(nèi)包涵元件規(guī)格、序列號等信息,用電子標簽來代表貨位、托盤、集裝箱等,物資的物理移動的結(jié)果由標簽與讀寫器進行記錄、自動處理。管理人員可利用該技術(shù)快速掌握庫存情況的準確信息。
RFID技術(shù)在運輸環(huán)節(jié)的應(yīng)用在貨物表面貼上RFID標簽(例如貼在集裝箱和外包裝上),在車站、碼頭、機場、高速出口等處安裝閱讀器。閱讀器讀取到電子標簽的信息后,將貨物的位置信息傳送給貨物調(diào)度中心的數(shù)據(jù)庫,準確及時地更新物流網(wǎng)中的貨物信息。如發(fā)現(xiàn)貨物信息有誤,數(shù)據(jù)處理單元可立即比對出缺少的標簽編碼,并驅(qū)動RFID閱讀器查找指定標簽,無法讀取時即向監(jiān)控調(diào)度中心報警,從而防止貨物丟失和被盜。整個運輸途中的信息都將傳輸至監(jiān)控調(diào)度中心,通過對貨物重量、體積的準確計算,可以解決聯(lián)合運輸成本管理中的空載運行距離指標難統(tǒng)計的問題。RFID技術(shù)在配送環(huán)節(jié)的應(yīng)用
當貼有射頻標簽的貨物運抵配送中心時,托盤通過入口處的閱讀器時,閱讀器將讀取托盤上所有貨箱上的標簽內(nèi)容。系統(tǒng)將這些信息與發(fā)貨記錄進行核對,檢測出可能的錯誤,然后將RFID標簽更新為最新的商品存放地點和狀態(tài)。這樣就確保了精確的庫存控制,可確切了解貨箱處于轉(zhuǎn)運途中,轉(zhuǎn)運的始發(fā)地和目的地以及預(yù)期的到達時間等信息
沃爾瑪RFID技術(shù)的應(yīng)用
美國零售商巨頭沃爾瑪商場在全球零售行業(yè)中享有的最大優(yōu)勢就是其配送系統(tǒng)效率最高。究其原因,是普遍采用RFID技術(shù)。沃爾瑪宣布到2005年1月所有運送到沃爾瑪商店的貨物箱和貨盤都必須附加RFID標簽(小供貨商到2006年實行)。在沃爾瑪配送中心的接貨口,商品通過門口時即由RFID閱讀器自動完成盤點并輸入沃爾瑪?shù)臄?shù)據(jù)庫;商品被直接送上傳送帶后,配送中心按照各個門店所需要的商品種類與數(shù)量進行配貨,并且無需人工調(diào)整商品擺放朝向;商品裝車在發(fā)往各門店的途中,借助GPS定位系統(tǒng)或者沿途設(shè)置的RFID監(jiān)測點,就可以準確地了解商品的位置與完備性,從而準確預(yù)知運抵時間;運抵門店后,卡車直接通過接貨口安裝的RFID閱讀器,商品即清點完畢,或直接上架出售或暫時保存在門店倉庫中,門店數(shù)據(jù)庫中的庫存信息也隨之更新;隨著商品減少,裝有RFID閱讀器的貨架即自動提醒店員進行補貨;由于顧客改變了購買決策而隨意放置的商品,也可以通過覆蓋了整個門店的RFID閱讀器非常容易的找到并由店員歸位;顧客選購結(jié)束后,只需要推車從安裝有RFID閱讀器的過道中通過,商品的統(tǒng)計自動完成;一般顧客可以選擇現(xiàn)金、信用卡等傳統(tǒng)結(jié)算方式,使用帶有RFID標簽結(jié)算卡的顧客則可以選擇RFID結(jié)賬,即由系統(tǒng)自動扣除款項,排隊付款的煩惱就會大幅減少甚至全部消除。而商品一旦進人到RFID閱讀器覆蓋的各個場所,RFID系統(tǒng)就自動承擔起EAS(電子商品監(jiān)控)的功能,從而有效地防止商品失竊。通過使用RFID技術(shù),沃爾瑪每年可以節(jié)省勞動力成本83.5億美元,挽回因盜竊而損失的20多億美元。根據(jù)科爾尼的分析和總結(jié),零售商采用RFID技術(shù)的收益將來自3方面:①由于庫存減少,一次性節(jié)省現(xiàn)金額約合總庫存額的5%;②每年減少倉儲和倉庫勞動力成本7.5%;③斷貨
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