基于RFID技术的兵员集结指挥系统设计
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RFID军械仓库方案中国?创羿RFID军械仓库物流管理方案一、背景近年来国际局势和国内形势复杂多变,对军队和干警平时的管理、训练,以及紧急时的应变有着越来越高的要求。
在这种环境下,我国军事院校和公安系统也在不断进行改革和发展,装备不断更新换代,训练内容更加丰富。
为保证训练和作战的需要,对武器装备,尤其是使用率高且不便统计管理的轻武器进行更准确、高效、信息化的监管势在必行。
而目前的轻武器在使用和监管上具有武器装备动用数量大,出入库频繁,安全管理任务重,库房管理人员少,工作量大等特点,因此急需提高库房精确化和正规化管理水平,满足对于武器装备保障质量和武器使用管理安全的要求。
为达到以上目标,应用RFID技术是有效且切实可行的方法。
RFID技术利用无线射频方式进行非接触式双向通信交换数据以达到自动识别的目的,具有防水、防磁、耐高温、使用寿命长、读取距离大、标签上数据可加密和修改、数据容量大等优点,并可以读取高速运动中的标签以及同时读取多个标签,适合应用于现代武器管理的自动化、信息化。
应用基于RFID技术的轻武器自动监管系统,可以使部队和军事院校在枪支等轻武器管理过程中大量减少人工干预,提高工作效率;实现枪支管理的自动化、信息化、精确化、可视化;有效地保障武器的安全管理和安全使用。
二、监管系统的目标建设轻武器自动监管系统,将可以实现以下目标。
1( 实现轻武器管理信息化、网络化通过建设轻武器自动监管系统,利用在武器上安装RFID标签等手段,可以在数据层面对武器进行管理。
由于RFID标签相对条码等其他识别方式具有ID信息量和数据容量大的优势,可以根据需求根据武器的类别、型号、批次、甚至单体来进行管理。
轻武器自动监管系统利用网络将机关、总库、分库、训练场等地点连接起来,可以方便的对武器进行统计、查询、追踪等。
2( 库内管理精确化、智能化综合了目前最先进的数字化网络技术,把图像识别技术、信息识别及高质量传输技术与以往部队的管理模式相结合,通过人与枪绑定、图像记录等方法有效的防止枪支丢失、错拿错放、管理混乱、记录缺失等现象。
RFID军用物资智能管理系统一、项目背景传统的战备物资管理,一般依赖于一个非自动化的、以纸张文件为基础的系统来记录、追踪进出的货物,完全由人工实施仓库内部的管理,因此仓库管理的效率极其低下。
对此,我们运用无线射频技术(RFID)的仓库智能管理系统,该系统能够增强库房作业的准确性和快捷性、减少整个战备物资出入库中由于管理不到位造成的非法出入库、误置、偷窃和库存、出货错误等损失,并最大限度地减少储存成本、同时减少纸本纪录、大幅降低人力工时。
保障战备物资的安全奠定基础。
有效的利用无线射频技术和网络技术,为现代化的军队管理提供了有效的平台,为战备出入库提供智能化安全管理。
同时,更好的为战备仓库服务,为部队后勤部、装备部、作训部的准确无误的工作提供有利的保障。
二、系统功能介绍1.实时监控物资存储,保障战备物资出入库的安全2.实现战备物资非法出库报警3.完善战备物资的监管,减少和杜绝物资的非法流出4.实时战备物资定位追踪管理5.标签识别的正确性高,减少人为的错误输入6.增加库存的准确率7.有效的库存管理和控制,快速、高效的物资流转。
8.有效的库存空间利用,降低营运成本9.战备物资各种当前和历史事务的统计报表为决策者提供准确、有用的信息10.记录物资管理员完成工作所花费的时间,掌握物资管理员的工作效率,增强对物资管理员的管理11.数据平台信息化将为物资的指挥决策提供更有价值、更具时效性的分析数据12.建成后的战备物资管理系统,将为战备的指挥决策提供更有价值、更有时效性的分析数据。
13.将战备物资单据所需的大量纸张文字信息转换成电子数据,简化了查询步骤,只需输入查询条件,就会查到所需记录,大大加快了查询速度。
14.提高战备物资数据统计的速度和准确性,减轻汇总统计人员的工作难度。
15.无纸化的操作,减少纸张的开销。
16.采用手持终端管理模式实现快速盘点等便携式操作。
17.系统设计具有开放性和可扩展性,可提供多种第三方接口。
RFID在现代军事领域中的应用一个完整的RFID系统具备有两种关键能力。
首先是数据识别、读写能力;然后是能满足数据存储和数据转换的数据处理能力。
