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RFID矿区车辆管理系统解决方案

来源:一卡通世界      作者:辽宁柒隆智能科技有限公司      2018/8/13 10:13:02

 
RFID矿区车辆管理系统
解决方案


一、系统需求及总体建设目标
1、矿山车辆安全运输管理需求
煤炭行业中如何确保煤炭的计量准确,运输安全,保证煤炭在场区内外不受损失成为各
大煤炭企业迫切需要解决的难题。
各煤炭企业往往有着以下方面需求:
1) 能够严格管理煤炭料场运输车辆,确保实时掌握煤炭料场内外及行驶线路中相关
运输车辆的实时情况(如:是否为合法车辆,杜绝套牌车辆,系统时时追踪及记
录矿山车辆的进场、出场时间、称重情况、行进线路是否符合规定等等)。
2) 能够监控地衡(地磅)的运行情况。煤炭物料运输时,通常采用地衡按照“毛重-皮
重”的方式对散装物料进行称重。能对车辆进行唯一性标识和自动识别。能从管
理软件上自动掌握物料的运输和库存数据,同时,防止“一车二过、大车过毛小
车回皮”等不法行为。
3) 能够使计量网络管理系统与地磅称重系统无线对接,能形成智能化的管理系统最
佳。自动地磅中自动获取数据,时时反馈中心服务器,与采购、库存和生产等各
部门建立衔接,形成完整的计量终端系统,最大程度上优化企业内部的管理流程,
加大工作效率。
4) 能够提供查询监控系统,便于相关人员通过管理系统,随时对某一个煤炭物料车
辆进行监控和追踪。
2、建设目标
利用先进的 RFID 无线射频产品配合物联网技术上的解决方案,对相关运输车辆进行有

效管理,最终目标是:实现高效、可靠的管理平台,实时掌握矿山企业的煤炭运输状况,提
升企业对于煤炭运输的管理水平,防范人为的管理漏洞和企业财产损失
二、总体解决方案
2.1 方案思路
2.1.1 采用 RFID 技术对相关运输车辆进行管理
主要包括以下部分:
标签发行,与相应车辆进行捆绑登记。
车辆进出入识别
通过地磅,煤场,关键点路线识别
稽查车辆手持或车载设备稽查
2.1.2 通过网络技术实现本地和远程管理
(1)架设有线网络或无线网络,使网络覆盖整个料场的作业区,所有作业数据可以通
过固定式 RFID 读写器实时进行传输。固定式 RFID 读写器具有接受作业指令、确认作业位
置与作业物料是否准确、返回作业实况等功能。
(2)通过数据库和计算机网络实现作业点的数据交互,可以实现远程即时查询、统计、
汇总各作业点的作业信息,并生成各种报表。
2.2 业务流程
针对目前业务管理方面存在的弊端,采取多种先进技术,我方提出了新的业务流程,可
以从根本上弥补了管理方面的漏洞、优化业务流程,提升管理水平,提高工作效率。

业务流程如下图:


图 2-2 煤炭运输车整个作业流程
(1)标签发行:煤炭运输车辆通过后台管理中心标签发行处领取 RFID 电子标签(分
为整队发行和现场发行两种情况)。运输车辆需提供计量号、车牌号码信息、车辆类型、身
份信息等,系统录入计量号、车牌号码、司机相关信息。配备电子标签的车辆作为日后合法
运输矿产的唯一依据。
(2)煤炭运输车辆进入煤场称重:读写器自动识别车内电子标签是否合法?对未检测
到电子标签的车辆进行人工盘查,防止不合法运输车辆私自运输煤炭;若检测到车辆内有合
法授权的电子标签时,车辆方可进入地磅称重,同时记录车辆进场时间、毛重\皮重称重数
据和称重时间;若检测到车辆内有电子标签而未经授权的车辆,读写器会自动启动报警装置,
进行报警,通知相关管理人员进行处理,直至问题排除。
(3)运输车辆入场装煤及二次称重:合法煤炭运输车辆进入煤场装煤,完成装煤后,
车辆进入二次称重场称重,读写器同时记录车辆进场时间、离场时间、运煤车总重量及运煤

重量;在运输车辆装煤结束后,有些合法车辆并未按照相关规定进入二次称重场,而直接沿
大道驶去,给企业和国家造成极大经济损失,在充分考虑各种因素后,设计了在运输道路的
分岔路口安装固定式读写器或者手持式读写器进行稽查,在系统中形成车辆行驶轨迹。方便
查阅,以防止合法运煤车的偷盗国家或企业的煤炭资源。
(4)稽查车辆稽查系统
车载稽查系统安装于稽查执法车内。执法人员可驾驶执法车辆在管辖范围内任意地方进
行车辆稽查。采用对物理车牌、车辆特征进行识别和对 RFID 电子标签远距离识别。通过数
据处理系统自动对车辆的物理特征信息和电子信息进行比对,发现问题车辆,立即发出语音
和数显报警,提示执法人员进行拦截;该系统可对时速 60~100 公里的同向或逆向行驶车
辆实行动态稽查,还可对驻停车辆进行稽查,其有效远距离稽查范围可达 300 米。
稽查车辆配备车载固定式读写器,车载计算机等,由车载电源进行供电,对其主要运输
道路上的车辆进行远距离或者近距离稽查。判断车辆是否是合法车辆,是否按照预定路线行
驶等。

