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基于RFID与智能编码技术的稽查系统设计

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设计与应用计算机测量与控制.2009.17(7)　ComputerMeasurement&Control ・1381・

中华测控网chinamca.com

收稿日期:20081218;　修回日期:20090122。基金项目:国家自然科学基金项目(50677014,60876022);高校博士点基金项目(20060532002);国家863计划项目(2006AA04A104);湖南省科技计划资助项目(06JJ2024,2008Gk2022)。作者简介:杨准明(1976),男,研究生,主要从事电力系统故障诊断与测试、RFID系统测试与研究。何怡刚(1966),男,博导,主要从事自动测试与诊断、高速低压低耗集成电路与系统、电力有源滤波、电力市场及支持方向的研究。

文章编号:16714598(2009)07138103 中图分类号:TN919文献标识码:A

基于RFID与智能编码技术的稽查系统设计杨准明,何怡刚,刘军志,胡志华(湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙　410082)

摘要:针对目前我国交通稽查传统方法落后及不便捷现状,采用一种超高频214GHZRFID标签设计方法与智能编码技术,依据ISO/IEC18000-4协议,提出将RFID技术与智能编码技术相结合在交通稽查方面的系统设计,并充分利用两者优点;文中描述了标签的设计、智能编码图像的处理及两者协调工作的方法,该系统提高了稽查对象的速度和灵活方便性;应用结果表明,该稽查系统运行稳定可靠,检测精度高,具有一定的实用性和推广价值。关键词:射频识别;标签;超高频;智能编码;交通应用;ISO/IEC18000-4

ExaminerSystemDesignBasedonRFIDandIntelligenceCodingTechnique

YangZhunming,HeYigang,LiuJunzhi,HuZhihua(CollegeofElectricalandInformationEngineering,HunanUniversity,Changsha　410082,China)Abstract:Inviewofbackwardnessandtheinconvenientpresentsituationofourcountrytransportationexaminationconventionalroutes,usesonekindofultra-highfrequency214GHZtheRFIDlabeldesignmethodandtheintelligencecodingtechnique,restsontheISO/IEC18000-4agreement,proposedthatunifiestheRFIDtechnologyandtheintelligencecodingtechniqueinthetransportationexaminationaspectsystem,usesbothmeritfully.Inthearticledescribedthemethodoflabel’sdesign,intelligencecodingimageπsprocessingandbothworkcoordinated.Thefacilityandefficiencyofoperationhasbeenimprovedduetothespecialdesignofmechanism.Theapplicationshowsthatthissystemrunsstablyandaccurately.Thetechnologyandmethodsadoptedinthesystemarepracticalandworthyofusingabroad.Keyword:radiofrequencyidentification(RFID);label;ultra-highfrequency;intelligentcode;transportationapplication;ISO/IEC18000-4

0　引言近年来,射频识别技术(RFID)作为自动识别的新技术,

凭借其诸多优点在国内外迅速发展,其应用广泛,在交通运输管理领域综合运用RFID(无线射频识别)技术、智能编码图象识别技术、数据加密技术、多传感器信息融合技术、计算机与网络技术等技术手段,现有的交通稽查通常采用摄像机图像识别,存在许多的不足。本文设计采用RFIDB标签与智能编码图像识别技术的结合,在后台处理系统中RFID标签信息与图像识别信息完全一致时为合法目标,同时为问题目标保存录像资料,其大大提高准确率,在交通稽查有突出的优势。典型的RFID阅读器包含无线收发模块(发送器和接收器)、控制单元和阅读器天线,电子标签是射频识别系统的数据载体,由标签天线和标签专用芯片组成,系统设计采用低功耗单片机MSP430F2013和无线数据传送芯片nRF2401,设计一种不仅读取距离远、可靠度高,而且成本低、寿命更长的主动式RFID标签应用于智能交通系统[1]。同时车辆在运动中,

摄像机所摄到的视频图像并非每幅图像上的所有信息都是有用的,真正有用的数据仅为视频中的车牌部分,因此,如何在进

行编码压缩时实现对有用信息的提取,并通过先进算法尽可能降低这部分信息的失真率,是智能编码要解决的问题,智能视频(IV,IntelligentVideo)源自计算机视觉(CV,Computer

