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王庆安：基于RFID和GPRS的非机动车辆管理系统研究

2016-06-14 01:01 毕业

摘要：利用RFID和GPRS组建了1个非机动车辆管理系统，RFID作为非机动车辆的车牌，进行非机动车辆的编号与识别，GPRS完成信息的通讯，将前方车辆检查结果发送到车辆管理中心。车辆管理中心对所传车牌号进行判别，是正常车辆还是失窃车辆，并将结果再通过GPRS网络发送到前方检查模块。整个系统能够有效的对现有非机动车辆进行管理，减少车辆失窃率。本文详细介绍了该系统的组成、工作原理及工作过程。
关键词：非机动车辆管理，无线射频识别(RFID)，通用分组无线业务(GPRS)
Keyword： Non-motor vehicle management， radio frequency identification (RFID)， general packet radio service (GPRS)
引言 毕业 网
自行车、助力车等非机动车辆的失窃事件1直是1个让人头疼的社会问题，也是1个社会老问题。目前发展的无线射频识别（RFID）技术为这个问题的有效解决提供了理想的解决方案，RFID日益下降的价格为将其引入到非机动车的车牌管理系统中提供了可能。
RFID也称智能标签，是继个人电脑（PC）、互联网（INTERNET）、无线通信之后的第四次信息技术革命[1-3]。1个RFID 标签通常由三部分组成：读写器、标签（RFID 卡）及相关的天线。读写器天线发射无线电信号给标签，标签通过自己的天线接收此信号，利用它从信号得到的能量，启动标签上的集成电路芯片工作。作为条形码的无线版本，智能标签技术具有条形码所不具备的防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可以加密等1系列优点，正在许多领域取得应有。
我们将 RFID技术引入到非机动车辆管理系统中，结合GPRS技术，研究了1个非机动车辆管理系统。本系统可以全国联网，做到让盗窃分子无处藏身。本文将描述该系统的组成、工作原理和工作过程，对其中涉及的关键技术作了详细说明，并讨论了系统特点。