2.3 系统架构


图 2-3 系统架构
设计采用如下三层架构:
第一层:数据采集,主要是通过 RFID 自动识别设备采集数据,对运输车辆进行实时监
控。
第二层是网络传输,即通过有线通信技术、无线通信技术和网络技术,将采集来的数据
传递到中央数据库,包括相关的网络设备。
第三层是数据应用处理,对采集的数据进行管理,包括、数据
库服务器和网络服务器等设备。
2.4 系统构成
由数据库管理子系统、标签发行子系统、车辆管理子系统、地
磅车辆管理子系统、远程查询子系统构、计量结算子系统构成。

图 2-4 系统构成图
2.4.1 系统基本功能
(1)每辆运输车辆配备防拆的电子标签,即车辆的“电子身份证”。车辆电子标签具
有全球唯一性、不可复制性和不可拆卸性。
(2)无线采集信息,极大程度上提高了煤场安全性和扩展性,减少和杜绝人工记录和
统计的失误率,优化管理流程,提高工作效率。
(3)实时全局监控场区内外矿山运输车状态和煤场动态信息。
(4)决策支持:系统高效的、快捷、准确的统计功能(比如煤炭运输总量、某辆运输
车目前状态等相关数据的快速统计)能给管理层提供各种数据来快速决策
(5)自动提示:对运输车的各项信息、运输线路的指定等各项信息提供条件式的预警
提示功能,方便相关管理部门人员进一步了解矿山运输车辆的实际情况;
(6)出入口智能信息确认:出入口的审核确认,自动、快速、识别距离远识别,大
大提高煤炭运输的安全性并可备档查询。

2.4.2 子系统介绍
A 系统管理子系统
数据库管理子系统主要包括系统权限管理功能、基础数据管理功能、系统维护功能、统计及
打印功能。
B 系统权限管理功能
管理员软件系统可分为操作员级、超级管理员等不同级别。操作员级的所能操作的功能
由超级管理员设置,不同级别对应着进入软件系统的不同权限,故软件系统具有良好的保密
性与可靠性。
不同等级的操作人员进入软件系统后,能实现不同的功能。操作员级只能实现基本功能;
主管级能实现包括操作员在内的其他一些功能,且能修改操作员密码;经理级是最高等级的
操作人员,能实现包括操作级、主管级在内的所有功能,并可修改全部操作人员密码。
C 基础数据管理功能
管理所有基础信息,包括车辆标签、车辆、门禁、地磅等监测点的基础数据信息。
D 系统维护功能
实现对数据库的数据的备份、导入导出等功能。
E 统计及打印功能
实现各种报表统计、打印或导出为 Excel 表等操作
F 标签发行子系统
标签发行子系统包括基本信息管理功能、发行标签功能等
G 基本信息管理功能
车辆信息(如品牌、颜色、使用者、单位等)的录入、修改、删除功能。
H 发行标签功能

核对发卡车辆的基本信息,对与实际不符的信息,进行修改、删除。
设置权限、有效期等,发行标签。
I 车辆门禁管理子系统
车辆门禁管理子系统包括自动识别功能、记录查询功能等;
J 自动识别功能
可以自动判断是否有车进出及进出车辆是否为合法车辆;
K 记录查询功能
实现出入车辆信息的查询功能;
L 地磅车辆管理子系统
地磅车辆管理子系统包括自动识别功能、记录查询功能等。
M 自动识别功能
自动识别运料车,并记录称重时间、称重次数。结合门禁出入情况,判断车辆称重是否
存在不合逻辑的情况并给出相应报警信号。
N 记录查询功能
实现车辆称重时间、称重次数的查询功能。
O 车辆识别功能
利用手持移动设备读取车辆标签信息,通过手持机上的无线通讯模块连接服务器,确认
车辆是否合法,卸料\装料地点是否正确,车辆是否已通过了称重等环节。
P 稽查执法车辆稽查功能
车载稽查设备,对相关车辆进行随机远距离或近距离稽查,判断相关车辆是否合法
Q 实时监控功能
通过察看监控室的显示器,可以实现对场内各个重要环节的视频实时监控,掌握各环节

