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基于RFID车辆网络信息管理平台的设计

时间:2011-04-29 00:00:00  来源:互联网  编辑:互联网

  引言

  目前,某单位在后勤车辆管理的现状为:车辆调度以人工管控为主;内外车辆的识别基于人工验证且手续繁琐;领导无法实时掌控车辆在位和调度情况;派遣车辆缺乏有效监管。这种管理模式存在着运行效率低、监管不足,无法杜绝管理漏洞与安全隐患。经充分调研后,大家研发了车辆网络信息管理系统平台,其目标是实现车辆管理规范化、信息化、安全化、实时化、高效化。

  1 系统结构

  整个系统主要由前台车辆门禁控制系统和后台网络信息化管理系统两部分组成。车辆门禁控制系统主要由贴于车辆前窗玻璃内的远距离无源射频标签、远距离无源射频读卡器、发送接收射频信号的射频天线、地感线圈、红绿灯、具有服务器和硬件控制功能的计算机平台、远程客户端以及相应控制App等模块组成。网络信息管理系统主要由车辆信息管理系统和数据库管理维护系统组成。车辆信息管理系统采用B/S 结构方式,利用网络的便捷性,实现在线派车、车辆信息在线查询、用户和车辆信息在线维护等功能。数据库管理维护系统主要用来存储和检索所有相关数据信息并对重要信息进行及时的备份和更新。

  整个信息管理平台主要由数据库服务器、Web 服务器、门禁控制服务器组成,通过单位内部现有网络联结,构成一个集识别、控制和管理于一体的综合信息管理系统。数据库服务器实现派车信息、车辆出行信息、用户车辆信息等基础信息的管理和维护;Web 服务器提供网上派车和信息查询服务;控制服务器实现车辆的自动识别和出行控制。

  2 工作原理

  车辆网络信息管理主要基于RFID 远距离无源射频自动识别技术。射频识别俗称电子标签,主要由标签(射频卡)、读写器(读卡器或阅读器)和天线三部分组成。标签由耦合元件及芯片组成,含内置天线,用于和射频天线间进行通信。每个标签具有唯一的电子编码,附着在物体表面标识目标对象。读写器读取标签信息的设备。天线在标签和读卡器间传递射频信号。本系统采用被动式电子标签,即内部无电源、靠接收微波能量工作的电子标签。射频有效读取距离7m,有效写入距离5m。

  门禁系统工作流程:

  ①用户通过浏览器登录服务器实现网上派车,派车信息保存数据库中;
  ②当车辆出行(或返回)接近营门时,地感线圈感应的信号经变换后送控制服务器;
  ③控制服务器采集到地感信号后启动射频读卡器工作;
  ④射频读卡器受控向射频天线发出微波查询信号;
  ⑤安装在车前玻璃上的无源射频标签中保存有车辆的ID 号,标签收到读卡器的查询信号后,根据查询信号中的命令要求,将标签中的数据信息反射回读卡器;
  ⑥读卡器接收到无源射频标签反射回的微波合成信号后,经读卡器内部解调和处理将电子标签中贮存的数据信息分离出来;
  ⑦射频读卡器将分离后的数据信息通过RS232/RS485接口传送到控制服务器处理;
  ⑧控制服务器根据接收到的标签数据的ID 号进行车辆识别,查询数据库中该ID 号所对应车辆的派车信息决定是否允许车辆出行,如具有出车权限,则向伸缩门发送开门信号。

  3 设计实现

  3.1 门禁控制设计实现

  门禁控制子系统的主要功能是:(1)对进出营门的车辆进行自动检测、识别和判断,以决定是否允许通行,并自动控制伸缩门(或自动门闸)的开启和关闭;(2)自动记录车辆的进出情况,对违章车辆和外来车辆的进出进行拍照,以便管理部门查询;(3)对营门区域的场景进行实时视频监控;(4)电子大屏幕标语牌显示内容的编辑和输出控制;(5)信息查询以及系统的管理和维护。

  3.1.1 硬件组成:门禁控制系统的硬件主要由1 台控制主机(可由服务器兼任)、地感线圈及控制电路2 套、RFID 读卡器及天线2付、电动门闸1 套、可编程多路视频采集卡1 块、大屏幕电子显示屏2 块、数据隔离卡1 块等设备组成。其中,地感线圈用于对进出营门的车辆进行自动检测;读卡器用于采集贴于车辆上的ID 卡数据;数据隔离卡用于地感状态、门闸状态、门闸控制等开关量信号的隔离。
  3.1.2 设备接口:根据所选设备的类型和特点,控制主机与各设备的数据传输需要并行和串行2 种接口方式。考虑到节省开销,直接采用主机提供的2 串1 并(打印口)接口,根据需要,又扩展了2 个串行接口。其中,各接口的分配情况如下:PRN,用于地感线圈、电动门闸状态的采集以及电动门闸、红绿灯的开关控制。

  LPT1、LPT2,计算机经系统引导后,初始化过程把并行端口配置成LPT1、LPT2 二个输出端口,同时分配不同的数据地址、状态地址和控制地址,配置如表1 所示。

  并行端口LPT1 的状态端口379H 进行地感线圈和伸缩电动门闸状态的采集,用数据端口378H 实现电动门闸和红绿灯的开关控制。其中各引脚的分配情况如表2 所示。

  COM1,连接出读卡器;COM2,连接进读卡器;COM3,连接出大屏幕;COM4,连接进大屏幕。四个串行接口均采用RS-485 接口标准,传输速率可达56 kBaud,传输距离可达2 km。

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