RFID技术在渣土车管理中的应用

一、RFID技术概述

　　RFID射频识别是非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。随着芯片和电子技术的提高，RFID技术在许多领域都得到实际应用，包括生产自动化、门禁、公路收费、停车场管理、身份识别、货物跟踪等。

　　近年来城市建设发展进程加快，国内许多大中城市开始了大规模基础建设，而且愈来愈呈现出高密度、超常规的态势，导致渣土产生量急剧增多，使渣土的处置带来极大压力。因此，在社会上经常产生偷、乱倒渣土的现象；渣土车经常超载超速，违规行驶，常常不按照规定的路线行驶；同时由于超载超速，遮盖不严，导致整个行驶过程中沿路扬尘，市民投诉不断，而且每年都有人大和政协委员提出相关提案，政府管理部门的管理压力已处于极端的边缘。如何使之得到有效控制，减少其对环境影响，已成为目前社会关注的热点问题。

　　本文设计的基于RFID技术的渣土车管理信息系统，在各建筑工地出土点、渣土回填点配备装卸工作记录设备，在合格的渣土运输车辆上安装有源RFID电子标签，结合渣土营运证管理和收费结算管理，通过装卸信息匹配实现回填点付费，从而最终实现对渣土运输的全过程监管，减少建筑渣土偷倒乱倒现象的发生，防止非法渣土运输车辆进入，保证合法市场的正常运行，为创造和谐优美市容环境提供保障。

　　二、RFID技术与渣土车管理应用

　　基于RFID技术的渣土车管理信息系统由车载RFID设备、地面手持/固定的RFID阅读器和系统管理软件三个子系统组成。

　　RFID按照能源的供给方式分为无源RFID和有源RFID。有源RFID可以提供更远的读写距离，但是需要电池供电，适用于远距离读写的应用场合。按应用频率的不同分为低频（135KHz以下）、高频（13.56MHz）、超高频（860M~960MHz）和微波（2.45GHz，5.8GHz）RFID。本文讨论的系统中，车载RFID设备采用工作频点为2.45GHz的防拆卸主动式标签，设备可安装于车内前挡风玻璃处或者其他合适位置。RFID标签内部采用防拆卸设计，一经粘贴牢固后不可拆除。若遭遇外力强制拆除，则标签在重新授权之前不可再次使用，且会持续发送报警信号。选择此种RFID标签的目的在于防止其被私自挪用，尤其是在RFID电子标签被赋予身份唯一合法性的应用环境下。

　　地面手持/固定的RFID阅读器用于读取车载RFID的数据信息。部署在各建筑工地、渣土回填点的RFID阅读器，可以读取合格的渣土运输车辆上安装的有源RFID电子标签内的数据信息。RFID阅读器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。阅读器上同时装载着GPS和GPRS无线数据传输模块。阅读器在读取RFID信息之后将信息存储在本地的同时，通过GPRS数据网络将渣土的装卸信息和运输过程的GPS数据回传到信息中心数据库进行记录和储存。

　　系统管理软件在设计中充分考虑了大中城市的建设规模，设计容量允许上百部阅读器同时上传数据和读取信息，允许同时超过一百个用户查询、统计系统数据。从系统实时性考虑采用C/S系统，而从管理和数据集中角度考虑采用B/S系统。综合现有的技术，系统最终使用微软的SmartClient技术和WEB相结合的方式，来保证整个系统的实时性、快速响应、数据集中、便于管理和未来功能拓展的要求。而对一些统计分析数据和报表，可以完全采用纯B/S方式来实现，这样能够方便和其他系统进行信息交换和共享。

　　整个系统的数据获取流程可以简要的概括为：在各建筑工地、渣土回填点配备RFID阅读器，在合格的渣土运输车辆上安装有源RFID电子标签，RFID阅读器读取合格的数据信息，通过GPRS网络将信息传输到信息管理中心并在本地保持数据备份。在各项管理制度的保障下实现对渣土车的综合长效管理目标。渣土处置管理业务的功能如图1所示。

　　三、系统性能测试与分析

　　基于RFID的渣土车管理信息系统是一个涵盖多个技术领域的综合信息管理系统，系统上线前，我们对组成系统的关键设备进行了详细的测试，测试结果表明所有的技术指标均能满足渣土处置管理的应用需求。系统测试的主要指标包括RFID阅读器的静态读卡性能、动态读卡性能及数据传输性能。RFID阅读器的读卡性能指标反映的是阅读器读取RFID的能力，RFID阅读器的数据传输性能指标反映的是RFID阅读器获取RFID的数据后将数据传输至指定数据库的性能。

　　试验1：阅读器的静态读卡性能

　　在渣土装点现场，利用阅读器读取静止车辆上标签。测试中将安装有RFID的车辆停放在离RFID阅读器不同的距离，测试阅读器获取RFID数据的时间和距离参数。测试结果散点示意图如图2所示，统计结果表1所示；表中扫描时间为阅读器读取标签时间与获取GPS数据时间之和。

　　试验2：阅读器的动态读卡性能

　　在渣土回填点现场，利用阅读器读取运动车辆上标签，为统计读取时间，在本测试中关闭GPS功能，只保留RFID模块中的无线通信模块，现场示意图如图3所示，标签性能统计结果表2所示。

试验3：阅读器GPRS数据传输性能

　　利用阅读器读取80个标签信息，并通过GPRS将标签信息传输到信息中心服务器；阅读器GPRS上传时间结果如图4所示，由统计结果可以看出，数据的传输时间大致都在6秒左右。

　　通过以上测试记录和测试分析，可以得出以下结论：

　　1）阅读器读卡性能：以车身为轴，车头方向为正方向，其左右45度且距车头30m以内的扇形区域内的读卡成功率较高；上述情况下，读卡测试成功率是100%。在车辆的侧后方，读卡成功率较低。

　　2）数据GPRS上传性能；经过不同点的测试，传输时间符合实际管理需求。

　　3）GPS获取时间较长。由于每次读取标签都需要读取GPS数据，在杜绝舞弊事件发生的同时，也增加了操作时间。在实际应用中可以根据需要决定是否要读取GPS数据，如果读取了GPS数据，可以从GPS数据分析出该渣土车的行车路线，并判断该行车路线是否与规定的行车路线相符，以及渣土的装载时间和卸土时间。

　　四、小结

　　基于RFID技术的渣土车管理系统以RFID射频识别产品为核心，车辆在出入建筑工地出土点、渣土回填点时无需停车，所有的识别、判断均由系统远距离自动实现，无需人工干预，杜绝失误和作弊，从而规范渣土车在运输过程中的行为，在各项管理制度的保障下实现对渣土车的综合长效管理。目前开发的系统已在上海市市容环卫管理机构推广应用，能够满足实际管理需求。以上应用也可为相关运输、物流等行业提供参考。