專利名稱：無源超高頻rfid車載現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于射頻識別(RFID)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用無源超高頻RFID技術(shù) 對車輛、人員及物資實(shí)施現(xiàn)場查驗(yàn)的車載系統(tǒng)，同時該系統(tǒng)通過主系統(tǒng)與分布子系統(tǒng)聯(lián)合 工作可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域封閉式出入管控功能。
背景技術(shù)：
射頻識別技術(shù)以無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)被標(biāo)示物體的非接 觸自動識別，該技術(shù)克服視線效應(yīng)限制、非干預(yù)完成信息輸入和處理、抗污損、可批量處理， 具有信息化、自動化、現(xiàn)代化的技術(shù)特點(diǎn)。按工作頻率劃分，射頻識別設(shè)備可以分為低頻 (LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)和微波(MW)設(shè)備；按電源提供方式可以分為有源設(shè)備和無 源設(shè)備。工作于低頻和高頻的RFID設(shè)備典型識別距離為數(shù)厘米，工作于超高頻和微波的 RFID設(shè)備典型識別距離為數(shù)米至數(shù)十米；有源設(shè)備成本較高，需要更換電池來維護(hù)系統(tǒng)， 無源設(shè)備成本較低，使用壽命內(nèi)無需更換電池、免維護(hù)。相比較歐美等發(fā)達(dá)國家在芯片、終端設(shè)備、系統(tǒng)應(yīng)用方面，尤其是在標(biāo)準(zhǔn)制定和技 術(shù)開發(fā)方面的領(lǐng)先優(yōu)勢，我國政府高度重視這一新技術(shù)在國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)孕育和應(yīng)用導(dǎo)向，隨 著政府和企業(yè)的共同推動，RFID技術(shù)已經(jīng)在我國社會很多領(lǐng)域得到應(yīng)用，對改善人們生活 質(zhì)量、提高企業(yè)效益、加強(qiáng)公共安全產(chǎn)生重要影響。在國家頒布的多個發(fā)展規(guī)劃文件中都明 確強(qiáng)調(diào)RFID產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的重要地位，同時設(shè)立了專項(xiàng)基金支持RFID產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，由政府主導(dǎo) 的2007年特奧會、2008年奧運(yùn)會以及2010年的世博會等重大活動中對RFID技術(shù)的應(yīng)用和 成功實(shí)施，將為相關(guān)的車輛管理、人員管理、器材管理、會務(wù)管理、安全監(jiān)測等RFID的應(yīng)用 樹立了良好的標(biāo)桿作用，具有影響性的，可復(fù)制的項(xiàng)目在活動之后將得到大規(guī)模的推廣。在車輛管理、會務(wù)活動人員管理和物資安全控制方面，通常采用具有識別距離長、 成本低、免維護(hù)的無源超高頻RFID系統(tǒng)，在出入通道附近架設(shè)固定式無源超高頻RFID讀寫 設(shè)備，配合圖像傳輸設(shè)備、控制設(shè)備、檢測設(shè)備、交互設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對車輛、人員及 物資的信息采集、傳輸和驗(yàn)證控制，系統(tǒng)具有良好的拓展性，但是對施工建設(shè)環(huán)境、施工周 期、投資成本要求較高，系統(tǒng)缺少機(jī)動性。遇到對機(jī)動性要求較高的場合常采用無源超高頻 手持RFID解決方案，由操作人員手持RFID設(shè)備對車輛、人員實(shí)施采集、查驗(yàn)，系統(tǒng)機(jī)動性良 好，但是系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的功能較為單一、拓展性和穩(wěn)定性差，而且手持設(shè)備的查驗(yàn)距離為1 米左右，對系統(tǒng)的管理流程設(shè)計有較強(qiáng)的限制，遠(yuǎn)不能發(fā)揮超高頻無源RFID之長距離讀寫 的應(yīng)用優(yōu)勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在研究固定式RFID查驗(yàn)系統(tǒng)和手持式RFID查驗(yàn)系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)和系統(tǒng) 應(yīng)用特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出一種采用無源超高頻RFID技術(shù)對車輛、人員及物資實(shí)施現(xiàn)場查驗(yàn) 的車載系統(tǒng)，同時該系統(tǒng)通過主系統(tǒng)與分布子系統(tǒng)聯(lián)合工作可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域封閉式出入管控 功能。
