上海仁微_基于有源RFID技術(shù)的BRT快速公交管理系統(tǒng)

　　1.1 成功案例與項(xiàng)目介紹

　　1.1.1 江蘇連云港快速公交BRT 1號線

　　2012年12月參與連云港BRT一號線智能交通項(xiàng)目順利驗(yàn)收，從科技手段上有效地保障了BRT公交車輛的“信號優(yōu)先”和“路權(quán)優(yōu)先”。 全長約34公里的港城BRT一號線，是迄今為止國內(nèi)最長的BRT線路,結(jié)合公司提供有源RFID射頻產(chǎn)品和技術(shù)，為“信號優(yōu)先”和“路權(quán)優(yōu)先”的科技保障提供了先進(jìn)的解決方案，從運(yùn)營使用情況來看，達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期效果，得到了用戶的好評。

　　1.1.2 浙江杭州快速公交BRT 2號線

　　2009年8月參與浙江杭州快速公交BRT 2號線的設(shè)計(jì)開發(fā)，為BRT項(xiàng)目提供有源RFID射頻產(chǎn)品和技術(shù)，保證了項(xiàng)目的順利實(shí)施驗(yàn)收與運(yùn)營;

　　1.1.3 江蘇鹽城快速公交BRT1號線

　　2011年1月參與江蘇鹽城快速公交BRT1號線設(shè)計(jì)開發(fā)，為BRT項(xiàng)目提供有源RFID射頻產(chǎn)品和技術(shù)，保證了項(xiàng)目的順利實(shí)施驗(yàn)收與運(yùn)營;

　　1.1.4 廣東佛山快速公交BRT 1號線

　　2011年7月參與江蘇鹽城快速公交BRT1號線設(shè)計(jì)開發(fā)，為BRT項(xiàng)目提供有源RFID射頻產(chǎn)品和技術(shù)，保證了項(xiàng)目的順利實(shí)施驗(yàn)收與運(yùn)營;

　　1.2 公司簡短介紹

　　上海仁微電子科技股份有限公司是一家專注于(RFID)射頻識別產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)的高科技創(chuàng)新企業(yè)。致力于向社會(huì)提供先進(jìn)、成熟的有源，半有源RFID產(chǎn)品與技術(shù)解決方案。公司主營射頻識別領(lǐng)域2.4GHZ、125KHZ頻段的遠(yuǎn)距離讀寫器設(shè)備和各類半有源、有源電子標(biāo)簽。產(chǎn)品采用了當(dāng)今最先進(jìn)的0.18UM的微波芯片技術(shù)、125k低頻喚醒技術(shù)等技術(shù)，使RFID產(chǎn)品的性能在原有的微波識別技術(shù)基礎(chǔ)上得到了本質(zhì)上的改進(jìn)，徹底解決了遠(yuǎn)距離、大流量、超低功耗，高速移動(dòng)的標(biāo)識物的識別和數(shù)據(jù)傳輸難題，同時(shí)也解決了中低頻電磁波技術(shù)感應(yīng)距離短、防沖突能力差的致命弱點(diǎn)。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于智慧城市中的智能交通、智能電網(wǎng)、智能物流、智慧醫(yī)療、車聯(lián)網(wǎng)、精細(xì)農(nóng)業(yè)等一大批國家重點(diǎn)支持和大力發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用項(xiàng)目

　　1.3 術(shù)語與縮寫解釋

　　術(shù)語解釋

　　2. 項(xiàng)目背景

　　2.1 現(xiàn)狀分析

　　快速公交系統(tǒng)作為一種新型的客運(yùn)模式，以其工程投資少、建設(shè)周期短、環(huán)境污染小、運(yùn)輸效率高等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是解決城市交通擁堵問題的有效方式之一，并在世界范圍內(nèi)得到成功地推廣和應(yīng)用。在世界諸多城市建設(shè)快速公交系統(tǒng)的大力影響和我國相關(guān)政策的有力推動(dòng)下，國內(nèi)交通界和各大城市開始把快速公交系統(tǒng)推到了緩解城市交通壓力的前臺(tái)，今后5年內(nèi)，國內(nèi)將有10座以上的城市建成快速公交系統(tǒng)，預(yù)計(jì)其總長度將達(dá)到300～500公里，日客流量達(dá)到200～400萬人次;

　　公共交通是提高交通資源利用效率，緩解交通擁堵的重要手段，是大城市解決交通問題的主要方向。隨著城市規(guī)模的擴(kuò)張和經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展，城市居民對于改善出行條件的需求尤其是公共交通的便捷性問題越來越迫切;