的运行状况。
R LED 显示功能
LED 显示在当日门岗、地磅、卸料\装料点等的进出车辆统计数据和当日到厂的各种物
料的吨数。
S 远程查询子系统
通过远程查询子系统可对相关信息进行查询,包括场区场外车辆进出入或相关流程查询
能。
T 设备检测功能
向授权用户提供以 Web 方式或其他方式对相关设备节点的状态进行查询与检测。
U 厂区车辆查询功能
向授权用户提供以 Web 方式查询厂区车辆的运行状态和统计数据。
V 计量结算子系统
计量结算子系统包括物料计量功能、费用结算功能等。
W 物料计量功能
采集运料车过磅信息,按照年、月、日几种时间段统计某一车队运输物料的重量及不同
种类物料的重量。
X 费用结算功能
根据统计数据计算费用,并在系统内进行结算。

四、产品资料
3.1 车辆标签


2.4GHz 有源标签,符合 ISO18000-4 标准。具有防撕特性,当标签从玻璃揭下时,
标签将失效。
技术参数:
识别距离 : 0 ~ 80 米可调
识别速度 : 200 公里 / 小时
识别能力 : 具备 200 张/秒的防冲突性能
识别方式 : 全向识别
固定增益 : 0~3 级可按需选定
工作频段 : 2.4 GHz ~ 2.483GHz
使用寿命 : 3~5 年,可选高性能电池
功耗标准 : 工作功率为微瓦级
通信机制 : 基于 HDLC 时分多址和同步通信机制
抗干扰性 : 频道隔离技术,多个设备互不干扰
安 全 性 : 加密计算与安全认证,防止链路侦测

封装特性 : ABS 工程塑料,抗高强度跌落与振动
环境特性 : 工作温度-40℃ ~85℃
工作湿度<95%
防 拆 性 : 按要求可提供防拆(报警)功能
可 靠 性 : 防水防冲击,满足工业环境要求
3.2 固定读写器及天线
1. 读写器


识别距离 : 0 ~ 150 米
识别速度 : 200 公里 / 小时
识别能力 : 同时识别 500 张以上的标签
识别角度 : 定向(垂直 30° 水平 30°)
极化方式 : 圆极化(更适合标签朝向多变的应用)
增 益 : 16dBi 接收 32 级可调、发射 4 级可调
工作频段 : 2.4 GHz ~ 2.483 GHz
功耗标准 : 工作功率为毫瓦级

通信机制 : 基于 HDLC 时分多址和同步通信机制
抗干扰性 : 频道隔离技术,多个设备互不干扰
安 全 性 : 加密计算与安全认证,防止链路侦测
封装特性 : 正面 ABS 工程塑料,背部铝合金腔体
可 靠 性 : 防雷防水防冲击,满足工业环境要求
接口标准 : RS232 RS485 Wiegand26 RJ45 WiFi 等、各种开发用软件接口
扩展 I/O : 开关量信号输入与输出各 2 路(可选)
电源标准 : DC 7.5~12V 500~1000mA
外形尺寸 : 268×268×80mm
重 量 : 2.4kg
安装方式 : U 型专用金属安装套件

四、系统特性
具有如下特性:
(1)在安全性方面:
1、系统对所有运料车的进出入记录以及异常情况进行记录,并提供查询和维护。电子
标签分为不同类型,每种类型可以设置有效期进行生命周期控制。
2、及时识别异常情况,声光报警。
3、存储的数据具有良好的容灾备份方案和数据操作审计方案。
(2)在可靠性方面:
1、系统具有设备检测和一定的故障自恢复功能,保证了系统运行的健壮性。
2、一旦发生断电,设备故障等情况,系统可以启动 UPS 电源,数据可以保存在本地,
系统恢复后再上传数据库。
(3)在易用性方面:
1、ACTIVE RFID 技术具有远距离多标签同时识别的优点。
2、系统记录了运输车的所有信息,完全可以取代当前的纸质工作凭单。
3、后台监控采用 C/S 方式,易于访问,轻松实现多人远程同时监控。及时掌握运行情
况。
(4)在先进性方面:
2.4G 频段的 RFID 技术是车辆定位跟踪趋势,系统方案及系统设备选型都具备前瞻性
和一定的先进性。
(5)在扩展性方面:
1、系统的设计具有良好的可扩展性,程序功能丰富,通过删减功能,可扩展考勤,会

议签到功能,也可与现有的系统无缝连接。
2、设备层可以实现很好的扩展,在系统架构设计的过程中,可对硬件设备进行很好的
封装,系统添加新的硬件设备的时候,不需要对应用程序进行较大的改动,只需要进行稍微
的调整,就可以使得系统顺畅运行。
3、在数据层,在系统架构中,使用单独的数据库操作接口进行数据的存储操作,对外
提供公共一致的数据接口,这样数据库中的字段、表如果发生较大变化,只需要对系统的接
口实现进行局部的维护和更新即可,而不需要对应用程序进行较大更新和维护。

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