获取大量军事物资仓储、运输过程中的实时数据,然后结合RFID软件(包括应用程序和数据库等)搭建的军事物流管理平台,完成数据传输,调节系统效率。
达到对军事物资数据处理的稳定、可靠、高效、大容量的目的,链接军事物流动作的各个环节。
实现军事物流配送实体网络和信息网络的“无缝链接”。
目前,射频识别技术在军事物流领域的应用主要集中在运输途中对装备物资位置、状态的监控、仓储管理以及特定物品查找、分发等方面(1)在运装备物资可视化管理。
即在集装箱或装载大型装备、集装箱的拖车上安装射频标签,同时在运输起点、终点和各中途转运站等各个节点上配置固定式或手持式射频识读器和后台计算机系统。
当安装射频标签的集装箱或运输车辆经过时,射频识读器读出射频标签存储的信息并传送给后台计算机系统存储和显示。
如有需要,射频识读器还可根据指令对射频标签上的内容进行更新。
计算机系统经有线、无线网络或通信卫星将装备、物资信息传送给更高一级的中心数据库,各级后勤人员和有关单位通过该数据库即可及时获取运输途中的所有物资位置、数量变动、货物损坏以及补充变动等信息。
(2)物资集结地仓储管理。
射频识别技术除用于运输途中跟踪货物位置、数量、状况等应用外,在物资集结地临时开设的野战货场以及各类永久性货物仓库的仓储管理中也发挥着重要作用。
在临时的野战货场和各类永久性仓库物资仓储作业中,物资转运、配载分发、重新包装、货架管理等方面,射频识别技术与条形码技术同样能够发挥其记录信息、识别货物的功能,且具有比条形码的光学识读更远的作用距离和操作更简易等优点。
(3)特定物品寻找系统。
在临时货物集结地或普通仓库中,当需要查找某个物品时,操作人员启动手持式射频识读器发射射频电磁波激活标签,安装于集装箱或托盘上的射频标签即会做出应答,发出蜂鸣声或闪光提示物品的位置,同时向射频识读器回馈物品信息,操作人员循声光即可找到该集装箱。
RFID士兵电子伤情系统解决方案需求分析现代战争形势复杂多变,战争发起的突然性、战争本身的残酷性以及恶劣的战场环境都将给参战士兵带来严重的生理和心理上的伤害。
如何做到实时监测士兵的生理状态、快速准确的确定受伤士兵的身份、伤情等个人详细信息并迅速展开救治的应急医疗管理系统,以取代传统的、落后的战场伤员救治和管理方法,最大幅度地提高未来战场伤员治愈率,保障部队的战斗力。
也将成为未来战地应急医疗系统的重中之重。
随着射频识别( RadioFrequencyIdentification),简称为 RFID,技术发展越来越成熟,研究和实现RFID技术在战地应急医疗管理领域的应用,技术实现可行性比较好,而且符合军队医疗系统管理模式改革的大方向,可在应用中不断完善。
由于军用医疗管理系统的特殊性,不能完全引进国外现有系统,也不可完全依赖外国公司或国内地方单位开发研制。
应主要借鉴国内外应用系统的成熟技术和成功经验,结合我军实际,创新性地开发符合我军实际的战地应急医疗管理系统。
系统原理参战士兵佩戴腕带式电子标签,其中保存有约定格式的电子数据。
当士兵受伤后,医生可使用手持式PDA读取并识别腕带式电子标签中所保存的电子数据,从而自动识别出士兵的身份。
手持式PDA通过天线发送出一定频率的射频信号,送出自身编码等信息,被接收器读取并解码后送至电脑主机进行相关处理。
最终确认出受伤士兵的姓名、血型、过敏史等信息。
实现的功能1 建立士兵电子病历卡士兵电子病历卡是一种用于记录、存储和传输医疗数据的电子存储卡,体积非常小。
根据存储大小、数据传输速度及不同的外形设计,可存储士兵全部个人电子病历,包括数码影像。
方便医生对士兵的身体有比较全面的了解。
2 监测士兵生理状态能够实时地监测士兵的主要生命体征。
一旦战场上有人受伤,可及时向医生提供伤员身体主要部位的信息。
结合全球定位系统提供的地理信息,医生就能正确估算并确定伤员所在位置和伤势,为采取有效的救治措施做好准备。
基于RFID的某军事物流管理系统设计与实现随着部队现代化、正规化管理建设工作的不断深入,充分运用现代高新技术,努力改进和提高管理工作的手段与方法,提高管理工作的科学性、准确性,已成为当前信息化条件下物流管理工作的必然需求。
但与此同时,随着各种物资种类的日趋增多,日常保障任务的日趋繁重,以往物流管理工作仍采用传统的手工统计清点、开单调度的单一保障模式,以至于经常会出现清点、统计、发付时出现的多方面问题。
