一种基于射频标签技术的职能车辆监控方法
【技术领域】
[0001]本专利涉及一种基于RFID技术的职能车辆监控系统及方法，属于电子信息领域，特别是涉及电子监控领域。
【背景技术】
[0002]目前，在我国一些道路清扫车、洒水车等公共职能车辆的数目迅速增加，但是对于这些车辆使用情况的管理和监督较为混乱。现阶段，市场上的车辆定位装置以单一的GPS技术为主，该方式在定位精度和覆盖范围方面存在明显的不足，在桥梁、隧道以及高楼密集地区，GPS信号干扰较大，GPS定位精度不高，GPS定位常常会有高达几十米甚至上百米的定位漂移甚至完全没有GPS信号，无法实现车辆的在任何区域的精确定位。一旦管理人员在某一行车区间内无法定位到这些车辆的位置信息，将给车辆的管理带来不便。此外，管理部门需要了解车辆是否在规定的时间和对应的工作区域内作业以及车辆车载作业设备的工作状态等信息。例如，洒水车是否在规定的时间和区域内打开车载洒水装置进行洒水作业。但是依靠传统的GPS设备无法实现目标车辆在任何区域的精确定位，更无法检测到车载作业设备的工作状态，远不能满足一些高标准管理者的要求。
[0003]近年来随着RFID技术的发展，RFID技术已在许多领域得到广泛应用。射频识别RFID技术是一种自动识别技术，其采用无线射频方式通过非接触双向数据通信对目标进行唯一识别，无需近距离接触即可完成信息输入、读取等相关操作，其能够有效的识别目标身份等信息。目前，有源的RFID标签相比于无源RFID标签读写距离更远，且RFID读写器漏读标签的概率更小。另外，常见的RFID读写器一般是不可移动式的，常工作于固定的区域，需要依赖稳定的电源及通讯线路的支持。但是，目前RFID、GPS、GSM几大关键技术各自为营，各项技术的优点不能相互交融。因此，有必要设计一种能够有效提高车辆在任何区域内定位的精度和实时监测车辆关键部件运行状态监控的基于超高频RFID、GPS、GPRS和传感技术的职能车辆监控系统，从而帮助管理人员实现对车辆的远程监控管理，可应用于重点车辆监控、城市职能监控系统等。
【发明内容】
[0004]技术问题:本发明的目的在于提出一种能够精确定位职能车辆当前作业位置，并能够监控车辆当前某些关键作业部件运行状态的一种基于射频标签RFID技术的职能车辆监控系统及方法。
[0005]技术方案:本发明的基于射频标签技术的职能车辆监控系统包括有源RFID标签、车载超高频RFID读写器、GPS模块、作业设备感测模块、GPRS模块、核心控制模块、语音提示模块和上位机。有源RFID标签与车载超高频RFID读写器通过电磁感应实现数据通信，车载超高频RFID读写器、GPS模块、作业设备感测模块、GPRS模块和语音提示模块分别通过串口连接至核心控制模块，上位机通过网络与前端GPRS模块实现通讯。
[0006]在基于射频标签技术的城市职能车辆监控系统中，每一个有源RFID标签含有一串全球唯一的EPC编码，管理员在上位机数据库中根据不同的EPC编码预先为其分配对应的车辆作业位置信息；车载超高频RFID读写器实时检测周围环境中的有源RFID标签信息；GPS模块实时定位车辆当前的位置、车速和时间信息；作业设备感测模块实时检测车载作业设备的运行状态；语音提示模块用于提示车辆驾驶人员是否在规定的时间内和范围内实施作业；核心控制模块实现RFID标签数据校对、读写器协调、数据传送、数据存储和任务管理功能，主要用于控制车载超高频RFID读写器、GPS模块和作业设备感测模块同步进行数据采集；GPRS模块则将RFID超高频读写器、GPS模块和作业设备感测模块所采集到的信息通过网络发送至后台，同时也接收来自后台上位机所发送的信息。若车载超高频RFID读写器未检测到RFID标签信息，则GPRS模块每隔时间T将GPS模块和作业设备感测模块收集到的数据通过网络发送至后台。若车载超高频RFID读写器检测到RFID标签信息，则GPRS模块每隔时间T将RFID读写器、GPS模块和作业设备感测模块收集到的数据通过网络发送至后台。其中，时间间隔T可以由后台管理员按照规定格式编辑短信发送至GPRS模块内的指定号码进行修改。上位机主要通过软件实现城市职能车辆监控系统的管理。