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車載系統(tǒng)兼顧了固定式系統(tǒng)功能豐富、拓展性良好的優(yōu)勢和手持式系統(tǒng)機(jī)動性強(qiáng) 的特點(diǎn)，可獨(dú)立作為現(xiàn)場指揮部，又具備現(xiàn)場管理與指揮中心的聯(lián)網(wǎng)功能，同步進(jìn)行處理調(diào) 度和指揮，尤其是適用于完成系統(tǒng)中對無法部署固定線路的突發(fā)性事件或公共安全事件中 需要快速網(wǎng)絡(luò)連接、靈活機(jī)動連理查驗(yàn)的場合，比如區(qū)域性涉車管理、重大活動人員管理、 物資管理、突發(fā)事件應(yīng)急控制相關(guān)領(lǐng)域。我們基于靈活機(jī)動、揚(yáng)長避短、實(shí)用性強(qiáng)、科學(xué)合理和人性化定位的考慮，設(shè)計出 如圖1和圖2所示的無源超高頻RFID現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括車載主系統(tǒng)1和數(shù)個臨 設(shè)分布式子系統(tǒng)2。該系統(tǒng)的車載主系統(tǒng)1包括如下組件一套自調(diào)整天線組件3 ；—套圖像拍攝組件4 ；一套RFID讀寫組件5 ；—套聲光警 示組件6 ；—套信息提示組件7 ；—套無線通訊組件8 ；一套電源組件9 ；一套電腦組件10。臨設(shè)子系統(tǒng)2包括如下組件一套天線組件11 ；一套圖像拍攝組件12 ；—套RFID讀寫組件13 ；—套聲光警示組 件14 ；一套信息提示組件15 ；—套無線通訊組件16 ；—套電源組件17 ；—套電腦組件18。本發(fā)明中臨設(shè)分布式子系統(tǒng)2與車載主系統(tǒng)1可以在各自工作場所實(shí)施分離的 “點(diǎn)”式出入管理；臨設(shè)分布式子系統(tǒng)2和車載主系統(tǒng)1又以無線通訊方式交互數(shù)據(jù)達(dá)到對 一定區(qū)域?qū)嵤┞?lián)動的“面”式出入管理；整體系統(tǒng)具有和后臺指揮中心聯(lián)網(wǎng)協(xié)作的能力，實(shí) 現(xiàn)后臺指揮中心所管控區(qū)域的機(jī)動延伸，完成指揮中心的“網(wǎng)”式調(diào)度、全面部署。本發(fā)明中的車載主系統(tǒng)1和臨設(shè)分布式子系統(tǒng)2的無線通訊組件需根據(jù)車載環(huán)境 的通訊距離、傳輸速度、移動性能要求，采用兩種方案，一種車載主系統(tǒng)和臨設(shè)子系統(tǒng)的自 組局域無線網(wǎng)的高速通訊以滿足大容量圖文視頻的傳輸要求，一種為車載主系統(tǒng)和控制中 心的公網(wǎng)廣域無線的遠(yuǎn)距離中低速通訊以滿足車載系統(tǒng)的移動通訊和機(jī)動性要求，本發(fā)明 中的無線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備采用加密技術(shù)以滿足特定應(yīng)用的安全要求。車載系統(tǒng)的強(qiáng)機(jī)動性使得車輛不能以固定方位停放，這會造成天線覆蓋區(qū)域和受 檢車輛、人員的工作區(qū)域存在偏差，只能調(diào)整天線方位使其射頻覆蓋區(qū)域和工作區(qū)域相重 合，但是車載系統(tǒng)使用的是超高頻信號，操作人員并不能直觀的感受調(diào)整天線所帶來工作 區(qū)域的變化，在天線覆蓋區(qū)域和工作區(qū)域有明顯偏差的情況下，必然會造成車輛和人員的 漏檢和誤檢，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性，造成查驗(yàn)工作的巨大浪費(fèi)。若采用單純?nèi)斯ふ{(diào)節(jié) 的形式也會因個體差異出現(xiàn)準(zhǔn)確率不能保證、重復(fù)性差的矛盾。本發(fā)明中自調(diào)整天線組件 3具有天線自調(diào)整算法和標(biāo)定標(biāo)準(zhǔn)，借助參考定位標(biāo)簽或經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，以軟件控制形式?shí)現(xiàn)天 線覆蓋區(qū)域和系統(tǒng)查驗(yàn)工作區(qū)域的自動重合校正，極大地提高操作效率和穩(wěn)定性，確保能 夠?qū)ぷ鲄^(qū)域的車輛和人員實(shí)施準(zhǔn)確識別。典型應(yīng)用環(huán)境中，圖像信息不僅可以用作現(xiàn)場車輛和人員的第一手記錄，還可以 作為一種新的技術(shù)手段來判斷車輛或人員通行的動作行為，本發(fā)明中圖像拍攝組件4和7 在照明組件、機(jī)械控制輔助組件的配合下完成圖像的高質(zhì)量采集，以圖像識別技術(shù)或感應(yīng) 技術(shù)記錄查驗(yàn)對象的影像資料，建立圖像與管理對象的唯一對應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)流量統(tǒng)計。