因此,建立与完善物流管理工作平台,实现物流管理的信息化、可视化,努力提高货物物流管理效能,是顺应当前的任务形势。
论文以研究项目“某军事物流管理系统”为背景,对其所涉及的理论与实践问题进行了研究,旨在实现物流信息数字化、物流保障网络化,为今后的部队信息化建设提供一个有效、快捷、科学的平台。
论文结合射频识别技术、北斗定位通信技术等相关理论知识,对系统的体系结构进行了分析设计,对系统建设目标、功能结构、软件业务流程进行了阐述。
论文就作者在该系统中主要完成的工作进行了表述,其内容主要体现在以下几个方面:1.系统的需求分析。
通过对物流管理过程的分析,确定系统框架的发展方向,并结合实际对系统建设目标及功能结构进行说明。
2.系统的方案设计。
在系统分析的基础上,根据系统设计目标,完成系统框架的规划设计。
具体来说,首先确定系统的硬件选择方案;其次进行系统的整体框架构建;最后对系统功能模块及通信接口进行分析说明。
3.结合项目需求对某军事物流管理系统中所实现的软件功能进行描述。
基于“某物资物流管理系统”的应用需求,对其软件体系结构设计、各软件模块间的接口方式以及各部件的依赖关系和内部处理逻辑进行了分析与描述,通过分析得出:论文研究成果可克服传统物流信息传统的流程复杂、保障时效性差等缺点,有效提高了货物运输调配时的精确度。
基于RFID技术的兵员集结指挥系统设计【摘要】高效率的通信指挥是战场上人员和装备快速集结、分散作战的有力保障,而定位和敌我识别又是野战通信的重要内容。
本文以基于RFID的测量技术为依托,针对野战环境下人员识别、调配、集结和简单的通信指挥的要求,尤其针对空降兵快速集结的特点,开发了一种空降兵单兵手持式RFID终端,并介绍了这套终端设备的系统结构、功能、软硬件组成以及改进思路。
整个系统电路简单,功耗低,通信距离远,能较好的满足野战工作环境。
【关键词】RFID;测量;空降兵引言高技术条件下的现代化战场上,高效率的通信指挥是人员和装备快速集结、分散作战的有力保障。
经过几十年的发展,我军野战通信经历了从无到有,从弱到强的阶段,但和发达国家相比,仍然处于相对落后的状态。
定位和敌我识别是野战通信的重要内容,如美国的GPS定位系统就被广泛应用于军事领域,我国目前的卫星定位系统也处在了实验和测试阶段,但离装备部队还需要一定的时间。
因此,如何利用现有的一些民用技术来实现战场上的局部的、相对的定位就更加具有现实的意义。
RFID(射频识别)技术是一种利用无线射频通信实现的非接触式自动识别技术。
RFID具有容量大、识别距离远、识别速度快等特点,近年来越来越受到业界人士的广泛关注。
当前,RFID技术除了在无线识别上大显身手外,还在无线电测量方面崭露头角,例如RFID测向、测距、测速以及定位等等[1]。
本文以基于RFID的测量技术为依托,针对野战环境下人员识别、调配、集结和简单的通信指挥的要求,尤其针对空降兵快速集结的特点,开发了一种空降兵单兵手持式RFID终端,并介绍这套终端设备的系统结构、功能、软硬件组成以及改进思路。
1.系统结构和功能RFID系统一般包括标签和阅读器2个部分,阅读器通过接收标签发射的无线数字信号以进行识别。
1.1 系统结构系统采用了一体式设计,即标签和阅读器集成在一套终端内,该终端既能发射自身ID表明身份,又能接收其他设备ID用于识别。
RFID 应 用 在 部 队管理信息系统第一章 项目提出的可行性信息化建设作为未来军队的努力方向,不论分属那个军兵种,以信息资源的开发 利用为核心的信息化建设工作,已纳入军队建设的日程军队枪械库、军事物资 RFID 管理系统方案以信息技术为核心的新军事革命正在引起军事领域的深刻变革,这场变革的实质是工业社会的机械化军事形态向信息社会的信息化军事形态转变。
伴随这一历史性转变,军队信息化成为加速实现军队现代化的重要手段,同时也成为军队现代化建设的重要内容。
RFID(Radio Frequency Identification ,即射频识别)技术是从20 世纪80 年代走向成熟的一项自动识别技术,比传统的条形码等其他识别技术有许多优势,它存储信息量更大,存储内容可动态改变、读取目标距离更远、可同时识别多个目标,其自动的、实时的识别能力尤其适合部队对人员、车辆和军械、物资进出的军事化管理要求。
