射频自动设备识别技术及其应用

射频自动设备识别技术及其应用

张立新

(天津港通信导航中心,天津　300456)

摘要:简要介绍射频自动识别技术,并列举了射频技术在港口、铁路和公路等领域的应用。 关键词:射频识别技术;识别分类;系统应用

中图分类号:T P 690.2 文献标识码:B 文章编号:1004-9592(2002)03-0017-02

收稿日期:2002-03-27

1　概述

自动设备识别,英文为Autom atic Equipment Identificatio n,简称AEI 。AEI 技术是当前国际上发展的热点技术之一,目前AEI 技术包括:条形码技术、红外线技术、射频识别技术、声音图像识别技术等。其中条形码技术对环境及读出条件要求严格;红外线技术受环境介质影响很大,穿透力弱,摄像机可以直观将喷刷在物体表面的数字记录下来,但受环境和物体表面所处位置影响很大,如:雪、雨、雾等气候下,物体表面数字位置高低不一等情况下均无法使用。几种典型无接触识别技术比较见表1。

表1　无接触识别技术比较表

性能

无接触识别方式

射频

低频识别条形码红外电视

摄　像阅读距离很好适中适中很好适应速度很高低适中高读写电子标签是是否是阅读器方向性是否是是非金属穿透力是是否否耐脏环境能力好好低低耐磨损性能好好适中好抗干扰能力好低好好多个标签阅读是是否是阅读器可靠近是否是否阅读器成本适中低低适中电子标签成本

适中

低

很低

高

射频识别系统主要由阅读器和电子标签组成。阅读器用以产生发射无线电射频信号,并接收由电子标签反射回的无线电射频信号,经处理后获取标

签数据信息;电子标签用以存储数字、字母编码,当其受无线电射频信号照射时能反射回携带有数字、字母编码的无线电射频信号,供阅读器识别处理。射频自动设备识别是AEI 技术中最优秀和应用领域最广泛的技术之一,它是通过发射接收无线电射频信号,物体进行近距离无接触方式探测和跟踪的一种高新技术。射频自动设备识别的优点是识别精度高、阅读距离远、适应物体的高速运动、非金属穿透能力强、环境适应力强,可全天候工作。

2　射频识别分类

目前国际上射频识别技术从频率上划分主要有以下两种:

1)低频射频识别技术:采用125kHz 或13.6M Hz 低频无线电射频信号。如射频IC 卡等;2)微波射频识别技术:采用915MHz 或2450M Hz 或5800M Hz 微波射频信号。

在低频系统中,电子标签通常是无源的,当阅读器向电子标签发射信号时,能量转换成供电子标签集成电路工作的直流电源,使它产生另一带有标签存储信息的射频信号反射回来。由于低频系统是无源的,因此,电子标签在其生产过程中可制成整件或部件,终生免维护,也可集成在集成电路卡中。低频系统的阅读距离通常小于0.5m 。

微波射频识别系统主要应用于工业生产领域,其电子标签分为有源和无源两种。微波系统的阅读距离通常可达6m 。

下面结合在集装箱多式运输、交通车辆信息及铁路机车车辆信息管理方面应用广泛的微波射频识别系统做重点介绍。

3　微波射频识别系统的软硬件组成

系统硬件主要包括:读出设备、电子标签、处理

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终端、写入器等。

读出设备:向电子标签发射射频信号,并接收电子标签反射回的含信息编码的射频信号,据此识别、记录物体身份编码;

电子标签:存放被识别设备身份的字母、数字编码。采用射频虚拟电源馈电;

处理终端:可以是外接的PC,处理、汇总读出设备接收的相关数据,产生各种需要的报表,实现局域网(LAN)接入、远程网络数据传输等功能;

写入器:以有线方式向电子标签写入数据的专用设备。

系统软件主要包括数据接收处理软件及适应不同功能需要的应用软件。

4　射频自动识别系统应用

1)集装箱自动识别系统

集装箱多式运输种类繁多、复杂。采用自动识别系统后可以做到对各类集装箱进行自动登记、抄录,简化管理、做到准确无误。

基于《国际集装箱自动识别技术标准(ISO-10374)》的集装箱射频自动识别管理系统主要由以下五部分组成:

电子标签(无源); 电子标签读出装置;控制与处理系统;!便携式AEI终端;∀无线数据通讯基站。

根据ISO-10374标准,每个集装箱较长方向两侧各安装一个电子标签(无源),电子标签中保存着集装箱的属性、编号等信息;电子标签读出装置由天线、馈线、主机和通讯电缆组成。其基本功能是安装在集装箱上的电子标签随集装箱在一定的速度范围内通过其收发天线时,准确地读出电子标签中的信息,并传送到控制和处理系统。电子标签读出装置安装在闸门(检查桥)等出入口咽喉地点;控制与处理系统(CPS)主要是对多台地面电子标签读出装置进行管理,接收、存储、处理地面读出装置传送来的信息,并向集装箱计算机管理系统提供集装箱出入、库存等信息数据;便携式AEI终端可以读出集装箱电子标签信息,并以无线电方式向控制与处理系统(CPS)传送标签信息数据;无线数据通讯基站用于接收便携式AEI终端传来的数据信息。

集装箱射频自动识别系统可以在6m范围内无接触自动识别运动或静止的集装箱信息,实时监控集装箱在整个物流运输过程中的状态。国际标准化组织已经将集装箱自动识别系统纳入国际标准。集装箱射频自动识别系统将成为提高集装箱利用率、实现全球集装箱管理信息网络化的基础。

2)铁路车号自动识别系统

铁道部自1999年开始,至2001年7月,正式开通以射频自动识别技术为基础的铁路车号自动识别系统(T M IS网络),摆脱了以往铁路车号抄录由人工完成,十分繁琐且浪费大量人力的状况。

铁路车号自动识别工程建设包括,全路44万辆(占国铁车辆99%)货车电子标签的安装,1.5万辆机车标签和写入装置的安装;49个编组站、327个区段站、17个大型货运站、107个局、分局分界口安装地面识别设备(AEI);500个实施车站安装了集中控制和处理系统(CPS),实现车站级设备监控和接收信息的处理,向全路TM IS系统提供规范实施的车号信息,形成了完整铁路车号、车次信息自动采集报告体系。

铁路车号自动识别系统的建成,实现了全路货车局级资产管理,技术站到发列车自动核对,点到点精确成本核算,同时,TM IS系统的建成,使铁路车辆实时管理、车流精确推算、空车空箱实时调整成为可能,为铁路减员增效起到了重大作用。

3)公路运输车辆信息、收费管理

采用射频自动识别系统后,可实现车辆信息,如:年检、费税等信息自动管理和识别,同时可以实现通行费自动征收等。

4)人员车辆出入管理

射频识别系统可以应用于大型停车场、军事重地、金融系统等地方的人员车辆出入管理。当有人员车辆路过阅读器时,阅读器可快速准确地记录所通过人员车辆信息及时间,还可对是否允许通过做出判断,自动控制大门开关,严格出入管理。

此外,射频识别系统还广泛应用于矿山、油田、化工、核电等重要、危险区域和单位,对出入人员进行身份、进出时间自动登记,增加安全系数。

5　结语

随着港口的建设发展,其对射频自动识别技术的需求也越来越明显。以天津港为例,目前正在建设的北疆多个集装箱泊位、堆场工程,南疆的散货泊位、物流中心工程,作业密度大,要求自动化管理水平高。可以预见,射频自动识别技术的引用,必将对提高劳动效率和管理自动化水平起到推动作用。

总之,随着射频自动识别技术的日臻完善,其应用领域和前景必将越来越宽广。

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