RFID在浙江內(nèi)河船舶綜合監(jiān)管系統(tǒng)中的應(yīng)用

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和發(fā)展，特別是RFID技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對人們的工作和生活都產(chǎn)生了不同程度的影響，也為各行各業(yè)強化管理提供了多種一體化的解決方案。本文主要從業(yè)務(wù)需求、技術(shù)實現(xiàn)、功能開發(fā)等方面介紹了射頻識別技術(shù)在浙江內(nèi)河船舶管理中的應(yīng)用，供大家探討。

　　1 系統(tǒng)概述

　　浙江是水運大省，全省內(nèi)河航道近千條，航道里程一萬多米，擁有京杭運河、杭申線、長湖申線、乍嘉蘇線、杭湖錫線、六平申線、錢塘江等干線航道，內(nèi)河營運船舶數(shù)量常年保持在三萬以上，船舶數(shù)量多，管理面廣、量大?；谶@一背景，浙江內(nèi)河船舶綜合監(jiān)管系統(tǒng)便應(yīng)運而生，該系統(tǒng)主要通過RFID技術(shù)的應(yīng)用，全面對船舶實施自動識別和動態(tài)化綜合監(jiān)管。

　　2 系統(tǒng)設(shè)計

　　2.1系統(tǒng)架構(gòu)

　?。ǎ保┚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　　系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要由市級監(jiān)控中心和現(xiàn)場監(jiān)控點組成，其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖如下圖所示： 

圖1 船舶監(jiān)管自動識別網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

　?。ǎ玻┫到y(tǒng)數(shù)據(jù)采集
　　船舶識別通過船載RFID標(biāo)簽、讀卡器、傳輸網(wǎng)絡(luò)和后臺船舶綜合數(shù)據(jù)庫共同完成，數(shù)據(jù)采集傳輸流程如下圖所示： 

圖２ 船舶識別數(shù)據(jù)采集流程圖

　　2.2 系統(tǒng)組成
　　浙江內(nèi)河船舶綜合監(jiān)管系統(tǒng)主要由電子標(biāo)簽、射頻讀頭和管理系統(tǒng)等組成，系統(tǒng)組成圖如下： 

圖３ 船舶識別系統(tǒng)組成圖

　　2.2.1 船載RFID電子標(biāo)簽

　　船載電子標(biāo)簽根據(jù)管理需求由廠家定制，并設(shè)計了唯一的ID號，該ID號可以通過RFID船載電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)與船舶參數(shù)信息綁定。用戶使用時，船載電子標(biāo)簽應(yīng)安裝在船舶指定位置，標(biāo)簽ID號就是船舶身份證，再通過航道讀卡器和船載電子標(biāo)簽來進(jìn)行船舶識別，實時采集船舶數(shù)據(jù)。

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　　2.2.2 航道RFID讀卡器

　　航道讀卡器作為船載電子標(biāo)簽的數(shù)據(jù)采集設(shè)備，主要用于采集過往船舶的ID信息，并通過有線或無線數(shù)據(jù)通信方式上傳數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)采集服務(wù)器。船載電子RFID標(biāo)簽與航道RFID讀頭通訊采用國家無線電管理委會批準(zhǔn)的，廣泛應(yīng)用于交通、工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)的2.4G頻段。

　　2.2.3 數(shù)據(jù)采集服務(wù)器控制系統(tǒng)

　　航道讀卡器通過VPN/VPDN接入數(shù)據(jù)采集服務(wù)器，數(shù)據(jù)采集服務(wù)器控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)接收多個航道讀卡器的數(shù)據(jù)，并把服務(wù)器接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、數(shù)據(jù)庫存儲和數(shù)據(jù)發(fā)布，最后提供給相關(guān)系統(tǒng)應(yīng)用。

　　2.2.4 航道讀卡器管理系統(tǒng)

　　航道讀卡器管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)航道讀卡器基本信息和部署信息的管理，確保所有讀頭能正常在線，對不在線的系統(tǒng)會提示報警，及時發(fā)現(xiàn)和診斷航道讀卡器的設(shè)備故障。

　　2.2.5 船載電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)

