三種基于RFID+WIFI定位的車輛跟蹤方式

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　RFID是一項(xiàng)新興的技術(shù)，尤其是基于900MHz的UHF EPC Gen2標(biāo)準(zhǔn)的RFID更是一個(gè)在未來幾年內(nèi)影響和改變?nèi)藗兩罘绞降募夹g(shù)。與傳統(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，如條碼、磁記錄、IC卡等技術(shù)相比較，UHF RFID具有讀取距離遠(yuǎn)、速度快、可讀可寫、效率高等特點(diǎn)。而同樣與RFID的其它技術(shù)相比，它的成本要低廉許多。這使得UHF的RFID技術(shù)日益受到人們的青睞，并隨之出現(xiàn)了許多RFID的新應(yīng)用。
　　RFID車輛管理是一個(gè)基于無源超高頻RFID技術(shù)的一個(gè)非常好的例子。UHF的讀取距離較遠(yuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)在3到6米左右的標(biāo)簽閱讀，適合在出入口或關(guān)鍵點(diǎn)上進(jìn)行閱讀；并通過管理系統(tǒng)和GIS地理信息系統(tǒng)來進(jìn)行車輛的移動(dòng)跟蹤和定位。
　　在現(xiàn)有的RFID被動(dòng)式應(yīng)用和無線環(huán)境下，有三種類型的方案可以解決車輛關(guān)鍵點(diǎn)定位和移動(dòng)跟蹤的目的，分別是：采用車載RFID閱讀器進(jìn)行地標(biāo)跟蹤；使用車輛標(biāo)簽進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)記錄；以及根據(jù)純無線網(wǎng)絡(luò)（非RFID技術(shù)）和移動(dòng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行WiFi跟蹤定位的方式。
　　現(xiàn)將三種方式的應(yīng)用原理介紹如下：
　　一、車載RFID閱讀器進(jìn)行地標(biāo)跟蹤
　　地標(biāo)標(biāo)簽通過車載RFID閱讀器進(jìn)行識(shí)別，當(dāng)車輛經(jīng)過標(biāo)簽時(shí)，RFID閱讀器能在1.5米左右的距離內(nèi)識(shí)別出地標(biāo)標(biāo)簽的內(nèi)容，并通過無線網(wǎng)絡(luò)傳遞給后臺(tái)管理系統(tǒng)，該位置點(diǎn)便可以通過GIS地理信息系統(tǒng)反映在監(jiān)控屏幕上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的跟蹤和定位。
　　方案中，地標(biāo)標(biāo)簽和車輛閱讀器都必須經(jīng)過嚴(yán)格的編碼來進(jìn)行定義。
　　地標(biāo)標(biāo)簽必須具有唯一性：每一個(gè)地標(biāo)都表示一個(gè)場(chǎng)地中的位置，該位置必須在GIS信息系統(tǒng)中是唯一的。地標(biāo)只能表示一個(gè)位置，但不能表示車輛運(yùn)行的方向。
　　車載閱讀器的標(biāo)識(shí)：車載閱讀器同樣需要進(jìn)行唯一的標(biāo)識(shí)，即當(dāng)閱讀器讀取RFID數(shù)據(jù) 后，必須連同本機(jī)的編號(hào)信息一同傳遞給網(wǎng)絡(luò)，由GIS經(jīng)過分析后將該車輛以運(yùn)動(dòng)點(diǎn)的形式反映在監(jiān)控屏幕上。
　　無線網(wǎng)絡(luò)：為了實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可靠的傳遞，場(chǎng)地中必須建設(shè)無線通訊網(wǎng)絡(luò)。
　　二、使用車輛標(biāo)簽進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)記錄
　　關(guān)鍵點(diǎn)是指采用固定式閱讀設(shè)備的通道點(diǎn)，當(dāng)車輛經(jīng)過時(shí)，固定式閱讀設(shè)備獲得車載標(biāo)簽的信息，并將數(shù)據(jù)傳遞給GIS系統(tǒng)，通過軟件分析后，獲得車輛移動(dòng)的信息。關(guān)鍵點(diǎn)通常只在一些門口，通道口或者交界處設(shè)立，用于提供車輛行進(jìn)路線的標(biāo)志。
　　車輛上需要安裝RFID標(biāo)簽，該標(biāo)簽表示車輛的唯一信息。車載標(biāo)簽通過門口或通道時(shí)，固定式閱讀器能在3-6米的范圍內(nèi)識(shí)別該標(biāo)簽。從而確定車輛的位置。
　　車載標(biāo)簽的應(yīng)用：車載標(biāo)簽必須采用金屬標(biāo)簽，并且具有一定的強(qiáng)度，以適合在叉車環(huán)境中使用。標(biāo)簽貼在車輛的側(cè)面，這樣在門或通倒兩側(cè)的閱讀器天線只有一側(cè)能讀取到標(biāo)簽，通過對(duì)天線的標(biāo)識(shí)，能夠確定車輛的行進(jìn)路線，而不需要通過軟件分析來獲得。
