三種基于RFID+WIFI定位的車輛跟蹤方式
來源：譽澄智能 2012/4/30 12:41:22??????點擊：
RFID是一項新興的技術，尤其是基于900MHz的UHF EPC Gen2標準的RFID更是一個在未來幾年內(nèi)影響和改變?nèi)藗兩罘绞降募夹g。與傳統(tǒng)的自動識別技術，如條碼、磁記錄、IC卡等技術相比較，UHF RFID具有讀取距離遠、速度快、可讀可寫、效率高等特點。而同樣與RFID的其它技術相比，它的成本要低廉許多。這使得UHF的RFID技術日益受到人們的青睞，并隨之出現(xiàn)了許多RFID的新應用。
RFID車輛管理是一個基于無源超高頻RFID技術的一個非常好的例子。UHF的讀取距離較遠，可以實現(xiàn)在3到6米左右的標簽閱讀，適合在出入口或關鍵點上進行閱讀；并通過管理系統(tǒng)和GIS地理信息系統(tǒng)來進行車輛的移動跟蹤和定位。
在現(xiàn)有的RFID被動式應用和無線環(huán)境下，有三種類型的方案可以解決車輛關鍵點定位和移動跟蹤的目的，分別是：采用車載RFID閱讀器進行地標跟蹤；使用車輛標簽進行關鍵點記錄；以及根據(jù)純無線網(wǎng)絡（非RFID技術）和移動計算機進行WiFi跟蹤定位的方式。
現(xiàn)將三種方式的應用原理介紹如下：
一、車載RFID閱讀器進行地標跟蹤
地標標簽通過車載RFID閱讀器進行識別，當車輛經(jīng)過標簽時，RFID閱讀器能在1.5米左右的距離內(nèi)識別出地標標簽的內(nèi)容，并通過無線網(wǎng)絡傳遞給后臺管理系統(tǒng)，該位置點便可以通過GIS地理信息系統(tǒng)反映在監(jiān)控屏幕上，從而實現(xiàn)對車輛的跟蹤和定位。
方案中，地標標簽和車輛閱讀器都必須經(jīng)過嚴格的編碼來進行定義。
地標標簽必須具有唯一性：每一個地標都表示一個場地中的位置，該位置必須在GIS信息系統(tǒng)中是唯一的。地標只能表示一個位置，但不能表示車輛運行的方向。
車載閱讀器的標識：車載閱讀器同樣需要進行唯一的標識，即當閱讀器讀取RFID數(shù)據(jù) 后，必須連同本機的編號信息一同傳遞給網(wǎng)絡，由GIS經(jīng)過分析后將該車輛以運動點的形式反映在監(jiān)控屏幕上。
無線網(wǎng)絡：為了實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實時可靠的傳遞，場地中必須建設無線通訊網(wǎng)絡。
二、使用車輛標簽進行關鍵點記錄
關鍵點是指采用固定式閱讀設備的通道點，當車輛經(jīng)過時，固定式閱讀設備獲得車載標簽的信息，并將數(shù)據(jù)傳遞給GIS系統(tǒng)，通過軟件分析后，獲得車輛移動的信息。關鍵點通常只在一些門口，通道口或者交界處設立，用于提供車輛行進路線的標志。
車輛上需要安裝RFID標簽，該標簽表示車輛的唯一信息。車載標簽通過門口或通道時，固定式閱讀器能在3-6米的范圍內(nèi)識別該標簽。從而確定車輛的位置。
車載標簽的應用：車載標簽必須采用金屬標簽，并且具有一定的強度，以適合在叉車環(huán)境中使用。標簽貼在車輛的側(cè)面，這樣在門或通倒兩側(cè)的閱讀器天線只有一側(cè)能讀取到標簽，通過對天線的標識，能夠確定車輛的行進路線，而不需要通過軟件分析來獲得。
地標是指埋在地下，可以被閱讀設備識別的UHF RFID標簽。地標標簽一經(jīng)埋入，便不再也不方便進行更換，因此，地標標簽最好的解決方案是采用無源標簽，UHF Gen2標簽能夠比較好地適應地標的應用。
門通道閱讀器：門通道采用XR440固定式閱讀器和高性能閱讀天線，天線設立在通道兩側(cè)，每個閱讀天線具有不同的標識，該標識可以提供給后臺系統(tǒng)進行車輛位置和行進方面的分析。