Vision)技术,它能够在图像及图像描述之间建立映射关系,从而使计算机能够通过数字图像处理和分析来理解视频画面中的内容。稽查系统视频监控中所用到的智能视频技术主要指的是:“自动的分析和抽取视频源中的关键信息”。如果把摄像机看作人的眼睛,而智能视频系统或设备则可以看作人的大脑。智能视频技术借助计算机强大的数据处理功能,对视频画面中的海量数据进行高速分析,过滤掉用户不关心的信息,仅仅为用户提供有用的关键信息。例如,智能编码技术应用于稽查系统中,可以识别不同车辆的牌照,与RFID电子标签(电子车牌)所携带的信息比对,发现问题牌照车辆的异常情况,

能够以最快和最佳的方式发出警报和提供有用信息,从而能够更加有效地协助稽查人员处理问题车辆,结合RFID技术最大限度地降低误查和漏查现象。智能化视频编码的思想是:对视频中的运动目标或用户感兴趣区域ROI(RegionofInterest)(例如:稽查系统中,用户感兴趣的是视频中稽查车辆的牌照区域)采用低损或无损编码,

而对视频中的背景区域或用户不感兴趣的区域采用降分辨率编码,以减少总的编码输出数据量,提高牌照识别的准确率。

1　系统的RFID标签设计111　芯片的选择及性能简介设计的主动式RFID标签要求具有低成本、低功耗、阅读距离长、识别准确率高、电池供电或车载供电等特性。选择合适的MCU和射频发射芯片是设计的关键部分,同时为了适应　・1382・　计算机测量与控制　第17卷中华测控网chinamca.com

图1　标签电路原理图智能交通的应用,设计提供其电源可选车载供电。根据设计要求,选用德州仪器公司(TI)推出的MSP430F2013单片机,该单片机具有超低功耗Flash型16位RISC指令集,电源电压采用118～316V低电压,拥有015mA的保持模式待机电流和250mA/MIPS的运行功耗,是目前业界公认的低功耗单片机射频芯片采用nRF2401,nRF2401是单片射频收发芯片,工作于214～215GHzISM频段,nRF2401

内置地址解码器、先入先出堆栈区、解调处理器、时钟处理器、GFSK滤波器、低噪声放大器、频率合成器和功率放大器等功能模块,输出功率和通信频道可通过程序进行配置。芯片能耗非常低,以-5dBm的功率发射时,工作电流只有1015

mA,接收时工作电流只有18mA,多种低功率工作模式,节能设计更方便。其工作原理可总结为:一个配置字、两种通信模式、两个通道和四种工作模式。nRF2401的所有配置工作都是通过CS、CLK1和DATA三个引脚完成,把其配置为ShockBurstTM收发模式需要15字节的配置字,而如把其配置为直接收发模式只需要2字节的配置字。工作模式有4种:

收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式。nRF2401的工作模式由PWR_UP、CE、TX_EN和CS引脚决定[4]。112　硬件设计由单片机MSP430F2013控制Nrf2401进行数据传输,本设计遵从ISO/IEC18000-4《2145GMHz有源RFID空中接口通信参数》中关于主动式RFID标签通讯协议的物理层、数据链路层的所有约定[5]。作用距离与天线增益及标签灵敏度有很大的关系,天线增益的大小取决于辐射模式的类型,全向的天线具有峰值增益0到2dBi;方向性的天线的增益可以达到6dBi,系统阅读器采用定向天线。无线通讯距离的计算有自由空间(指天线周围为无限大真空时的电波传播,它是理想传播条件,其能量既不会被障碍物所吸收,也不会产生反射或散射),通信距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关:

[Lfs](dB)=32144+20lgd(km)+20lgf(MHz)式中,Lfs为传输损耗,d为传输距离,频率的单位以MHz

计算,由上式可见,自由空间中电波传播损耗(亦称衰减)只与工作频率f和传播距离d有关,当f或d增大一倍时,

[Lfs]将分别增加6dB。下面的公式说明在自由空间下电波传播的损耗Los=32144+20lgd(Km)+20lgf(MHz)

,

Los是传播损耗,单位为dB

[2]。

标签电路原理图如图1所示,单片机控制发射芯片2401

的收发,单片机通过一个3线接口写入一个单独的配置寄存器,工作时,先置2401为配置状态,而后,在激活状态下,

使用状态字中指定的通道,进行数据收发,收发过程中进行交互时,一方进入等待状态,如全部数据都传送完毕,则进入掉电状态。

2　智能编码图像识别模块设计211　智能视频编码框图在智能编码图像识别中,编解码是重要的,本系统设计编解码技术框图如图2、图3所示,基于H1264标准,也可采用国标AVS标准[7]。