　　地標(biāo)是指埋在地下，可以被閱讀設(shè)備識(shí)別的UHF RFID標(biāo)簽。地標(biāo)標(biāo)簽一經(jīng)埋入，便不再也不方便進(jìn)行更換，因此，地標(biāo)標(biāo)簽最好的解決方案是采用無源標(biāo)簽，UHF Gen2標(biāo)簽?zāi)軌虮容^好地適應(yīng)地標(biāo)的應(yīng)用。
　　門通道閱讀器：門通道采用XR440固定式閱讀器和高性能閱讀天線，天線設(shè)立在通道兩側(cè)，每個(gè)閱讀天線具有不同的標(biāo)識(shí)，該標(biāo)識(shí)可以提供給后臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行車輛位置和行進(jìn)方面的分析。
　　方案對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)沒有要求，固定式閱讀器可以直接通過有線網(wǎng)絡(luò)連接到系統(tǒng)中。
　　三、無線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)計(jì)算機(jī)進(jìn)行WiFi定位
　　WiFi定位的方式是通過場(chǎng)地中的無線網(wǎng)絡(luò)提供的信號(hào)級(jí)別來定位一個(gè)移動(dòng)設(shè)備的位置，該移動(dòng)設(shè)備上必須具有WiFi通訊模塊。
　　WiFi定位的原理是采用三點(diǎn)定位的方式，即通過移動(dòng)設(shè)備和三個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的無線信號(hào)交流來鑒別移動(dòng)設(shè)備所處的位置，由于移動(dòng)設(shè)備距離三個(gè)無線接入點(diǎn)的距離不同，因此反映在無線接入點(diǎn)上的該移動(dòng)設(shè)備的無線信號(hào)場(chǎng)強(qiáng)會(huì)有差異，通過差分算法，可以比較精準(zhǔn)地確定車輛的位置。
　　對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的要求：通常WiFi定位會(huì)對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)提出較高的要求，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)布置越密集，定位的精確度就越高。
　　移動(dòng)計(jì)算機(jī)的要求：移動(dòng)計(jì)算機(jī)必須具有無線網(wǎng)絡(luò)WiFi的通訊能力。
　　分析系統(tǒng)：WiFi定位的分析系統(tǒng)是一個(gè)第三方軟件系統(tǒng)，運(yùn)行該分析系統(tǒng)必須提供基于AutoCAD的場(chǎng)地圖紙，并在應(yīng)用前，需要進(jìn)行專業(yè)的場(chǎng)地測(cè)試Site Survey，以確定標(biāo)志點(diǎn)信息。
　　確定標(biāo)志點(diǎn)的目的是為了測(cè)算出在該區(qū)域的無線信號(hào)的場(chǎng)強(qiáng)，這一信息是以后應(yīng)用中的判斷條件。當(dāng)標(biāo)志點(diǎn)信息測(cè)定完畢后，移動(dòng)計(jì)算機(jī)在該位置和附近移動(dòng)時(shí)，它的場(chǎng)強(qiáng)信息將作為管理軟件分析的數(shù)值，用來和基準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)值進(jìn)行比較。

　　WiFi定位的精度在無線網(wǎng)絡(luò)滿足要求的條件下約為0.5米左右。
　　四、三種定位跟蹤方式的比較
　　1、比較項(xiàng)目：車載RFID和地標(biāo) 車輛標(biāo)簽和關(guān)鍵點(diǎn) WiFi定位 單項(xiàng)分析定位精準(zhǔn)度 基于地標(biāo)的埋放密度，埋放密度則取決于工程復(fù)雜度，總體的定位精度為中等。門通道上的讀取，定位精度取決于固定讀取點(diǎn)的數(shù)量和投資成本，定位精度低。定位精度高，可以實(shí)現(xiàn)0.5米范圍內(nèi)的精準(zhǔn)定位。 在精度方面，WiFi是最好的應(yīng)用解決方案。
　　2、投資預(yù)算：需要在每臺(tái)車輛上安裝RFID閱讀設(shè)備，投資成本高。車輛上安裝RFID被動(dòng)式標(biāo)簽，固定式點(diǎn)數(shù)量有限，因此，總體投資成本低。必須架設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)車輛上必須配備移動(dòng)計(jì)算機(jī)，成本較高。從投資角度來分析，車輛標(biāo)簽是最低的。但從整體系統(tǒng)來講，投資無線網(wǎng)絡(luò)是比較合適的，因?yàn)橐苿?dòng)業(yè)務(wù)必須在無線網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。
　　3、工程復(fù)雜性：取決于地埋標(biāo)簽的密度，工程復(fù)雜性高。只需要進(jìn)行門通道安裝，工程難度最小。需要建設(shè)無線網(wǎng)絡(luò)和Site Survey，復(fù)雜性中等。
　　4、系統(tǒng)集成性：取決于GIS系統(tǒng)，可自主開發(fā)，集成性較好。取決于GIS系統(tǒng)，可自主開發(fā)，集成性較好。第三方分析系統(tǒng)，集成難度高。