1、系统结构与工作过程
每个非机动车辆配置1个RFID卡，车辆管理中心记载了本卡对应的车辆型号、使用人姓名、购买日期等信息。1旦车辆失窃，使用人凭证件到车辆管理中心登记挂失。
整个工作系统由前方人员的读卡机、GPRS通信网络、监测中心软件等几部分组成。其中，读卡机由RFID阅读器、单片机、GSM模块和显示告警模块组成。读卡机的工作过程如下：RFID读取被检查车辆的RFID信息，并通过GSM模块将信息发送车辆管理中心通讯。车辆管理中心将接收到的信息进行资料查询，确认该车辆是否为登记的失窃车辆。若不是，则发送正常信息；若是，则发送告警信息到前方检查人员。前方检查人员根据接受到的信息将扣留该车及对应的使用人员。 
软件包括登记写入软件、前端模块读卡软件及监视中心软件，登记写入软件用于用户注册时信息的登记、RFID信息的写入等操作，由各大商场非机动车销售人员、车辆管理人员使用。前端模块工作软件主要用于车辆检查人员使用的读卡机上，它完成读卡、通过GPRS网络与车辆管理中心通讯、和报警显示功能。监视中心软件负责车辆的注册登记的归类统计、用户报警记录、与前端模块通信等功能。
监控中心通过宽带、ISDN、ADSL上网，使用固定IP，它不需要GPRS模块。它的主要功能是接收和发送UDP或TCP协议的IP数据包，实现与各个GPRS终端的IP协议通信。中心软件采用Visual C++编制，由于VC++的MFC类库提供了CasynSocket的套接字库，实现Socket编程非常方便。
前端工作模块同时收到控制中心发来的控制字，经过解调，判断是正常车辆还是失窃车辆，若是失窃车辆，前端检查人员需要作特殊处理，如报警、扣留车辆等。
综上述，整个系统的信号连接流程为：前端以单片机为核心，RFID阅读器、GSM模块和告警模块均与单片机相连。前端与总部通信流程为：RFID→单片机→GSM模块→GPRS无线网络→网络接口→监控中心；总部与前端通信流程为：监控中心→网络接口→GPRS无线网络→GSM模块→单片机→报警系统和显示系统。
2、关键技术说明
2。1 GPRS技术
    GPRS是进行数据通讯的无线网络[4，5]，数据通讯也可借助于短消息进行，但短消息的实时性是个问题，而GPRS则不存在这个问题。我们采用的目前市场上现有成熟的GPRS模块，留有标准的RS-232接口，使用非常方便。
GPRS是通用分组业务（General Packet Radio Service）的英文简称，是在现有GSM系统上发展出来的1种新的分组数据承载业务。它克服了电路交换速率低、资源利用率差等缺点，与原有GSM的数据业务相比，具有很多优点：利用GPRS数据业务，可以实现资源共享，频率资源利用率高；数据传输速率高，最高可达171。2Kbit/s；用户永远在线，接入速度快；能向用户提供4种QoS类别的服务，并且用户可以对QoS的配置进行协商；支持X。25协议和IP协议，可与外部数据网进行互联；计费合理，采用流量计费。
2。2 RFID技术
RFID 标签通常是由印刷层、芯片层与底层构成。芯片层在印刷层与底层之间，是标签的核心部分，芯片层不能承受印刷压力，因此通常的做法是先印好印刷层，做好底层，再与芯片层复合。智能标签是1种非接触式的自动识别技术，识别工作无须人工干预。它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，与条形码相比，智能标签是可擦写的，非接触性的，可同时读取，数据存储容量大，且包含的是单个产品的信息。按照频率划分，包括125kHz、13。56MHz、9。15MHz、2。45GHz、5。8GHz。
在车辆管理系统中，用户配置的是无源RFID芯片，因为用户在检查时是不可能自行佩带电源的。1种无源RFID H4006芯片可以作为用户车辆管理芯片。其基本性能如下：工作频率范围为10～15MHz ， 通常选用13。 56MHz 来进行身份识别。片内有1个64 位可编程存储器， 可用于存储相关信息。H4006 的信息传输方式采用负载调制，编码为密勒码(Miller) ，数据传输速率为26484 波特(亦可为其它速率， 但需预先选定) 。由于H4006 内含谐振电路和电源滤波电容，因而使用更方便。H4006 在无线方式下为只读存贮卡， 其编程采用在线编程方式。 您可以访问中国科教评价网（www.NsEac.com）查看更多相关的文章。
用于H4006的读卡器内部组成包括振荡器、功放、调谐电路、天线线圈、解调、滤波放大、解码电路和微控制器，整个系统在微处理器的控制下工作。要从H4006读出信息，首先要发出电磁波信息，具体过程为：振荡器的振荡信号经功率放大器放大后，进入调谐电路将频率提升，由天线线圈作为电磁波信号发出；H4006接收到电磁波信号后，发出相应的电磁波信息，读卡器的天线接收该电磁波信号后，进入解调器，解调后的信号在经过滤波和放大电路，由解码完成解码操作，微控制器读出解码信息流由微控制器串口输出。
3、结束语
本文讨论了1个基于RFID和GPRS非机动车辆管理系统，它借助于现有的RFID技术和GPRS数据传输技术，能够对现有的非机动车辆进行有效管理，且可以全国联网。它的推广显然能够有效遏制非机动车辆的失窃问题，提高治安水平，建立和谐社会。
参考文献
1、单承赣，马海燕，无源RFID 芯片H4006 及其应用设计，国外电子元器件，2003 （3）：47-48
2、莫德举，刘丽丽，RFIC读写器研发  仪器仪表学报， 24（4），2003：713-714
3、季慎有，浅析智能标签的发展与应用，湖南科技学院学报，2005，26（8）：52-54
4、张帆， 娄为，基于GPRS 通信的配电变压器监测系统，电力系统及其自动化学报，2004，第4期：41-45
5、杜勇，裴作强，GPRS配电变压器监测系统设计，微计算机应用，2004，25（5）：596-598  毕业 网