　　仁微電子在這個(gè)大背景下，通過大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來改善我國的城市公交建設(shè)水平，提高服務(wù)質(zhì)量，開發(fā)了基于RFID技術(shù)的快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng);

　　2.2 系統(tǒng)建設(shè)意義

　　降低公共線路行程時(shí)間，減少公共車輛交叉路口延誤;

　　減少公共車輛停車次數(shù)，提高公共車輛行車穩(wěn)定性及準(zhǔn)確率，提高公交服務(wù)水平;

　　減少干線上社會(huì)車輛延誤和車輛的排隊(duì)長度;

　　減少車輛能源消耗、人力和運(yùn)載設(shè)備;

　　3. 系統(tǒng)概述

　　3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

　　系統(tǒng)研發(fā)與建設(shè)遵循以下原則：

　　注重整體規(guī)劃

　　快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)由三部分組成，第一，快速公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)核心硬件(包括：2.4G有源電子標(biāo)簽、定向讀寫器)第二，快速公交信號優(yōu)先控制系統(tǒng)平臺(tái)(包括路口控制子系統(tǒng)、信號通訊子系統(tǒng)、智能交通控制);第三，硬件中間件(包括信號控制機(jī)、工業(yè)級交換機(jī)、機(jī)柜、PC機(jī)、服務(wù)器、不間斷電源等);

　　立足自主研發(fā)

　　系統(tǒng)建設(shè)的核心技術(shù)采用市場通用的標(biāo)準(zhǔn)2.4G有源微波頻段，公司提供的所有核心設(shè)備都擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，2.4G微功耗技術(shù)，對遠(yuǎn)距離移動(dòng)車輛的自動(dòng)識別和非接觸性信息采集處理，把先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)、電子控制技術(shù)及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等有效地綜合運(yùn)用于地面交通管理體系，從而建立起一種大范圍、全方位發(fā)揮作用，并且實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的交通管理系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)公交信號優(yōu)先的目的;

　　著眼未來發(fā)展

　　在系統(tǒng)整體架構(gòu)、服務(wù)設(shè)備選型、有源電子標(biāo)簽功能選型、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集等方面，均充分考慮后續(xù)功能的實(shí)現(xiàn)，兼顧設(shè)備的兼容性、系統(tǒng)的擴(kuò)充性、功能的擴(kuò)展性和應(yīng)用的多樣性;

　　強(qiáng)化系統(tǒng)規(guī)范

　　系統(tǒng)開發(fā)和資源建設(shè)符合統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和表征體系，注重開發(fā)工作的連續(xù)性和共享性，注意為后續(xù)系統(tǒng)的研發(fā)、推廣留有規(guī)范的數(shù)據(jù)及控制接口。統(tǒng)一開發(fā)應(yīng)用技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、信號傳輸制式、互聯(lián)接口模式等技術(shù)指標(biāo);

　　發(fā)揮建設(shè)效益

　　系統(tǒng)開發(fā)與建設(shè)要結(jié)合交通區(qū)域現(xiàn)有實(shí)際情況，在現(xiàn)有系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)交通的管理工作;按照統(tǒng)籌規(guī)劃、邊建邊用、逐步完善的建設(shè)思路，充分發(fā)揮建設(shè)效益;

　　3.2 系統(tǒng)工作原理

　　快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)指交通信號系統(tǒng)對BRT車輛在“時(shí)間”上給予的優(yōu)先，它主要體現(xiàn)在：當(dāng)BRT車輛行駛到十字路口附近時(shí)，交通信號系統(tǒng)識別到車輛并判斷車輛的運(yùn)行方向，為公共汽車提供優(yōu)先通行信號。

　　快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)主要包含有源電子標(biāo)簽和基站式定向讀寫器。它的基本工作原理和特點(diǎn)是RFID基站式定向讀寫器檢測到BRT車輛接近交叉路口時(shí)，即向路口信號機(jī)發(fā)送請求信號，同時(shí)RFID基站式定向讀寫器對檢測到的BRT車輛進(jìn)行身份識別，并將該信息通過專用通訊光纖實(shí)時(shí)傳至交通信號控制系統(tǒng)，交通控制系統(tǒng)中心即下達(dá)指令給路口信號機(jī)進(jìn)行配時(shí)調(diào)整。BRT車輛的交通控制系統(tǒng)配時(shí)采取兩種方案：(1)當(dāng)BRT車輛接近路口遇綠燈時(shí)，則適當(dāng)延長當(dāng)前的綠燈相位時(shí)間8秒，保證BRT車輛順利通過路口;(2)當(dāng)BRT車輛接近路口遇紅燈時(shí)，則縮短紅燈信號周期，提前8秒轉(zhuǎn)入BRT車輛行駛的綠燈相位，從而減小BRT車輛在交叉路口的延誤時(shí)間;