目前外军对RFID 技术应用最具代表性的是美军。
美国国防部对RFID 技术的应用源于现代战争的需要:1991 年海湾战争中,美国向中东运送了约4 万个集装箱,但由于标识不清,其中2 万多个集装箱不得不重新打开、登记、封装并再次投入运输系统。
战争结束后,还有8000 多个打开的集装箱未能加以利用。
后来美军估计,如果当时采用了RFID 技术来追踪后勤物资的去向并获得集装箱的内容清单,将可能为国防部节省大约20 亿美元的支出。
海湾战争后,美军为解决物资在请领、运输、分发等环节中存在的严重现实问题,给作战部队提供快速、准确的后勤保障,提出了资产可视化管理计划,目的是实现后勤保障中资产的高度透明化。
而后勤物资RFID技术的应用使美军实现透明化成为可能,为自动获取在储、在途、在用物资可视化信息提供了方便灵活的解决方案。
RFID技术已经被美军广泛应用于军事物流保障领域,如特定物品查寻系统、途中物资可视化管理系统、单兵电子病历卡、军械军备物资出入库管理等,极大的改革了传统物流跟踪方式。
基于RFID部队考勤报警系统袁浩;樊同亮【期刊名称】《信息通信》【年(卷),期】2016(000)002【摘要】随着科技进步和部队现代化程度的大大提高,部队考勤系统越来越智能化。
文章设计了基于无线射频识别技术的考勤报警系统,采用 STC89C52单片机作为主控器,由 RFID、红外和温度传感器以及 RTC 时钟管理芯片等组成。
该系统能够实现记录考勤和对非法人员报警的功能,具有低损耗、高性能、高可靠性的优点。
%With the rapid acceleration of the technology and the modernization of troops, it is more intelligent for the troop at-tendance system. In this paper, we design an attendance alarm system based on RFID, adopting the STC89C52 single-chip-microcomputer as master controller. It consists of RFID, infrared sensor, temperature sensor and RTC clock management chip. This system can achieve the function of record attendance and alarms to persons without permission. In addition, it also shows capacity on low loss, high performance and better reliability.【总页数】2页(P138-139)【作者】袁浩;樊同亮【作者单位】公安海警学院电子技术系,浙江宁波315801;公安海警学院电子技术系,浙江宁波315801【正文语种】中文【中图分类】TP311.52【相关文献】1.基于RFID的智能考勤系统设计 [J], 王虹元; 白冰; 王炜富2.基于RFID室内定位技术的学生考勤系统设计 [J], 王芬;林龙健3.基于RFID的学生考勤系统设计与实现 [J], 弋改珍;杨坤4.基于RFID技术的高校课堂考勤管理系统 [J], 罗榆凌;范涛;刘金辉;蒋明欣5.基于人脸识别和RFID智能门禁考勤系统 [J], 李明昆;钟丽辉;戴正权因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
RFID军事仓库管理系统建设方案建设方案北京永拓动力科技发展有限公司2010年3月目录1概述 (1)1.1军事物流概述 (1)1.2现代军事物流的特点 (1)2 RFID在现代军事中的应用 (3)2.1国外RFID在现代军事中的应用 (3)2.1.1海湾战争和伊拉克战争 (3)2.1.2美军的日常军事物流 (3)2.1.3国内军事RFID技术的应用 (4)3建设目标 (4)4建设原则 (4)5系统组成与功能概述 (5)5.1系统组成 (5)5.2系统功能概述 (6)6后方仓库系统 (7)6.1入库管理 (7)6.1.1生成入库通知单 (8)6.1.2下达入库通知单 (8)6.1.3物资入库与制作装备电子标签 (8)6.1.4物资入库与验收 (8)6.1.5装备码垛或上架 (8)6.1.6改写货位(垛位)标签信息 (9)6.1.7上传入库数据更新库存帐 (9)6.2出库管理 (9)6.2.1生成出库通知单 (10)6.2.2下达出库通知单 (10)6.2.3出库下架 (10)6.2.4重新分包 (11)- 1 -6.2.5物资装车 (11)6.2.6物资出库 (11)6.3在库管理 (11)6.3.1盘库清库管理 (11)6.3.2查询库存帐 (12)6.3.3查询出、入库流水帐 (12)6.3.4重点物资定位管理 (12)6.3.5业务报告 (12)7在途监控系统 (12)7.1数据生成 (12)7.2数据传输 (13)7.3车辆定位 (13)7.4实时调度 (13)7.5超速报警 (13)7.6实时跟踪 (13)9后方仓库人员管理系统 (13)9.1人员分类 (13)9.2营区分类 (13)9.3人员管理功能设计 (14)9.3.1建立人员档案 (14)9.3.2建立信息采集点 (14)9.3.3设定人员权限 (14)9.3.4一卡通消费功能 (14)9.3.5监控控制台 (14)9.3.6流动哨位管理 (14)12系统结构设计 (14)12.1网络结构 (14)12.2硬件平台及性能指标要求 (15)- 2 -12.2.1 数据库服务器 (15)12.2.2客户终端 (15)12.2.3 打印机 (15)12.3网络操作系统数据库平台 (16)12.3.1数据库服务器网络操作系统 (16)12.3.2数据库 (16)12.3.3电子邮件系统 (16)13系统可靠性设计 (16)14系统安全性设计 (17)14.1实体安全 (17)14.2操作系统安全 (17)14.3数据库安全 (17)14.4应用系统安全 (17)14.5防病毒 (18)15实施计划 (18)- 3 -1概述1.1军事物流概述物流与军事有着密切的关系,物流的概念也诞生于军事领域。
RFID军队枪支管理系统案例系统介绍警用枪支是一种震慑犯罪的特殊工具,因此警用枪支的管理工作则显得尤为重要。
警用枪支管理是指在管用枪支的存放、出入库、运送、使用、携带、归还等各个环节中对其有效监控与管理。
如果监管工作不到位,将会给国家和社会带来重大安全隐患。
本系统使用RFID技术应用于武警枪支管理,使用RFID枪支监控柜实时监控柜中枪支数量、编号等信息。
确实管理到警员在枪支领用前、领用中、使用中和归还各个环节,实时将枪支的异动状况报备到系统监控中心。
本系统是一种自动识别技术,是一种能有效对枪支出入进行联网监管的科技手段,是进行跟踪管理统计管理的有效工具。
本系统能解决的问题1.提供严格便捷的枪支领用管理机制2.管理人员实时掌握枪支的状况,实现信息透通的管理方式3.解决了因人为因素导致的安全隐患4.从技术手段上遏制不轨行为的发生本系统包含以下部分:▪枪支库房实时监控管理▪枪支被携出在执勤岗哨的监控管理▪枪支被携出在打靶场时的管理枪支RFID电子标签▪枪支RFID电子标签使用2.4G有源电子标签,每个标签分配一个唯一ID号,在系统中关联枪支的编号、型号、生产日期等信息▪枪支RFID电子标签使用电子锁方式绑定在枪支上并防止电子标签与枪支异常分离▪有源电子标签的挂环线可穿过此步枪类金属环扣形成回路。
有源电子标签外形尺寸约28mmx20mmx7.5mm▪有源电子标签的挂环线使用同轴电缆回路设计,无法短路连接,电子标签在管制区域消失或损坏,读写器侦测不到,都可经由系统报警▪有源电子标签的电池可保证2.5年使用寿命,并有电量自动发送机制,系统会被主动告知每个电子标签的电容量是否低于安全电量,并建议更换新的电子标签枪支库房中安装RFID读写器设备CMC191,实时将库房内的电子标签信息(枪支信息)通过网络发送至系统中心,实时监控枪支的数量及型号信息枪柜门安装近接开关或红外探头,探头触发线连接CMC191,当门被开启(枪柜有门)或人员接近时(枪柜无门),触发该枪柜的CMC191发送讯号到监控系统,监控系统记录并控制库房内摄像机的云台转向到此枪柜摄像记录,直到人员离开枪支领用的审批流程▪当警员(分配人员识别卡)需要领用枪支时,在系统中申请枪支型号▪警官审核申请后系统分配对应枪支,枪支在系统中标识为可领用状态▪警员刷识别卡进入枪支库房领用对应的枪支,非授权警员或枪支不对应则无法领用枪支在执勤岗哨的监控管理系统在岗哨位置安装RFID读写器CMC191,实时将岗哨区域内的电子标签信息(枪支信息)发送至系统数据中心,枪支在非规定时间离开监控区域时将发出报警信息。
