引言

隨著港口經(jīng)濟的發(fā)展，貨運車輛數(shù)量不斷增長，有限的 可用經(jīng)濟要素的制約卻使得碼頭出入庫擴建增容有限，因此 不可避免地帶來一系列出入貨運交通問題：交通擁堵，服務 過程的繁瑣，等待時間的延長，出入口出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象。單獨 從道路或車輛的角來考慮，都將很難解決根本問題，必須把 車輛和道路綜合起來，考慮在有的道路資源條件下，提高道 路資源的利用率，這才是解決問題的關鍵。同時自上世紀后期 以來信息技術的迅猛發(fā)展和應用也給以上的解決思路提供了 有效的技術手段支持。智能交通系統(tǒng)的概念應運而生，成為 研究應用的熱點。

基于物聯(lián)網(wǎng)的運輸車輛自動管理技術作為交通自動化的 重要手段，以及車輛檢測系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，并以計算機可處 理的形式給出識別結果，從而使得車輛的電腦化監(jiān)管成為現(xiàn)實, 其在運輸交通監(jiān)視和控制中占有很重要的地位。

1貨運車輛管理系統(tǒng)

基于RFID技術的貨運車輛管理系統(tǒng)結構框圖如圖1所

港口貨運車輛智能管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)車輛信息的智能化管理。系統(tǒng)包括電子標簽，讀卡器和計算機三部分。

車輛發(fā)動機啟動的同時啟動車牌系統(tǒng)中的電源模塊，系 統(tǒng)中開始工作于待機狀態(tài)：準備隨時通過RFID技術接收和應 答智能交通控制臺的信號。只要車輛的發(fā)動機處于工作狀態(tài), 車牌系統(tǒng)即處于待機狀態(tài)。當電子標簽接收到智能交通管理 系統(tǒng)計算機通過讀卡器發(fā)出的請求信號后，車輛就將寫入模 塊中固化的電子信息取出，經(jīng)無線發(fā)射模塊發(fā)送出去，作為應 答信號。智能交通管理系統(tǒng)接收到車輛的有效信息后，會將 該車輛的電子信息傳送到智能交通管理系統(tǒng)后臺計算機的數(shù) 據(jù)庫中。

2模塊工作過程

2.1射頻識別(RFID)技術

RFID的應用系統(tǒng)由讀寫器和RFID電子標簽兩部分組 成。圖1中的讀寫器作為計算機終端，用來實現(xiàn)對RFID卡的 數(shù)據(jù)讀寫和存儲，它是由控制單元、讀寫模塊、天線以及與 計算機通信的通信模塊組成，而RFID卡則是一種無源的應 答器，主要是由一塊集成電路(IC)芯片及其外接天線組成, 其中RFID芯片集成有射頻前端天線和收發(fā)模塊、邏輯控制、 存儲器等電路。

讀寫器通過內(nèi)部調(diào)制電路將數(shù)據(jù)信號調(diào)制到13.56 MHz 的載波信號上，然后通過線圈發(fā)送出去。利用電磁感應，作為 接收端的標簽芯片通過線圈接收能量與數(shù)據(jù)，在接收端產(chǎn)生 一個高頻振蕩的電流，通過整流電路將交流電流轉變成直流 電壓供后級電路工作，然后通過芯片內(nèi)的解調(diào)電路將載波信號 上的數(shù)據(jù)解調(diào)出來發(fā)送給數(shù)字基帶進行處理，實現(xiàn)下行傳輸 過程。數(shù)字基帶將接收到的數(shù)據(jù)處理后，對存儲模塊進行讀 寫操作或者返回數(shù)據(jù)給讀寫器，通過控制負載電阻的通與斷,改變線圈中電流的大小，當接入一個大負載電阻時，線圈中的 電流也隨之增大，通過互感的原理，使讀寫器中的線圈電流 增大，反之，讀寫器中的電流變小，然后讀寫器中解調(diào)電路 將數(shù)據(jù)解調(diào)出來，分別對應高電平和低電平，這樣就實現(xiàn)一個 從標簽芯片到讀寫器的傳輸過程，實現(xiàn)上行傳輸過程。

RFID卡與讀寫器實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊過程中起關鍵的作用是天 線。一方面無源的RFID卡芯片要啟動電路工作需要通過天線 在讀寫器天線產(chǎn)生的電磁場中獲得足夠的能量；另一方面，天 線決定了 RFID卡與讀寫器之間的通訊信道和通訊方式。

