基于GPS_RFID的冷链运输车辆监控系统设计与研究(3)

１．２．２ＩＮＳ定位技术

ＩＮＳ是一种自主的、不受外界干扰的导航系统¨３１。惯性导航技术的范围从原来的海陆空运载工具、制导武器，拓展到大地测量、海洋探测，甚至在机器人中也有相关应用。惯性技术发展各个阶段本无明显界限，但是可以用惯性导航系统的核心器件陀螺仪，将惯性技术分为几个时代。现在惯性技术正处于第四代的发展阶段，其特点是高精度、高可靠性、低成本以及小型化等等。随着光学、ＭＥＭＳ等技术被引入，现在通常把能够完成陀螺功能的装置称为陀螺。

ＩＮＳ定位的显著优点是其自主性，其定位精度主要由惯性器件即陀螺和加速度计的精度决定，高精度的定位需求对应高精度的惯性器件要求，因此单个定位系统的成本很高，不适合在低成本的场合中应用。

１．２．３航位推算技术

ＤＲ（ＤｅａｄＲｅｃｋｏｎｉｎｇ，航位推算）是一种常用的自主式车辆定位技术，它利用角度

２

第１章绪论

传感器和位移传感器直接或间接测出航向和位移矢量，从而推算出车辆的位置。通常采用磁罗盘或中低精度陀螺角速度传感器测量方位，用里程计测量位移ｕ３１。推位精度取决于方位测量精度和里程测量精度。推位的过程是一个累加的过程，在此过程中方向和里程误差会随时间而累加，从而导致ＤＲ系统的定位误差会逐渐发散。虽然航位推算在短时间内比较精确，却不能长时间使用。但相对ＩＮＳ系统而言，同等精度条件下ＤＲ系统对测量元件的要求更低。

本文的定位方式采用以ＧＰＳ定位为主，ＤＲ推位为辅的模式。当ＧＰＳ信号正常时，采用ＧＰＳ定位信息；当ＧＰＳ信号异常时，则切换到ＤＲ推位模式，由磁罗盘和里程计推算得到车辆当前位置。

１．３监控技术现状

监控技术包括监控对象的身份识别技术、监控数据传输技术、监控数据表现和管理技术。

１．３．１ＲＦＩＤ技术

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ＲＦＩＤ是英文ＲａｄｉｏＦｒｅｑｕｅｎｃｙＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ的缩写，中文称为无线射频身份识别、感应式电子芯片或是近接卡、感应卡、非接触卡等，它是一种非接触式的自动识别技术。作为“物联网”概念的核心技术之一的ＲＦＩＤ技术，已广泛应用于各个领域ｐ１。下面介绍一下它的发展历史和在交通领域的发展现状。‘

１９４１～１９５０年。雷达的改进和应用催生了ＲＦＩＤ技术，１９４８年奠定了ＲＦＩＤ技术的理论基础。

１９５１～４ｔ９６０年。早期ＲＦＩＤ技术探索，实验室实验。

１９６１～１９７０年。ＲＦＩＤ技术理论发展，开始应用尝试。

１９７１一－－１９８０年。产品研发大发展，各种ＲＦＩＤ技术测试得到加速，出现了一些最早的ＲＦＩＤ应用。

１９８１～１９９０年。商业应用阶段，各种规模应用开始出现。

１９９１～＇２０００年。开始ＲＦＩＤ技术标准化研究，ＲＦＩＤ产品得到广泛采用，ＲＦＩＤ产品逐渐成为人们生活中的一部分。

２００１至今。标准化问题日趋为人们所重视，ＲＦＩＤ产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。．

ＲＦＩＤ系统己广泛应用于车辆自动识别（Ａｖｌ）系统、不停车电子收费（ＥＴＣ）系统、设备（物流）自动识别（ＡＥＩ）系统、门禁识别（ＧＡＩ）系统和商品防伪识别（ＥＩＣＰ）系统等。