一、概述军队体能训练管理系统采用先进的无源双频芯片技术,具有计时精准、适用范围广、功能强大等特点。
可广泛应用于越野训练、场地训练等多种军队体能训练管理。
二、系统构成及工作原理军队体能训练管理系统由计时采集主机(iRD-T01-RO(DF)VI )、地毯式天线(iAT-M001)、训练管理标签(iTG-T01(BLH)VI )和体能训练管理软件四个核心部分构成。
其中训练管理标签由双频芯片(iCP05)和标签天线构成。
工作原理:参训人员携带的训练管理标签通过地毯式天线,地毯天线发射激活信号并将接收到的双频RFID 芯片响应信号发送到与其相连的计时采集主机,主机记录当前时间和芯片相关信息,即完成计时功能。
三、主要功能● 制定训练及考核计划 ● 训练及考核记录 ● 设定训练及考核标准 ● 全方位训练及考核管理 ● 多维度成绩统计分析● 灵活的用户、编制、级别、个人信息管理四、技术指标1、计时采集主机(iRD-T01-RO(DF)VI ) ∙ 坚固,防水,轻巧耐用的双卡锁塑料外壳 ∙ 尺寸:27 x 24 x 18 厘米 ∙ 同时支持两个地毯式天线 ∙ 直流12V ,9AH 内置电池 ∙ LED 电池电量指示 ∙ LCD 信息显示屏 ∙ 触发器时间戳输入 ∙ 内置及外置蜂鸣器 ∙ SD 卡数据存储∙ 蓝牙,以太网及USB 数据连接 2、地毯式天线(iAT-M001) ∙ 采用防水耐用的PVC 材质 ∙ 防滑设计,降低大人流量下的位移 ∙ 信号自校功能,优化读取率 ∙ 配有牢固的便携式背包 3、训练管理标签(iTG-T01(BLH)VI ) ∙ 双频芯片:双频芯片iCP05 ∙ 无源标签,无需电池 ∙ 坚固防水的PVC 材质 ∙ 具备4个鞋带穿孔∙ 尺寸小巧:52毫米X 41毫米X 2毫米 ∙ 激光数字打码,没有污损和掉色五、系统特点● 芯片性能全球领先iCP05双频RFID 芯片是一款完全具有自主知识产权的支持TTO 协议的双频RFID 芯片,该芯片在体积、功耗、加密特性等关键指标均处于国际领先水平。
RFID枪支管理系统解决方案一、系统简介1.1 系统背景为了提高公安机关和保卫部门的战斗力,加强枪支弹药的管理,保障人民警察和保卫干部依法正确使用枪支执行任务,并充分贯彻执行《中华人民共和国枪支管理办法》,特开发出一套适合公安机关内部使用的 RFID枪支管理系统。
1.2 技术简介RFID(Radio Frequency Identification Technology)射频识别技术是一种通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据的非接触式自动识别技术。
从概念上来讲,RFID类似于条码扫描,条码扫描技术是将已编码的条形码附着于目标物并使用专用的扫描读写器利用光电信号将信息由条形磁传送到扫描读写器;而RFID 则使用专用的RFID读写器及专门的可附着于目标物的RFID电子标签,利用射频信号将信息由RFID标签传送至 RFID读写器,之后利用有线网络或者无线网络将信息传送到指挥中心的服务器上,管理人员通过软件系统,完成对信息的管理。
1.3 系统简介系统利用RFID技术、数码自控技术贯穿枪支等轻武器使用的每个关键环节,实现枪械自动识别、枪械信息自动采集、枪位状态实时侦听,并通过中间件将采集与处理的数据提供给监管软件系统,形成一个有效、准确的对枪支等装备的出入库、库房监管、使用维护等智能管理的数字化平台。
图1.3 RFID工作原理RFID是一项易于操控、简单实用且特别适合用于自动化控制的灵活性应用技术,识别工作无须人工干预,它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式,且无需接触或瞄准;可在各种恶劣环境下自由工作:远距离射频产品不怕油渍、灰尘污染等恶劣的环境,可以替代条码二维码等,例如用在工厂的流水线上跟踪物体;长距射频产品多用于交通上,识别距离可达几十米,甚至上百米,如自动收费或识别车辆身份等。
其所具备的独特优越性是其它识别技术无法企及的,主要有以下几个方面:1) 读取方便快捷:数据的读取无需光源,甚至可以透过外包装来进行。