2.2模塊工作過程

計算機部分的主控模塊控制讀寫器與電子標簽的協(xié)調(diào)工 作，與車輛讀寫器的通信等各種管理功能。是系統(tǒng)的中樞部分; 數(shù)據(jù)處理模塊實現(xiàn)電子信息的管理。

寫入模塊在車輛上牌時，由交通管理部門寫入車輛的電 子信息。一旦寫入，電子信息即固化在系統(tǒng)中。以后在車輛的 使用過程中智能管理系統(tǒng)只能讀取相應的電子信息，而不能修 改。

無線發(fā)射和接收模塊該模塊實現(xiàn)車輛與智能交通管理系 統(tǒng)的無線通信。車輛在行駛過程中一旦接收到智能交通管理 系統(tǒng)發(fā)出的請求信號后，車輛就將寫入模塊中固化的電子信息 取出，經(jīng)無線發(fā)射模塊發(fā)送出去，作為應答信號。貨運車輛 智能管理系統(tǒng)接收到車輛的有效信息后，會將該車輛的電子 信息傳送到智能交通管理系統(tǒng)后臺的數(shù)據(jù)庫中。

通信模塊作為系統(tǒng)的擴展口，負責嵌入式電子車牌系統(tǒng) 與車輛主CPU的通信。擴展通信模塊將完成與衛(wèi)星通信功能。 實現(xiàn)真正意義上的物聯(lián)網(wǎng)。

電源模塊為整個系統(tǒng)提供工作電源。

2.3方案實施

嵌入式電子車牌自動識別系統(tǒng)在上車牌時，交通管理部 門以管理權限將車牌信息和加密信息通過寫入模塊寫入車牌系 統(tǒng)，車牌電子信息即被固化在系統(tǒng)中，以供車輛使用過程中作 為車牌信息識別之用。

車輛發(fā)動機啟動的同時啟動車牌系統(tǒng)中的電源模塊，系 統(tǒng)中開始工作于待機狀態(tài)：準備隨時通過RFID技術接收和應 答智能交通控制臺的信號。只要車輛的發(fā)動機處于工作狀態(tài), 車牌系統(tǒng)即處于待機狀態(tài)。當接收模塊接收到智能交通管理 系統(tǒng)發(fā)出的請求信號后，車輛就將寫入模塊中固化的電子信息 取出，經(jīng)無線發(fā)射模塊發(fā)送出去，作為應答信號。智能交通 管理系統(tǒng)接收到車輛的有效信息后，會將該車輛的電子信息 傳送到智能交通管理系統(tǒng)后臺的數(shù)據(jù)庫中。

在電子車牌自動識別系硬件電路中做專用擴展接口設計, 以實現(xiàn)車輛生產(chǎn)廠家與車輛管理部門不同源的問題。將來只要 廠家在車輛生產(chǎn)過程中在車輛主控電路中預留出對應擴展接 口，既可以實現(xiàn)完全脫離廠家，而完全又車輛管理部門進行 離線電子車牌編碼信息的固化寫入操作。

3仿真結果

通過對對秦皇島港務局煤碼頭貨運車輛現(xiàn)場允許測試, 進行車輛電子信息的寫入、存儲和加密以及嵌入式電子車牌系 統(tǒng)與智能交通管理系統(tǒng)之間基于FRID技術的無線通信。系 統(tǒng)完成了車輛的加密電子編碼，電子車牌的唯一性得到確保, 實現(xiàn)電子車牌與車輛真正意義上的一一對應。

4結語

基于RFID技術的貨運車輛管理管理系統(tǒng)能夠為城市道 路規(guī)劃設計提供精確、詳盡的分類車流統(tǒng)計，實現(xiàn)道路規(guī)劃 管理的最優(yōu)化設計，減少交通阻塞黑洞。通過優(yōu)化車輛管理 系統(tǒng)，實現(xiàn)計算機互聯(lián)與和信息共享，通過物聯(lián)網(wǎng)利用射頻 自動識別(RFID)技術，實現(xiàn)車輛的自動識別和信息記錄和 數(shù)據(jù)分析處理。長距離射頻技術的使用也為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展和擁 堵路段交通的優(yōu)化提供有效解決途徑。

20211120_619902770ca46__一種基于RFID技術的貨運車輛管理系統(tǒng)