哈尔滨丁程大学硕士学位论文

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第１章绪论高速公路、桥梁建设的投资高，为了回收资金和保证路桥畅通，采用ＥＴＣ系统，实现不停车收费。路桥收费站安装ＥＴＣ系统，车辆挡风玻璃上安装ＲＦＩＤ卡。当载有ＲＦＩＤ卡的车辆通过收费站时，ＥＴＣ系统读到ＲＦＩＤ卡中的ＩＤ号和车牌号，叠加上通过时间和车道号，存入ＥＴＣ系统的内存，并通过数据传输单元和通信网络，将数据信息传到收费统计中心。可以采取类似ＧＳＭ手机缴费扣费的办法，根据车辆的车型和通过次数自动扣费。ＥＴＣ系统的配置与固定ＡＶＩ系统相似，只不过ＥＴＣ系统比ＡＶＩ系统的外部设备多一项费额显示牌。

３．门禁识别（ＧＡＩ）系统

重要军事或机要部门、停车场、住宅小区，可以采用ＧＡＩ系统实现对进出大门的车辆进行识别和控制¨２１。ＧＡＩ系统的配置与固定式ＡＶＩ系统类似，只是采用低功耗悦耳的音乐提示器替代普通的报警器，避免干扰周围工作和居住环境。

如果进出大门的车道宽度能够容纳２辆车并行行驶，为了降低系统成本，可以用一个读写器接２个天线，一个天线面向进口，一个天线面向出口，利用双向识别技术，完成对进出车辆的识别和数据信息交换。

为了增加进出住宅小区、停车场车辆的防盗功能，可以给每辆车配备２张ＲＦＩＤ卡，一张固定在车辆挡风玻璃上（称为车卡），另一张由司机携带（称为司机卡），通过ＧＡＩ系统时，司机可以将它放在车上适当位置（挡风玻璃上或仪表盘上），也可手持对准天线。

４．自动设备识别（ＡＥＩ）系统

ＡＥＩ系统主要是指对集装箱的识别。发达国家的货运，包括海洋运输和铁路、公路运输，主要采用集装箱运输，既安全又便于物流管理。

在集装箱上安装ＲＦＩＤ卡，在卡中写入集装箱号及箱内货物编号、数量、发货地及到货站。集装箱随船（汽车或火车甚至飞机）启运或到达港站时，ＡＥＩ系统对其进行识别和数据信息交换。ＡＥＩ系统的设备配置与ＡＶＩ系统基站相似，只是应根据实际应用减少一些配置，如电动栏杆或红绿灯或报警器等。

１．３．２无线数据传输技术

远程监控数据的传输一般利用无线数据传输技术。无线数据传输可以解决有线网络难以覆盖的数据传输问题，具有较强的移动性特别适用于车辆监控系统以及物流系统等领域¨“。现在的无线通信技术包括ＧＳＭ（ＧｌｏｂａｌＳｙｓｔｅｍｆｏｒＭｏｂｉｌｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）网通信方式、ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）网通信方式、固定频率通信方式和集群移动通信方式等。车辆监控系统中大多采用集群通信系统和ＧＳＭ移动通信系统。

其中，ＧＰＲＳ（ＧｅｎｅｒａｌＰａｃｋｅｔＲａｄｉｏＳｅｒｖｉｃｅ）通信方式是ＧＳＭ网络向第三代移动通信过渡的通信技术，它具有传输速率高、接入时间短以及永远在线等特点。

为了实现地理信息系统的核心任务（位置、条件、变化趋势、模式和模型），大多数商用ＧＩＳ软件开发包提供了相似的功能，包括数据的获取／初步处理／存储与检索／查询与分析以及图形的显示与交互。图１．２说明了各功能之间的关系，以及各功能操作数据的表现。整个处理过程中，数据存储检索以及展示交互贯穿了系统数据处理的前后，有了这两个功能的支持，从现实中观测的数据以及从现存文件、地图中获取的数据才可以经过数据预处理和结构化转换后，被系统查询和分析，从而实现交互显示结果。６

第１章绪论图１．２ＧＩＳ功能（椭圆）及表现（矩形）ＧＩＳ在车辆监控系统中扮演者越来越重要的角色。配送车辆在配送过程中，通过基于ＧＩＳ的分析和辅助决策，同时结合城市交通路线、实时交通路线等，使得监控中心通过电子地图实时准确的现实各个车辆的位置，从而实现配送车辆的实时监控管理。ＧＩＳ在车辆监控系统显示终端的主要作用是：

（１）提供图形化人机界面，以不同标记显示路况信息，以提醒驾驶员 …… 此处隐藏：1243字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……