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RFID有源电子标签在智慧交通中的应用


作者:《物联网世界》 来源:物联网世界 2012-03-01 08:56:44
摘要:最近几年,政府在一些城市陆续搞了平安工程,其中一部分是专注于交通,但其方式具有较多缺点,智能化程度也比较低。本文针对这一问题,介绍了物联网感知技术在智慧交通中的应用方案。

  随着国民经济的发展,人们对出行的要求越来越高,尤其是随着私家车走进了千家万户,交通问题也成了广大车主最关注的问题之一。截止2010年,北京有超过400万辆机动车辆,深圳有超过170万辆机动车辆,治堵也成了各级政府部门急需解决问题。

  最近几年,政府在一些城市陆续搞了平安工程,其中一部分是专注于交通,其方式是采用视频信号回传到中心机房再人工判断道路是否堵车或视频判断是否堵车。通过视频监控的方式来判断是否堵车,一是投资比较大,二是在中心机房大多是通过视频切换来观察是否堵车,只能监控部分主要道路,智能化程度也比较低。

  一 方案介绍

  随着物联网技术的发展,一些新兴的技术会逐步运用到智慧交通中,以下介绍物联网感知技术在智慧交通中的应用。

  1 系统方案图 

  如下是通过RFID的方式实现的方案图:


  其原理是在道路车道上布置RFID有源电子标签(此方案中可称为地感标签),通过RFID磁感识别器定时对地感标签进行读取(看地感标签上是否有车辆)并把相应的信息通过3G网络或GPRS网络传输到中心管理平台,中心管理平台对信息进行云计算,然后判断出是否堵车及给相应的车主提供最佳的行车路径等。

  此方案主要是介绍如何通过地感标签达到识别道路是否拥堵,中心管理平台的云计算功能及后台如何给车主提供最佳的行车路径等只在下述的讨论中提及而不做深入阐述。

  2  实现方式描述

  1) 为判断是否堵车及严重性,可在距离路口30米、80米、130米三处分别布置地感标签。
  2) 车身一般长3米左右,堵车时,为保证地感标签上方正好有车辆,在布置地感标签时,一般布置3个标签,每隔1米布置一个地感标签。
  3) RFID磁感识别器可设置定时读取地感标签,如设置1分钟读取一次。当地感标签上方有车时,RFID磁感识别器读取地感标签时返回的是一个数值;当地感标签上方没车时,RFID磁感识别器读取地感标签时返回的是另一值。中心管理平台通过这些返回的数值判断是否堵车。
  4) 如系统判断30米处有车,但0-30米处的距离比较短,可理解为正常路况;如80米处有车,说明0-80米这段都有车,可理解为轻微拥堵;如130米处有车,说明0-130米这段全有车,可理解为严重拥堵。此处是假设路上没有车辆故障或其他异常等特殊情况,特殊情况会在下述的讨论中提及。

  3  地感标签性能描述

  1) 性能特点
  自动检测上方是否有车。
   功耗低,使用寿命6年以上。
   施工简单,螺丝固定就可,安装在马路的中心,尺寸小形状美观。
  可抗压8吨以上(可根据需求设计)。


  2) 技术规范
  尺寸:126x126x34mm(可另行设计)
  灵敏度:-103dBm
  发射功率:<0dBm
  电源:1200mAh 
  工作频率:2.4GHz
  数据传输速度:1Mbits/S
  数据调制方式:GFSK
  工作温度:-40?C~+80?C

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  4  RFID磁感识别器性能描述 

  尺寸183mm×158mm×42mm
  工作频率:2.45GHz/315MHz/433MHz
  设置连接方式:RS232/485;网口;USB
  工作电压:+9V~+12V DC
  工作电流:小于25mA
  可靠性:MTBF≥70000 小时
  工作寿命:10年
  工作温度:-20℃ ~ +80℃
  存储温度:-40℃ ~ +80℃
  工作湿度:小于95%
  抗震动:10~2000Hz 15g  三个轴
  抗干扰:10V/m 0.1~1GHz AM 调幅电磁波
   防护等级:IP34
   覆盖半径:大于150米

  二  应用讨论

  1  每处只设置3个地感标签,会不会在堵车的时候,马路每个通道的前后两辆车相距距离都在3米以上,造成3个地感标签上正好没车?这样的情况或许有,实际可根据情况,可以多布置一到二个标签,如布置4-5个地感标签。

  2  马路上如出现车辆故障或其他异常情况,实际可在后台通过软件进行识别处理,一般马路有好几个通道,不可能每个通道上的同一水平线附近都有车辆故障或其他异常。

  3  RFID磁感识别器的覆盖半径超过150米,可安装在离路口80米处,这样可保证所有的地感标签全能覆盖到。地感标签的安装位置可根据实际情况调整,伴随着稍微调整一下RFID磁感识别器的安装位置就可。

  4  关于RFID磁感识别器读取地感标签的时间设定,这个需要参照路口的红绿灯的时间,如红绿灯的一个周期时间很长会造成红灯的这条马路上很多车滞留,所以在设定RFID磁感识别器读取地感标签的时间时,先要测试红绿灯的时间。

  5  关于传输层,可采用传统的GPRS网络,或采用三大运营商的3G网络,也可采用WIFI传输,或采用有线网络传输或其他的方式。

  6  关于中心管理平台,系统需要具有云计算的功能,需要把所有布置了地感标签的马路的信息进行统计分析处理,并对可能发生的情况进行预分析,以及对成本等进行核算,然后给车主一条最佳的行车路径及第二选择或更多的选择。

  7  关于车主如何接收中心管理平台提供的行车路径,有好多种方式,如通过手机把当前的位置发短消息到一指定的号码上,中心管理平台再把最佳路径等信息反馈到车主的手机上;车主通过打电话到中心管理平台咨询最佳路径;车主通过定制业务,只要在一开车的时候通过手机或其它终端联系上中心管理平台,系统随时发信息到车主的手机或指定的终端上;如城市马路上布置的磁感识别器(也识别普通的资产标签)比较多,把磁感识别器的位置信息导入到中心管理平台,同时为每个车主配置一个通用的资产管理标签,只要车主的车一开上路并被磁感识别器识别,系统就能判断此车的位置,然后系统向绑定的手机号码发送最佳路径选择,这需要用户定制此业务;在每一车上装上一个终端,此终端带有加速传感器、GPRS及GPS或再加上LBS定位的功能,只要车一开动GPRS模块就发送信息(GPS等信息)给中心管理平台,系统平台根据当前车主的位置为其提供最佳的路径选择,这也需要用户定制此业务;其它的方式,在此不赘述,实际应用中可根据情况采用合适的方式。

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