本發(fā)明中聲光警示組件14和信息提示組件8反應(yīng)管理對象的查驗(yàn)結(jié)果，并提醒操 作人員按采取相應(yīng)驗(yàn)放行為。本發(fā)明中車載主系統(tǒng)的電源組件10，在單路車載直流輸入的情況下提供多路直流輸出和交流輸出，以滿足不同車載設(shè)備的供電要求，若系統(tǒng)中有特殊供電要求的車載設(shè)備， 電源組件10將包含車載不間斷電源部分，以解決車內(nèi)供電頻繁間斷和波動范圍較大的問 題，電源組件10在總控面板上提供每路輸出的開關(guān)控制功能。本發(fā)明中的各組成設(shè)備根據(jù)使用方式、設(shè)備防護(hù)等級、散熱要求、機(jī)械傳動要求分 為車內(nèi)分區(qū)安裝和車外安裝，車內(nèi)分為設(shè)備區(qū)和工作區(qū)，車外分為主區(qū)和輔助區(qū)，安裝形式 首先需要滿足車載移動的功能性要求“安全、緊湊、穩(wěn)固可靠”，綜合承重能力、穩(wěn)定性、抗風(fēng) 能力強(qiáng)，方位調(diào)節(jié)能力，還須同時充分考慮人性化設(shè)計，使車內(nèi)車外設(shè)備分區(qū)合理、操作方 便、使用便捷、整體協(xié)調(diào)美觀。


圖1無源超高頻RFID車載現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)與指揮中心層次結(jié)構(gòu)2無源超高頻RFID車載現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)硬件架構(gòu)框圖
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具 體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。本發(fā)明克服了固定式系統(tǒng)對場地要求高、建設(shè)周期長、成本高和手持式系統(tǒng)識別 距離短、功能單一的固有缺點(diǎn)，兼顧了固定式系統(tǒng)功能豐富、拓展性良好的優(yōu)勢和手持式系 統(tǒng)機(jī)動性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，具有高可靠性、高抗毀性、隨需而設(shè)、即設(shè)即用的特點(diǎn)。同時本發(fā)明又是 固定式系統(tǒng)建設(shè)的應(yīng)急補(bǔ)充，可獨(dú)立作為現(xiàn)場指揮部，具備現(xiàn)場管理與指揮中心的聯(lián)網(wǎng)功 能，同步進(jìn)行處理調(diào)度和指揮，特別是適合用來完成突發(fā)性或公共安全事件中無法提前固 定部署的區(qū)域涉車現(xiàn)場和特大型會務(wù)活動現(xiàn)場的出入查驗(yàn)管理。在目標(biāo)管理區(qū)域內(nèi)布置本發(fā)明中的車載主系統(tǒng)1作為現(xiàn)場指揮部和查驗(yàn)站，在各 出入路口布置臨設(shè)分布式子系統(tǒng)2作為查驗(yàn)站，在本發(fā)明的車載系統(tǒng)到達(dá)指定地點(diǎn)并完成 管控布局后，啟動控制軟件，自動調(diào)整射頻覆蓋區(qū)域，使之與工作區(qū)域重合，車載主系統(tǒng)1 與臨設(shè)分布式子系統(tǒng)2在各自工作場所實(shí)施分離的“點(diǎn)”式工作模式，實(shí)現(xiàn)RFID信息讀寫 功能、圖像信息拍攝功能、警示提示功能、控制偵查功能和數(shù)據(jù)傳輸功能，記錄車輛、人員及 物資等管理對象的RFID編碼信息、圖像信息，建立對應(yīng)關(guān)系，并在本地數(shù)據(jù)庫實(shí)施查詢，對 符合規(guī)定的對象實(shí)施放行，對出現(xiàn)問題的管理對象，本發(fā)明中的警示提示組件將提示操作 人員問題類型和相應(yīng)措施，以便操作人員按既定規(guī)程人工介入實(shí)施管控查驗(yàn)；本發(fā)明中臨 設(shè)分布式子系統(tǒng)2和車載主系統(tǒng)1又以有安全加密手段的內(nèi)部無線局域網(wǎng)形式進(jìn)行高速大 容量通訊交互數(shù)據(jù)，將各臨時分布式子系統(tǒng)2所采集的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到車載主系統(tǒng)1，并接 收車載主系統(tǒng)的更新數(shù)據(jù)和管控指令，使作為現(xiàn)場指揮部的本發(fā)明車載主系統(tǒng)1能夠全面 掌控工作于各點(diǎn)的臨設(shè)分布式子系統(tǒng)的工作狀況，了解管控區(qū)域的各出入口管理對象的行 為數(shù)據(jù)，達(dá)到對一定區(qū)域?qū)嵤┞?lián)動的“面”式出入管理；本發(fā)明的整體系統(tǒng)具有通過廣域無 線通訊和后臺指揮中心聯(lián)網(wǎng)協(xié)作的能力，以機(jī)動形式實(shí)現(xiàn)后臺指揮中心所管控區(qū)域的外圍 延伸，將現(xiàn)場查驗(yàn)的信息發(fā)送到后臺指揮中心，同時接收后臺指揮中心的指令和更新數(shù)據(jù)， 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)與后臺指揮中心的實(shí)時同步，強(qiáng)化管理對象的時效性，完成指揮中心的 “網(wǎng)”式調(diào)度、全面部署。