　　3.3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)示意圖

　　3.4 系統(tǒng)功能介紹

　　當(dāng)車輛到達(dá)交叉口，RFID讀卡器讀到標(biāo)簽，獲取車輛信息;通過與智能調(diào)度系統(tǒng)交互獲取車輛實(shí)時(shí)調(diào)度狀態(tài)，包括是否晚點(diǎn)、是否快車調(diào)度以及滿載率等，根據(jù)車輛實(shí)時(shí)狀態(tài)，生成請求;之后信號優(yōu)先系統(tǒng)向交通管理部門提出優(yōu)先申請，交管部門系統(tǒng)在原有的計(jì)劃信息，實(shí)時(shí)調(diào)度信息的基礎(chǔ)上，對請求進(jìn)行處理，最后給出優(yōu)先結(jié)果;在車輛離開定位區(qū)域之后，信號控制系統(tǒng)進(jìn)入信號狀態(tài)恢復(fù)狀態(tài)，直到信號狀態(tài)恢復(fù)，完成信號優(yōu)先調(diào)度過程;

　　3.5 系統(tǒng)軟件介紹

　　交通信號控制系統(tǒng)

　　交通信號控制系統(tǒng)是智能交通管理系統(tǒng)的重要子系統(tǒng)，在構(gòu)建快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)中起到神經(jīng)中樞的作用。當(dāng)RFID基站式定向讀寫器檢測到BRT車輛進(jìn)行身份識別，并將該信息通過專用通訊光纖實(shí)時(shí)傳至交通信號控制系統(tǒng)，交通控制系統(tǒng)中心即下達(dá)指令給路口信號機(jī)進(jìn)行配時(shí)調(diào)整;

　　4. 系統(tǒng)總體建設(shè)規(guī)劃

　　快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括智能公交調(diào)度系統(tǒng)、BRT車輛信號優(yōu)先控制系統(tǒng)。二個(gè)部分互為獨(dú)立又密切關(guān)聯(lián)，共同形成了交通領(lǐng)域智能化，信息化管理;

　　以下我們從快速公交信號優(yōu)先控制智能化管理系統(tǒng)2個(gè)組成部分詳細(xì)講解。

　　4.1 BRT車輛信號優(yōu)先控制系統(tǒng)

　　在離路口 100-200米處安裝好RFID基站式定向讀寫器，當(dāng)公交車接近路口時(shí)，車頭的2.4G有源電子標(biāo)簽和裝在路邊的RFID基站式定向讀寫器相呼應(yīng)，讀寫器信號與交通指揮中心的交通信號控制系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，路口的交通信號燈就會(huì)變化：讓BRT車輛專用車道方向的綠燈延長，或紅燈縮短;

　　4.1.1硬件組成

　　1) RFID基站式定向讀寫器，離路口 100-200米處安裝好RFID基站式定向讀寫器，用于讀取BRT車輛上有源電子標(biāo)簽信息，并通過串口485或者RJ45、繼電器輸出，和交通指揮中心與交通信號控制系統(tǒng)聯(lián)接，做信號的傳輸通訊;

　　2) RFID有源射頻卡，安裝在每臺(tái)受控的BRT車輛，進(jìn)行車輛信息身份識別;

　　3) 交通信號控制機(jī)，進(jìn)行交通信號的配時(shí)調(diào)整，達(dá)到綠燈延遲，紅燈提前;

　　4.1.2硬件安裝注意事項(xiàng)

　　1) RFID基站式定向讀寫器，需注意安裝位置，高度，接頭防水(電源接頭、網(wǎng)絡(luò)接頭)、天線面板的安裝角度;

　　2) RFID有源射頻卡在BRT車輛上的安裝位置，可以捆綁或者懸掛，粘貼在車輛前面擋風(fēng)玻璃或者車輛后視鏡上;

　　3) 光纖通信系統(tǒng)安裝主要注意接頭防水;

　　4.2 智能公交調(diào)度系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖

　　交通管理部門通過交通控制系統(tǒng)，在原有的行車計(jì)劃、勞動(dòng)排班的基礎(chǔ)上，對BRT車輛發(fā)送的優(yōu)先信號進(jìn)行處理，同時(shí)根據(jù)BRT車輛實(shí)時(shí)調(diào)度狀態(tài)，包括是否晚點(diǎn)、是否快車調(diào)度以及滿載率等情況，生成請求;