基于RFID技术的兵员集结指挥系统设计
【摘要】高效率的通信指挥是战场上人员和装备快速集结、分散作战的有力保障,而定位和敌我识别又是野战通信的重要内容。
本文以基于RFID的测量技术为依托,针对野战环境下人员识别、调配、集结和简单的通信指挥的要求,尤其针对空降兵快速集结的特点,开发了一种空降兵单兵手持式RFID终端,并介绍了这套终端设备的系统结构、功能、软硬件组成以及改进思路。
整个系统电路简单,功耗低,通信距离远,能较好的满足野战工作环境。
【关键词】RFID;测量;空降兵
引言
高技术条件下的现代化战场上,高效率的通信指挥是人员和装备快速集结、分散作战的有力保障。
经过几十年的发展,我军野战通信经历了从无到有,从弱到强的阶段,但和发达国家相比,仍然处于相对落后的状态。
定位和敌我识别是野战通信的重要内容,如美国的GPS定位系统就被广泛应用于军事领域,我国目前的卫星定位系统也处在了实验和测试阶段,但离装备部队还需要一定的时间。
因此,如何利用现有的一些民用技术来实现战场上的局部的、相对的定位就更加具有现实的意义。
RFID(射频识别)技术是一种利用无线射频通信实现的非接触式自动识别技术。
RFID具有容量大、识别距离远、识别速度快等特点,近年来越来越受到业界人士的广泛关注。
当前,RFID技术除了在无线识别上大显身手外,还在无线电测量方面崭露头角,例如RFID测向、测距、测速以及定位等等[1]。
本文以基于RFID的测量技术为依托,针对野战环境下人员识别、调配、集结和简单的通信指挥的要求,尤其针对空降兵快速集结的特点,开发了一种空降兵单兵手持式RFID终端,并介绍这套终端设备的系统结构、功能、软硬件组成以及改进思路。
1.系统结构和功能
RFID系统一般包括标签和阅读器2个部分,阅读器通过接收标签发射的无线数字信号以进行识别。
1.1 系统结构
系统采用了一体式设计,即标签和阅读器集成在一套终端内,该终端既能发射自身ID表明身份,又能接收其他设备ID用于识别。
系统结构框图如图1所示,其中,标签和阅读器的射频模块相互独立,互不干扰,射频前端安装了不同类型的天线;标签和阅读器共用一套控制模块,既提高了控制芯片的利用率,又能降低系统功耗,节约成本。
图1 系统结构框图
系统设定的工作频段为2.4GHz微波波段,2.4G全球ISM频段广泛的应用于无线局域网、蓝牙等民用无线设备,具有广阔的应用背景和成熟的技术支撑,因此,采用2.4GHz单片数字信号射频收发芯片既节省开发成本又有利于简化电路设计。
另外2.4GHz频段具有较大的数字带宽和较短的传输距离,前者能显著提高信道容量,避免多标签识别下碰撞的发生;后者可以实现传输距离的可控性,满足一定的保密性。
1.2 系统功能
1.2.1 敌我识别
RFID技术最早源于军事中的敌我识别,可见其在敌我识别上的优越性。
本系统为每位空降兵配发一个特殊的数字32字节ID用于表征身份,这个ID被存放于控制芯片片内Flash中,所有这些ID组成的数据库存放于片外大容量Flash 中用于查询;控制模块将ID加密后传送给射频模块,射频模块将该ID发射出去;同时,系统也能收到周围其他空降兵的ID,接收到的ID经过控制模块解密后进行验证与识别,识别结果显示在终端LCD上。
1.2.2 RFID测向
定向天线的应用是无线电测向的基础,采用方向图主瓣较窄的定向接收天线可以有效检测出信号源的方向,而当这个信号源是一个RFID标签时,这种无线电测向简称为RFID测向。
终端采用了标签、阅读器一体式设计,两组射频前端的天线接口处于互相垂直状态,标签部分采用全向发射天线广播ID,阅读器部分采用电缆导出的的手持式定向接收天线,士兵通过手持定向天线搜索其他终端所在方向并获取其数字ID。
1.2.3 集结对象选择
配发的数字ID划分为不同等级,指挥官等级最高,副指挥官、班长等等依次类推,当部队在集结地附近降落后,每个士兵随即打开终端进行识别和搜索,当搜索到级别高于自己的ID后,优先向其方向靠拢,依次类推,指挥官则主动向目标集结点靠近,这种集结路线网络类似于计算机网络中的拓扑结构,且最终汇聚于一点,即指挥官所在的目标集结点。
2.系统硬件设计
作为一款电池供电的手持终端,低功耗、高效率也就成为硬件设计的出发点。