以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及其優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng) 該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的 原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改 進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
無源超高頻RFID車載現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)由車載主系統(tǒng)和臨設(shè)子系統(tǒng)共同構(gòu)成，既可作為獨(dú)立的現(xiàn)場查驗(yàn)設(shè)施對一定區(qū)域的車輛、人員及物資實(shí)施“點(diǎn)”式和“面”式的出入管理，又可與指揮中心、后臺數(shù)據(jù)庫交互數(shù)據(jù)實(shí)施聯(lián)網(wǎng)協(xié)作，以機(jī)動形式實(shí)現(xiàn)后臺指揮中心所管控區(qū)域的外圍延伸，強(qiáng)化管理對象的時效性。
2.無源超高頻RFID車載現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)具有RFID信息讀寫功能、圖 像信息拍攝功能、警示提示功能、控制偵查功能和數(shù)據(jù)傳輸功能；具有功能豐富、拓展性良 好的優(yōu)勢，以及機(jī)動性強(qiáng)、可靠性高、隨需而設(shè)、即設(shè)即用的特點(diǎn)。
3.無源超高頻RFID車載現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)具有天線自調(diào)整算法，借助 參考定位標(biāo)簽，以軟件控制形式實(shí)現(xiàn)天線覆蓋區(qū)域和系統(tǒng)查驗(yàn)工作區(qū)域的自動重合校正。
4.無源超高頻RFID車載現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于以圖像識別技術(shù)或感應(yīng)技術(shù)記錄 查驗(yàn)對象的影像資料，建立圖像與管理對象的唯一對應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)流量統(tǒng)計。
5.無源超高頻RFID車載現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)，其特征在于臨設(shè)子系統(tǒng)和車載主系統(tǒng)、車載 主系統(tǒng)和指揮中心之間以自組局域網(wǎng)或借助廣域網(wǎng)的形式進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸，無線數(shù)據(jù)通 過加密技術(shù)滿足安全要求。
全文摘要
本發(fā)明屬于射頻識別(RFID)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無源超高頻RFID車載現(xiàn)場查驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一套車載主系統(tǒng)和數(shù)套臨設(shè)分布式子系統(tǒng)。系統(tǒng)具有RFID信息讀寫功能、圖像信息拍攝功能、警示提示功能、控制偵查功能和數(shù)據(jù)傳輸功能，通過車載主系統(tǒng)與分布子系統(tǒng)聯(lián)立工作可對一定區(qū)域進(jìn)行封閉式進(jìn)出管理，系統(tǒng)具有和后臺指揮中心聯(lián)網(wǎng)協(xié)作的能力，以機(jī)動形式實(shí)現(xiàn)后臺指揮中心所管控區(qū)域的外圍延伸，強(qiáng)化管理對象的時效性。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、維護(hù)方便、機(jī)動性強(qiáng)，較好地解決了固定式系統(tǒng)對場地要求高、建設(shè)周期長、成本高和手持式系統(tǒng)識別距離短、功能單一的實(shí)際問題，特別適用于對無法提前部署的突發(fā)性事件或公共安全事件中實(shí)施快速網(wǎng)絡(luò)連接、靈活機(jī)動查驗(yàn)車輛、人員和物資的場合。
文檔編號G05B19/418GK101853532SQ200910048720
公開日2010年10月6日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者孫朗超, 徐旭, 朱彤, 談廣云, 黃銀龍 申請人:公安部第三研究所