[0007]管理人员预先在职能车辆作业区域布设有源RFID标签，并在数据库中关联各RFID标签中EPC编码所对应的车辆位置信息。当车辆启动后，车载超高频RFID读写器、GPS模块、作业设备感测模块、GPRS模块、语音提示模块和核心控制模块上电运行。通过对车载超高频RFID读写器所获取到的EPC编码信息、作业设备感测模块采集到的车载作业设备运行状态以及GPS模块所收集的位置、车速和时间信息进行分析，上位机根据相关判定策略来区分车辆是否在指定的区域内和时间段内进行作业，并给予作业人员相关提示信息。具体的判定策略如下:
[0008](I)当车载超高频RFID读写器检测到RFID标签信息时，上位机首先根据所采集到的EPC编码查询对应的车辆位置信息，然后将该位置信息与预先设定的车辆作业区域进行比对。当两者相匹配时，若在车辆作业时间段内且车载作业设备开启，上位机不发出指令；若在车辆作业时间段内且车载作业设备未开启，则上位机发出指令，通过网络传输至GPRS模块，由核心控制模块解析指令并控制语音提示模块发出提示音1，告知车辆驾驶人员目前已在指定的作业区域，及时开启车载作业设备进行工作。若在车辆非作业时间段内且车载作业设备开启，语音提示模块均发出提示音2，告知车辆驾驶人员目前未在指定的作业时间，及时关闭车载作业设备；若在车辆非作业时间段内且车载作业设备未开启，上位机均不发出指令。
[0009]当两者不相匹配时，若在车辆作业时间段内且车载作业设备开启，语音提示模块发出提示音3，告知车辆驾驶人员目前未在指定的作业区域，及时前往作业区域并及时关闭车载作业设备；若在车辆作业时间段内且车载作业设备未开启，则上位机均不发出指令。若在车辆非作业时间段内且车载作业设备开启，语音提示模块发出提示音3，告知车辆驾驶人员目前未在指定的作业区域，及时前往作业区域并及时关闭车载作业设备；若在车辆非作业时间段内且车载作业设备未开启，上位机均不发出指令；
[0010](2)当车载超高频RFID读写器未检测到RFID标签信息时，上位机首先根据所采集到时间信息与在数据库中预先设定的车辆作业时间信息进行比对。若在车辆作业时间段内且车载作业设备开启，则上位机发出指令，通过网络传输至GPRS模块，由核心控制模块解析指令并控制语音提示模块均发出提示音3，告知车辆驾驶人员目前未在指定的作业区域，及时前往作业区域并及时关闭车载作业设备；若在车辆作业时间段内且车载作业设备未开启，上位机不发出指令。若在车辆非作业时间段内且车载作业设备开启，语音提示模块均发出提示音4，告知车辆驾驶人员目前未在指定的作业区域和作业时间，及时关闭车载作业设备；若在车辆非作业时间段内且车载作业设备未开启，上位机不发出指令。
[0011]有益效果:
[0012](I)本发明能够判定职能车辆是否在规定的区域和时间内实施作业，并能够及时语音提示车辆控制人员，提高管理人员的工作效率。
[0013](2)本发明采用多维化的定位方式，包括RFID和GPS模块，可以在复杂环境条件下实现对职能车辆的实时监控和精确定位。
[0014](3)本发明系统架构清晰、简单，易于实现。
【附图说明】
[0015]图1