　　4.1.1 系統(tǒng)硬件組成

　　1) RFID基站式定向讀寫器，需注意安裝位置，高度，接頭防水(電源接頭、網(wǎng)絡(luò)接頭)、天線面板的安裝角度;

　　2) RFID有源射頻卡在BRT車輛上的安裝位置，可以捆綁或者懸掛，粘貼在車輛前面擋風(fēng)玻璃或者車輛后視鏡上;

　　3) 光纖通信系統(tǒng)安裝主要注意接頭防水;

　　4.1.2 系統(tǒng)各硬件安裝注意事項(xiàng)

　　1) RFID基站式定向讀寫器，需注意安裝位置，高度，接頭防水(電源接頭、網(wǎng)絡(luò)接頭)、天線面板的安裝角度;

　　2) RFID有源射頻卡在BRT車輛上的安裝位置，可以捆綁或者懸掛，粘貼在車輛前面擋風(fēng)玻璃或者車輛后視鏡上;

　　3) 光纖通信系統(tǒng)安裝主要注意接頭防水;

　　5. 硬件設(shè)備介紹

　　5.1 RW-R901基站式定向讀寫器

　　產(chǎn)品技術(shù)特性

　　識別距離 ： 0 ～ 150米

　　識別速度 ： 200 公里 / 小時(shí)

　　識別能力 ： 同時(shí)識別 500張以上的標(biāo)簽

　　識別角度 ： 定向(垂直30° 水平30°)

　　極化方式 ： 圓極化(更適合標(biāo)簽朝向多變的應(yīng)用)

　　增 益 ： 16dBi 接收32級可調(diào)、發(fā)射4級可調(diào)

　　工作頻段 ： 2.4 GHz ～ 2.4835 GHz

　　功耗標(biāo)準(zhǔn) ： 工作功率為毫瓦級

　　通信機(jī)制 ： 基于 HDLC 時(shí)分多址和同步通信機(jī)制

　　抗干擾性 ： 頻道隔離技術(shù)，多個(gè)設(shè)備互不干擾

　　安 全 性 ： 加密計(jì)算與安全認(rèn)證，防止鏈路偵測

　　接口標(biāo)準(zhǔn) ： RS232、RS485、Wiegand26、RJ45、TTL、WiFi等可選

　　擴(kuò)展I/O ： 開關(guān)量信號輸入與輸出各2路(可選)

　　電源標(biāo)準(zhǔn) ： DC 7.5～12V 500～1000mA

　　封裝特性 ： 正面ABS工程塑料，背部鋁合金腔體

　　可 靠 性 ： 防雷防水防沖擊，滿足工業(yè)環(huán)境要求

　　尺 寸 ： 268×268×80mm

　　重 量 ： 2.1kg

　　安裝方式 ： U型專用金屬安裝套件

　　5.2 RW-T901型小型電子標(biāo)簽

　　產(chǎn)品技術(shù)特性

　　識別距離 ： 0 ～ 150米可調(diào)

　　識別速度 ： 200 公里 / 小時(shí)

　　識別能力 ： 具備200張/秒的防沖突性能

　　識別方式 ： 全向識別

　　固定增益 ： 0～3級可按需選定

　　工作頻段 ： 2.4 GHz ～ 2.4835GHz

　　通訊速率 ： 250Kb/s、1Mb/s、2Mb/s

　　通信機(jī)制 ： 基于 HDLC 時(shí)分多址和同步通信機(jī)制

　　抗干擾性 ： 頻道隔離技術(shù)，多個(gè)設(shè)備互不干擾

　　安 全 性 ： 加密計(jì)算與安全認(rèn)證，防止鏈路偵測

　　讀寫功能 ： 176B存儲(chǔ)空間(可選)

　　防拆功能 ： 防拆報(bào)警功能(可選)

　　測溫功能 ： 測溫精度±0.4°(可選)

　　功耗標(biāo)準(zhǔn) ： 平均工作功率為微瓦級

　　電池配置 ： 扣式鋰錳電池，容量500mAh

　　使用壽命 ： 2～3年左右，可更換電池

　　電壓檢測 ： 電壓低于預(yù)設(shè)值時(shí)以無線提示(可選)

　　封裝特性 ： ABS工程塑料，抗高強(qiáng)度跌落與振動(dòng)

　　環(huán)境特性 ： 工作溫度-40℃ ～85℃

　　工作濕度<95%

　　可 靠 性 ： 防水防沖擊，滿足工業(yè)環(huán)境要求

　　外 形 ： 方卡型，可提供OEM定制服務(wù)

　　尺 寸 ： 65×34×7 mm

　　重 量 ： 18g

　　安裝方式 ： 雙面膠粘貼或掛扣