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基于RFID技术的智能车辆定位及测速系统解决方案

2018年11月07日

  一、方案背景

  随着经济和汽车技术的发展, 现在拥有汽车的居民越来越多, 堵车现象也越来越严重,堵车不仅浪费了大家宝贵的时间,也使交通事故频发。如何充分利用路网、缩短车辆运行时间、降低行车延误、保障行车安全、提高道路通行能力等道路资源优化问题成为当前每个城市需要解决的重要课题。

  另外,随着企业规模及业绩的不断扩大,配送及运营所需的车辆逐渐增多,跑私活、干私事、外出车辆的风险管控、超速控制、区域报警等相关功能越来越受到企业管理者的关注。

  二、车辆定位现状及对比

  在目前的车辆定位系统中,典型的车辆位置信息获取方法主要是基于GPS 全球定位系统与加速度传感器的车辆定位。

  这是一种基于移动站的定位方法,即车载定位设备向车辆提供位置信息,然后车辆通过无线通信将得到的位置信息上报给车辆管理系统。这种由被定位物体主动发送位置信息的方法具有占用通信资源多、系统运行成本高的缺点,并且在城市高楼区、高架桥下、林荫道及隧道内,可能会出现暂时的定位盲点。

  三、系统构成

  该系统主要由装有RFID智能车牌的车辆、数据无线收发节点(RFID远距离阅读器)、CDMA模块、GIA系统、数据处理单元、数据处理及控制中心组成。下图是一种车辆定位及测速系统的示意图:

基于RFID技术的智能车辆定位及测速系统解决方案

  四、系统运行原理

  该系统基于读取RFID电子标签的方法获取车辆的身份信息,采用基于TODA 的多基站无线定位方法获取车辆的位置信息,通过对车辆移动产生的多普勒频移进行处理的方法,获取车辆的速度信息。每一个RFID 车牌都存储了该车辆的车牌号、车辆用途、最大载货量、最大载客量、车主姓名及身份证号等信息。根据不同地区的建筑特点和交通流量装有一定数量的数据无线收发节点,以期获得资源的最大利用,减少节点布置的浪费。每个数据无线收发节点按一定频率定向发送已经编码和调制的命令信号,处于节点覆盖范围内的RFID智能车牌收到此命令,经过认证,如果正确的话,将按命令的要求把自己的UID发送过去,数据无线收发节点接到此信息,对其进行解调和解码得出该车辆身份信息,通过CDMA 模块将其发送至数据处理单元,再由数据处理单元发送至城市数据处理及控制中心。基于多基站无线定位的方法是由无线数据收发节点主动获取车辆位置信息,利用接受信号强度(RSSI)、到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)定位。第一步估计过程中,采用鲁棒性估计方法,可以减小其对估计值的影响。

  在第一步估计的基础上,找到与RFID 智能车牌距离最近的3个数据无线收发节点,应用这3 个节点的TDOA 值进行第二次定位,从而得出车辆的位置信息,并传输到数据处理及控制中心,数据处理及控制中心根据得到的信息便可大致描绘出该车辆的运行轨迹。通过对由车辆移动所产生的多普勒频移进行实时估计,数据处理可以对该车辆进行实时测速。

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