控制模块的核心是控制芯片,本系统采用的控制芯片是TI的MSP430F149单片机,该单片机是一款16位Flash型RISC指令集单片机,以超低功耗闻名,工作电压仅为1.8~3.6V[2-3]。
MSP430F149有多个时钟源可供选择,由于主时钟频率决定着性能和功耗,本设计采用了高/低速、内/外部振荡器切换的方式来进行功耗和性能间的协调。
射频芯片采用的是Nordic公司的nRF24L01单片2.4GHz超低功耗无线收发芯片。
芯片有125个频点,可实现点对点和点对多点的无线通信,最大传输速率2Mbps[4]。
如图2所示。
图2 核心电路图
nRF24L01工作电压为1.9~3.6V,与MCU通信采用了3线SPI接口[5],通信能实现低速进高速出,即MCU将数据低速(如10Kbps)送入nRF24L01,却以1Mbps或2Mbps高速发射出去。
3.系统软件设计
系统软件设计选用了IAR Embedded Workbench V4.11B平台下的C语言编程环境,设计中综合考虑了低功耗性能、稳定性和程序执行效率。
3.1 软件流程
当打开终端设备的电源后,MSP430F149对自身及nRF24L01进行初始化配置,然后进入低功耗4模式(LPM4),等待中断唤醒;进入收发模式时,通过按键中断唤醒MSP430F149,此时阅读器部分首先被激活,其射频模块处于监听状态,随后系统进入一个时间宽度为500ms的循环发送周期;Timer_A定时器开始500ms定时后,先加密本机ID;本机ID经过一个随机延时后通过SPI传输并被发送一次;随后判断阅读器是否接收到ID信号(CRC由nRF24L01自动判断),如果接收到则通过SPI将ID读入MSP430F149,解密,查询外部flash数据库,判断ID的正确性;其间,还将进入指令系统进行指令校验,具体流程将在下文介绍;整个流程完成后判断500ms定时器是否超时,一旦超时则产生中断进入下个循环周期。
流程图如图3所示。
图3 标签部分软件流程图
3.2 指令系统软件流程
在接收到ID并解密后,首先提取后5个字节的指令保留位,判断其是否被赋值,然后判断其为何种指令,并将指令内容显示在LCD上,同时,为了继续向其他终端广播指令,首先将本机ID的指令保留位赋相同值,并从下个周期开始循环发送更新的ID。
指令系统流程图如图4所示。
图4 指令系统流程图
3.3 防碰撞算法
通信中常用的多路传输方式包括FDMA、TDMA、SDMA和CDMA,与一般的RFID系统不同的是,本系统阅读器部分配备了手持定向天线,从而简单的实现了SDMA,但实际应用中仍可能出现多目标同时位于定向天线接收区域内的情况,因此,系统采用了一种基于纯ALOHA算法的随机延时算法,算法主要通过一个随机延时函数实现,延时时长服从区间为0~100ms的均匀分布,延时
结束立即发送一次ID以降低碰撞概率。
4.结束语
本系统创新性的将RFID标签和阅读器集成在一套手持终端内,以基于RFID 的测量技术为依托,实现了野战环境下空降兵部队的快速定位和集结。
系统在硬件上采用了较为成熟的RFID电路设计方案,且用单个控制模块(MCU)同时控制收发,提高了芯片的利用率。
软件上,系统充分调动了控制芯片和射频芯片的低功耗性能,把整个收发系统、指令系统压缩在单个周期内循环执行,提高了程序的执行效率。
整个系统电路简单,功耗低,通过良好匹配的天线在野外空旷环境下通信距离可达1km左右,较好的满足了既定的工作环境。
参考文献
[1]毛旭瑞,刘庆纲.RFID技术在测量中的应用研究[J].电子测量技术,2008(11).
[2]胡大可.MSP430系列FLASH型超低功耗16位单片机[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.
[3]MSP430x13x,MSP430x14x,MSP430x14x1 Mixed Signal Microcontroller (Rev.F)[S].
[4]Nordic VLSI ASA.Single chip 2.4 GHz Transceiver nRF24L01.Preliminary Product Specication,2006.
[5]魏小龙.MSP430系列单片机接口技术及系统设计实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2002.。