RFID有源電子標簽在智慧交通中的應用
隨著國民經濟的發展,人們對出行的要求越來越高,尤其是隨著私家車走進了千家萬戶,交通問題也成了廣大車主最關注的問題之一。截止2010年,北京有超過400萬輛機動車輛,深圳有超過170萬輛機動車輛,治堵也成了各級政府部門急需解決問題。
最近幾年,政府在一些城市陸續搞了平安工程,其中一部分是專注于交通,其方式是采用視頻信號回傳到中心機房再人工判斷道路是否堵車或視頻判斷是否堵車。通過視頻監控的方式來判斷是否堵車,一是投資比較大,二是在中心機房大多是通過視頻切換來觀察是否堵車,只能監控部分主要道路,智能化程度也比較低。
一 方案介紹
隨著物聯網技術的發展,一些新興的技術會逐步運用到智慧交通中,以下介紹物聯網感知技術在智慧交通中的應用。
1 系統方案圖
如下是通過RFID的方式實現的方案圖:

其原理是在道路車道上布置RFID有源電子標簽(此方案中可稱為地感標簽),通過RFID磁感識別器定時對地感標簽進行讀取(看地感標簽上是否有車輛)并把相應的信息通過3G網絡或GPRS網絡傳輸到中心管理平臺,中心管理平臺對信息進行云計算,然后判斷出是否堵車及給相應的車主提供最佳的行車路徑等。
此方案主要是介紹如何通過地感標簽達到識別道路是否擁堵,中心管理平臺的云計算功能及后臺如何給車主提供最佳的行車路徑等只在下述的討論中提及而不做深入闡述。
2 實現方式描述
1) 為判斷是否堵車及嚴重性,可在距離路口30米、80米、130米三處分別布置地感標簽。
2) 車身一般長3米左右,堵車時,為保證地感標簽上方正好有車輛,在布置地感標簽時,一般布置3個標簽,每隔1米布置一個地感標簽。
3) RFID磁感識別器可設置定時讀取地感標簽,如設置1分鐘讀取一次。當地感標簽上方有車時,RFID磁感識別器讀取地感標簽時返回的是一個數值;當地感標簽上方沒車時,RFID磁感識別器讀取地感標簽時返回的是另一值。中心管理平臺通過這些返回的數值判斷是否堵車。
4) 如系統判斷30米處有車,但0-30米處的距離比較短,可理解為正常路況;如80米處有車,說明0-80米這段都有車,可理解為輕微擁堵;如130米處有車,說明0-130米這段全有車,可理解為嚴重擁堵。此處是假設路上沒有車輛故障或其他異常等特殊情況,特殊情況會在下述的討論中提及。
3 地感標簽性能描述
1) 性能特點
自動檢測上方是否有車。
功耗低,使用壽命6年以上。
施工簡單,螺絲固定就可,安裝在馬路的中心,尺寸小形狀美觀。
可抗壓8噸以上(可根據需求設計)。

2) 技術規范
尺寸:126x126x34mm(可另行設計)
靈敏度:-103dBm
發射功率:<0dBm
電源:1200mAh
工作頻率:2.4GHz
數據傳輸速度:1Mbits/S
數據調制方式:GFSK
工作溫度:-40?C~+80?C
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4 RFID磁感識別器性能描述

尺寸183mm×158mm×42mm
工作頻率:2.45GHz/315MHz/433MHz
設置連接方式:RS232/485;網口;USB
工作電壓:+9V~+12V DC
工作電流:小于25mA
可靠性:MTBF≥70000 小時
工作壽命:10年
工作溫度:-20℃ ~ +80℃
存儲溫度:-40℃ ~ +80℃
工作濕度:小于95%
抗震動:10~2000Hz 15g 三個軸
抗干擾:10V/m 0.1~1GHz AM 調幅電磁波
防護等級:IP34
覆蓋半徑:大于150米
二 應用討論
1 每處只設置3個地感標簽,會不會在堵車的時候,馬路每個通道的前后兩輛車相距距離都在3米以上,造成3個地感標簽上正好沒車?這樣的情況或許有,實際可根據情況,可以多布置一到二個標簽,如布置4-5個地感標簽。
2 馬路上如出現車輛故障或其他異常情況,實際可在后臺通過軟件進行識別處理,一般馬路有好幾個通道,不可能每個通道上的同一水平線附近都有車輛故障或其他異常。
3 RFID磁感識別器的覆蓋半徑超過150米,可安裝在離路口80米處,這樣可保證所有的地感標簽全能覆蓋到。地感標簽的安裝位置可根據實際情況調整,伴隨著稍微調整一下RFID磁感識別器的安裝位置就可。
4 關于RFID磁感識別器讀取地感標簽的時間設定,這個需要參照路口的紅綠燈的時間,如紅綠燈的一個周期時間很長會造成紅燈的這條馬路上很多車滯留,所以在設定RFID磁感識別器讀取地感標簽的時間時,先要測試紅綠燈的時間。
5 關于傳輸層,可采用傳統的GPRS網絡,或采用三大運營商的3G網絡,也可采用WIFI傳輸,或采用有線網絡傳輸或其他的方式。
6 關于中心管理平臺,系統需要具有云計算的功能,需要把所有布置了地感標簽的馬路的信息進行統計分析處理,并對可能發生的情況進行預分析,以及對成本等進行核算,然后給車主一條最佳的行車路徑及第二選擇或更多的選擇。
7 關于車主如何接收中心管理平臺提供的行車路徑,有好多種方式,如通過手機把當前的位置發短消息到一指定的號碼上,中心管理平臺再把最佳路徑等信息反饋到車主的手機上;車主通過打電話到中心管理平臺咨詢最佳路徑;車主通過定制業務,只要在一開車的時候通過手機或其它終端聯系上中心管理平臺,系統隨時發信息到車主的手機或指定的終端上;如城市馬路上布置的磁感識別器(也識別普通的資產標簽)比較多,把磁感識別器的位置信息導入到中心管理平臺,同時為每個車主配置一個通用的資產管理標簽,只要車主的車一開上路并被磁感識別器識別,系統就能判斷此車的位置,然后系統向綁定的手機號碼發送最佳路徑選擇,這需要用戶定制此業務;在每一車上裝上一個終端,此終端帶有加速傳感器、GPRS及GPS或再加上LBS定位的功能,只要車一開動GPRS模塊就發送信息(GPS等信息)給中心管理平臺,系統平臺根據當前車主的位置為其提供最佳的路徑選擇,這也需要用戶定制此業務;其它的方式,在此不贅述,實際應用中可根據情況采用合適的方式。