　　船載電子標(biāo)簽管理系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)船載電子標(biāo)簽的發(fā)卡、回收、掛失、注銷、采購、分配、調(diào)配、接收等管理，嚴(yán)格RFID標(biāo)簽卡的管理工作。

　　2.3 RFID電子標(biāo)簽設(shè)計

　　船載電子標(biāo)簽的外殼設(shè)計為長方體，尺寸為70cm*50cm*0.5cm，正面印有代表標(biāo)簽ID的編號及標(biāo)簽生產(chǎn)日期，背面為3M膠?？紤]到船舶管理的實際應(yīng)用，我們將標(biāo)簽分為了長期卡和臨時卡，并以顏色來進(jìn)行區(qū)分，將長期卡外表顏色設(shè)計為灰白色，臨時卡的外表顏色設(shè)計為黃色?；野咨灰孜仗柟鉄崃?，有利于提高卡的壽命，而黃色作為警示色便于提醒用戶預(yù)防丟失。

圖４ 電子標(biāo)簽設(shè)計樣圖

　　2.4 船載RFID標(biāo)簽安裝

　　根據(jù)專業(yè)人員現(xiàn)場多次安裝測試和總結(jié)分析，RFID電子標(biāo)簽一般安裝在船舶駕駛艙前擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)右上方識別率較高，工作情況良好、穩(wěn)定。其安裝位置如圖所示： 

圖５ 電子標(biāo)簽安裝圖

　　3 系統(tǒng)主要功能

　　3.1 船舶實時數(shù)據(jù)采集功能

　　船舶實時數(shù)據(jù)的采集主要通過航道讀卡器和船載電子標(biāo)簽共同實現(xiàn)。航道讀卡器通過對船載電子標(biāo)簽定時發(fā)送的ID信息進(jìn)行船舶識別，實時采集船舶數(shù)據(jù)。

　　3.2 船舶實時數(shù)據(jù)處理功能

　　船舶RFID數(shù)據(jù)的采集與處理分別通過數(shù)據(jù)接收、解析、預(yù)處理、和存儲組件來完成。數(shù)據(jù)接收組件負(fù)責(zé)多個航道讀卡器的并發(fā)和雙向通信；數(shù)據(jù)解析組件負(fù)責(zé)航道讀卡器與數(shù)據(jù)采集服務(wù)器間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議解析；數(shù)據(jù)預(yù)處理組件負(fù)責(zé)對大量RFID數(shù)據(jù)的去噪聲和去重復(fù)，過濾掉不符合規(guī)范的RFID數(shù)據(jù)，減少RFID數(shù)據(jù)的量，以航次（船舶航行經(jīng)過固定地點的次數(shù)）為標(biāo)準(zhǔn)，記錄和發(fā)布RFID船舶動態(tài)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲組件負(fù)責(zé)RFID船舶動態(tài)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、備份等功能。

　　3.3 船舶實時數(shù)據(jù)監(jiān)管功能

　　通過船載電子標(biāo)簽實現(xiàn)了船舶營運狀態(tài)的數(shù)據(jù)自動采集，并與后臺船舶數(shù)據(jù)中心一一匹配，檢索船舶相關(guān)數(shù)據(jù)信息對船舶實施綜合監(jiān)管、自動預(yù)警。初步實現(xiàn)了船舶的定點定位跟蹤管理和船舶通行免停船檢查，提高了船舶通行率，大大方便了船主。

　　4 總結(jié)與展望

　　近年, RFID技術(shù)在國際上被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等領(lǐng)域，在我國，由于這方面技術(shù)起步較晚，大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用也剛剛起步；RFID技術(shù)在浙江內(nèi)河船舶綜合監(jiān)管中的應(yīng)用也只是做了一些有益的探索，對船舶自動識別起到了很好的效果。RFID技術(shù)在內(nèi)河船舶管理中的不斷深入應(yīng)用其意義重大，也必將在提升船舶管理效益和管理水平方面起到積極的作用，尤其在實現(xiàn)船舶信息采集、船舶自動化監(jiān)管、不停航檢查、不停船收費、船舶證書防偽等方面應(yīng)用前景廣闊。