方案對無線網(wǎng)絡沒有要求，固定式閱讀器可以直接通過有線網(wǎng)絡連接到系統(tǒng)中。
三、無線網(wǎng)絡和移動計算機進行WiFi定位
WiFi定位的方式是通過場地中的無線網(wǎng)絡提供的信號級別來定位一個移動設備的位置，該移動設備上必須具有WiFi通訊模塊。
WiFi定位的原理是采用三點定位的方式，即通過移動設備和三個無線網(wǎng)絡接入點的無線信號交流來鑒別移動設備所處的位置，由于移動設備距離三個無線接入點的距離不同，因此反映在無線接入點上的該移動設備的無線信號場強會有差異，通過差分算法，可以比較精準地確定車輛的位置。
對無線網(wǎng)絡的要求：通常WiFi定位會對無線網(wǎng)絡提出較高的要求，當網(wǎng)絡接入點布置越密集，定位的精確度就越高。
移動計算機的要求：移動計算機必須具有無線網(wǎng)絡WiFi的通訊能力。
分析系統(tǒng)：WiFi定位的分析系統(tǒng)是一個第三方軟件系統(tǒng)，運行該分析系統(tǒng)必須提供基于AutoCAD的場地圖紙，并在應用前，需要進行專業(yè)的場地測試Site Survey，以確定標志點信息。
確定標志點的目的是為了測算出在該區(qū)域的無線信號的場強，這一信息是以后應用中的判斷條件。當標志點信息測定完畢后，移動計算機在該位置和附近移動時，它的場強信息將作為管理軟件分析的數(shù)值，用來和基準點數(shù)值進行比較。
RFID車輛管理是一個基于無源超高頻RFID技術的一個非常好的例子。UHF的讀取距離較遠，可以實現(xiàn)在3到6米左右的標簽閱讀，適合在出入口或關鍵點上進行閱讀；并通過管理系統(tǒng)和GIS地理信息系統(tǒng)來進行車輛的移動跟蹤和定位。
在現(xiàn)有的RFID被動式應用和無線環(huán)境下，有三種類型的方案可以解決車輛關鍵點定位和移動跟蹤的目的，分別是：采用車載RFID閱讀器進行地標跟蹤；使用車輛標簽進行關鍵點記錄；以及根據(jù)純無線網(wǎng)絡（非RFID技術）和移動計算機進行WiFi跟蹤定位的方式。
現(xiàn)將三種方式的應用原理介紹如下：
一、車載RFID閱讀器進行地標跟蹤
地標標簽通過車載RFID閱讀器進行識別，當車輛經(jīng)過標簽時，RFID閱讀器能在1.5米左右的距離內(nèi)識別出地標標簽的內(nèi)容，并通過無線網(wǎng)絡傳遞給后臺管理系統(tǒng)，該位置點便可以通過GIS地理信息系統(tǒng)反映在監(jiān)控屏幕上，從而實現(xiàn)對車輛的跟蹤和定位。
方案中，地標標簽和車輛閱讀器都必須經(jīng)過嚴格的編碼來進行定義。
地標標簽必須具有唯一性：每一個地標都表示一個場地中的位置，該位置必須在GIS信息系統(tǒng)中是唯一的。地標只能表示一個位置，但不能表示車輛運行的方向。
車載閱讀器的標識：車載閱讀器同樣需要進行唯一的標識，即當閱讀器讀取RFID數(shù)據(jù) 后，必須連同本機的編號信息一同傳遞給網(wǎng)絡，由GIS經(jīng)過分析后將該車輛以運動點的形式反映在監(jiān)控屏幕上。
無線網(wǎng)絡：為了實現(xiàn)采集數(shù)據(jù)的實時可靠的傳遞，場地中必須建設無線通訊網(wǎng)絡。
二、使用車輛標簽進行關鍵點記錄
關鍵點是指采用固定式閱讀設備的通道點，當車輛經(jīng)過時，固定式閱讀設備獲得車載標簽的信息，并將數(shù)據(jù)傳遞給GIS系統(tǒng)，通過軟件分析后，獲得車輛移動的信息。關鍵點通常只在一些門口，通道口或者交界處設立，用于提供車輛行進路線的標志。
車輛上需要安裝RFID標簽，該標簽表示車輛的唯一信息。車載標簽通過門口或通道時，固定式閱讀器能在3-6米的范圍內(nèi)識別該標簽。從而確定車輛的位置。