图2　智能视频编码框图图3　智能视频解码框图在编码过程中,在采集到视频序列后,首先经过视频分割、运动目标跟踪等技术得到ROI区域(用户感兴趣的区域

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基于RFID技术的物流智能化管理系统设计

基于RFID技术的物流智能化管理系统设计

基于RFID技术的物流智能化管理系统设计物流智能化管理系统是一个基于RFID技术的创新应用，旨在为物流行业提供高效、准确、实时的物流管理解决方案。

本文将介绍物流智能化管理系统的设计，并详细介绍RFID技术在系统中的应用。

1. 系统设计概述物流智能化管理系统是一个集成了RFID技术的综合管理系统，旨在实现对物流运输过程中货物的自动识别、跟踪和管理。

系统主要包括以下模块：RFID标签、读写器、中央控制器、数据库、用户界面等。

2. RFID技术在系统中的应用RFID技术是物流智能化管理系统的核心技术，它通过使用无线电信号来实现对物品的识别和跟踪。

系统中的每个货物都附带有一个RFID标签，该标签中包含了货物的相关信息，如货物编号、批次、生产日期等。

2.1 RFID标签RFID标签是物流智能化管理系统中最基本的组成部分。

它由微芯片和天线组成，可以在不接触物品的情况下读取和写入数据。

标签上的数据可以通过RFID读写器进行读取和写入，实现对货物的追踪和管理。

2.2 RFID读写器RFID读写器是物流智能化管理系统的数据交互设备，负责读取和写入RFID标签上的数据。

读写器可以通过读取标签上的信息，实现对货物的实时跟踪和管理。

读写器一般安装在物流仓库、货车等位置，通过与标签进行通信，实现对货物的识别和记录。

2.3 中央控制器中央控制器是物流智能化管理系统的核心控制设备，负责协调和管理系统中的各个组件。

它接收来自读写器和RFID标签传输的数据，并将其存储在数据库中。

中央控制器还可以根据需要发出控制指令，对货物进行定位、追踪和管理。

2.4 数据库数据库是物流智能化管理系统中的数据存储设备，用于存储和管理系统中的各种数据，如货物信息、运输记录等。

数据库可以提供高效的数据查询和管理功能，方便用户随时查看和分析货物的信息。

2.5 用户界面用户界面是物流智能化管理系统的操作界面，提供给用户进行操作和查询的平台。

用户可以通过用户界面实时了解货物的位置、状态等信息，并进行相应的操作，如查询货物、生成运输报表等。

基于rfid和二维码的物流配送智能化系统设计

基于rfid和二维码的物流配送智能化系统设计

基于rfid和二维码的物流配送智能化系统设计随着物流市场的不断发展和需求的增加，物流配送的智能化系统设计也变得愈发重要。

基于RFID和二维码的物流配送智能化系统是目前市场上比较先进和成熟的技术之一，它可以有效提高物流配送的效率和精确度，减少人力成本和时间成本，更好地满足客户的需求。

本文将介绍基于RFID和二维码的物流配送智能化系统的设计原理、技术特点和应用价值。

一、RFID技术在物流配送中的应用RFID（Radio Frequency Identification）技术是一种无线射频识别技术，它可以通过无线电信号自动识别目标并获取相关数据，无需建立机械或光学接触。