車載標簽的應用：車載標簽必須采用金屬標簽，并且具有一定的強度，以適合在叉車環(huán)境中使用。標簽貼在車輛的側(cè)面，這樣在門或通倒兩側(cè)的閱讀器天線只有一側(cè)能讀取到標簽，通過對天線的標識，能夠確定車輛的行進路線，而不需要通過軟件分析來獲得。
地標是指埋在地下，可以被閱讀設備識別的UHF RFID標簽。地標標簽一經(jīng)埋入，便不再也不方便進行更換，因此，地標標簽最好的解決方案是采用無源標簽，UHF Gen2標簽能夠比較好地適應地標的應用。
門通道閱讀器：門通道采用XR440固定式閱讀器和高性能閱讀天線，天線設立在通道兩側(cè)，每個閱讀天線具有不同的標識，該標識可以提供給后臺系統(tǒng)進行車輛位置和行進方面的分析。
方案對無線網(wǎng)絡沒有要求，固定式閱讀器可以直接通過有線網(wǎng)絡連接到系統(tǒng)中。
三、無線網(wǎng)絡和移動計算機進行WiFi定位
WiFi定位的方式是通過場地中的無線網(wǎng)絡提供的信號級別來定位一個移動設備的位置，該移動設備上必須具有WiFi通訊模塊。
WiFi定位的原理是采用三點定位的方式，即通過移動設備和三個無線網(wǎng)絡接入點的無線信號交流來鑒別移動設備所處的位置，由于移動設備距離三個無線接入點的距離不同，因此反映在無線接入點上的該移動設備的無線信號場強會有差異，通過差分算法，可以比較精準地確定車輛的位置。
對無線網(wǎng)絡的要求：通常WiFi定位會對無線網(wǎng)絡提出較高的要求，當網(wǎng)絡接入點布置越密集，定位的精確度就越高。
移動計算機的要求：移動計算機必須具有無線網(wǎng)絡WiFi的通訊能力。
分析系統(tǒng)：WiFi定位的分析系統(tǒng)是一個第三方軟件系統(tǒng)，運行該分析系統(tǒng)必須提供基于AutoCAD的場地圖紙，并在應用前，需要進行專業(yè)的場地測試Site Survey，以確定標志點信息。
確定標志點的目的是為了測算出在該區(qū)域的無線信號的場強，這一信息是以后應用中的判斷條件。當標志點信息測定完畢后，移動計算機在該位置和附近移動時，它的場強信息將作為管理軟件分析的數(shù)值，用來和基準點數(shù)值進行比較。
WiFi定位的精度在無線網(wǎng)絡滿足要求的條件下約為0.5米左右。
四、三種定位跟蹤方式的比較
1、比較項目：車載RFID和地標 車輛標簽和關鍵點 WiFi定位 單項分析定位精準度 基于地標的埋放密度，埋放密度則取決于工程復雜度，總體的定位精度為中等。門通道上的讀取，定位精度取決于固定讀取點的數(shù)量和投資成本，定位精度低。定位精度高，可以實現(xiàn)0.5米范圍內(nèi)的精準定位。 在精度方面，WiFi是最好的應用解決方案。
2、投資預算：需要在每臺車輛上安裝RFID閱讀設備，投資成本高。車輛上安裝RFID被動式標簽，固定式點數(shù)量有限，因此，總體投資成本低。必須架設無線網(wǎng)絡，同時車輛上必須配備移動計算機，成本較高。從投資角度來分析，車輛標簽是最低的。但從整體系統(tǒng)來講，投資無線網(wǎng)絡是比較合適的，因為移動業(yè)務必須在無線網(wǎng)絡上運行。
3、工程復雜性：取決于地埋標簽的密度，工程復雜性高。只需要進行門通道安裝，工程難度最小。需要建設無線網(wǎng)絡和Site Survey，復雜性中等。
4、系統(tǒng)集成性：取決于GIS系統(tǒng)，可自主開發(fā)，集成性較好。取決于GIS系統(tǒng)，可自主開發(fā)，集成性較好。第三方分析系統(tǒng)，集成難度高。
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