在物流配送中，RFID技术可以替代传统的条码技术，通过无线射频标签和RFID读写器之间的通信，快速准确地识别货物信息，实现自动化、高效化的物流管理。

1. RFID技术的原理RFID系统由RFID标签、RFID读写器和数据管理系统组成。

RFID标签内置有芯片和天线，可以储存大量的信息，包括货物的名称、数量、生产日期、产地等等。

RFID读写器通过无线电信号与RFID标签通信，读取并写入标签内的信息，然后将信息传输到数据管理系统进行处理和管理。

在物流配送中，RFID技术可以用于货物的定位追踪、库存管理、自动识别等方面。

当货物被装入RFID标签后，只要RFID读写器在附近，就可以快速准确地读取货物信息，无需人工操作，大大提高了物流配送的效率和准确度。

二维码技术是一种可以储存大量信息的条形码技术，它能够以二维矩阵的形式将信息编码成黑白方块，相比传统的条形码技术，二维码技术的信息容量更大，可靠性更高。

在物流配送中，二维码技术可以通过智能手机或扫描设备快速、准确地读取货物信息，并进行信息管理和处理。

二维码技术是通过编码和解码算法将信息转换成一组黑白方块的图案，然后通过扫描设备进行扫描和解码，获取信息。

二维码技术的信息容量大，容错率高，可靠性强，适用于多种物流配送场景。

rfid设计方案

rfid设计方案

RFID设计方案概述RFID（Radio Frequency Identification）射频识别技术是一种通过无线电波实现对物体进行识别与追踪的技术。

它广泛应用于物流、零售、医疗、交通等领域，实现了自动化、高效率的物流管理和智能化的产品追踪。

本文将介绍RFID技术的基本原理，以及一个典型的RFID系统的设计方案。

基本原理RFID系统由两部分组成：标签（Tag）和读写器（Reader）。

标签由芯片和天线组成，用于存储和传输数据。

读写器用于与标签进行通信、读取标签的数据以及写入数据到标签中。

RFID技术基于电磁感应，读写器会向标签发送电磁信号，标签接收到信号后，利用接收到的能量激活，然后向读写器发送数据。

RFID系统设计方案硬件设备1.RFID读写器：选择适合应用场景的RFID读写器，需考虑读取距离、读取速度以及支持的标签类型等因素。

2.RFID标签：选择适合应用场景的RFID标签，需考虑标签的尺寸、存储容量、耐用性以及与读写器的兼容性等因素。

3.天线：天线负责接收和发送无线信号，选择合适的天线类型和尺寸，以确保良好的信号传输质量。

4.RFID中间件软件：中间件软件用于管理和处理RFID系统中的标签数据，包括数据的读取、存储、分析以及与其他系统的集成。

系统架构与流程以下是一个典型的RFID系统的设计方案：1.标签数据编码：将需要追踪的物体附着RFID标签，并将相关数据编码到标签中，例如物体的序列号、批次号、生产日期等。

2.读写器与标签通信：读写器向附近的标签发送电磁信号，标签接收到信号后激活并向读写器发送存储的数据。

3.数据读取与处理：读写器接收到标签发送的数据后，将数据传送给中间件软件进行处理。

中间件软件可对数据进行过滤、分析、存储等操作。

4.数据存储与管理：中间件软件将处理后的数据存储到数据库中，为其他系统提供数据查询和分析功能。

5.业务应用集成：RFID系统的数据可与企业的其他系统进行集成，例如物流管理系统、库存管理系统等。

供应链中基于RFID的货物追踪与管理系统设计

供应链中基于RFID的货物追踪与管理系统设计

供应链中基于RFID的货物追踪与管理系统设计在当今日益全球化的商业环境中，供应链管理成为企业追求高效物流与供应链操作的关键。

为了应对复杂的供应链挑战，许多企业开始探索利用射频识别（RFID）技术来改善货物追踪与管理系统。

本文将介绍基于RFID的货物追踪与管理系统设计，探讨其优势和实施方法。

一、RFID技术在供应链管理中的应用RFID技术是一种通过无线电信号识别和跟踪物体的技术。

它通过将微小的RFID标签附着在物体上，并利用读写器读取和写入标签上的信息，实现对货物的追踪与管理。

在供应链管理中，RFID技术可以带来以下几方面的优势：1. 实时可视性：基于RFID的货物追踪系统可以提供实时可视性，使企业能够准确追踪物品的位置和状态。

这有助于减少库存偏差和错误，并提高整体物流可靠性。

2. 自动化处理：RFID技术减少了对人工干预的需求，从而提高效率。

货物可以通过自动扫描和识别而无需人工操作，大大降低了人为错误和时间成本。

3. 精确计量：RFID技术可以精确记录货物的数量、重量、规格等信息，有助于实现精确的库存管理和供应链优化。

4. 防伪和反盗窃：RFID标签具有独特的识别码，可以防止假冒和盗窃行为。

一旦有人试图擅自移除标签或更换标签，RFID系统将立即发出警报，提醒管理员。

二、基于RFID的货物追踪与管理系统设计基于RFID的货物追踪与管理系统设计包括以下几个关键环节：1. RFID标签选择和部署：选择适合于特定场景的RFID标签，根据货物的特性和需求进行合理的部署。

标签应具有足够的存储容量和读取范围，以确保追踪的准确性和可靠性。

2. 读写器布置和配置：将RFID读写器合理地布置在供应链中的关键节点上，确保能够读取标签上的信息。

读写器应具备较大的覆盖范围和高质量的读取性能，以满足不同物流环境的需求。

3. 数据管理和分析：搭建一个强大的数据管理和分析系统，可以对RFID标签读取的数据进行实时处理和分析。

这样可以生成有关货物位置、状态、历史记录等方面的信息，为供应链管理决策提供依据。