發布日期：2022-05-25 點擊率：78
隨著物聯網的應用和發展，特別是RFID技術的廣泛應用，對人們的工作和生活都產生了不同程度的影響，也為各行各業強化管理提供了多種一體化的解決方案。本文主要從業務需求、技術實現、功能開發等方面介紹了射頻識別技術在浙江內河船舶管理中的應用，供大家探討。
1 系統概述
浙江是水運大省，全省內河航道近千條，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，內河營運船舶數量常年保持在三萬以上，船舶數量多，管理面廣、量大。基于這一背景，浙江內河船舶綜合監管系統便應運而生，該系統主要通過RFID技術的應用，全面對船舶實施自動識別和動態化綜合監管。
2 系統設計
2.1系統架構
（１）網絡結構
系統網絡結構主要由市級監控中心和現場監控點組成，其網絡架構圖如下圖所示：
圖1 船舶監管自動識別網絡架構圖
（２）系統數據采集
船舶識別通過船載RFID標簽、讀卡器、傳輸網絡和后臺船舶綜合數據庫共同完成，數據采集傳輸流程如下圖所示：
圖２ 船舶識別數據采集流程圖
2.2 系統組成
浙江內河船舶綜合監管系統主要由電子標簽、射頻讀頭和管理系統等組成，系統組成圖如下：
圖３ 船舶識別系統組成圖
2.2.1 船載RFID電子標簽
船載電子標簽根據管理需求由廠家定制，并設計了唯一的ID號，該ID號可以通過RFID船載電子標簽管理系統與船舶參數信息綁定。用戶使用時，船載電子標簽應安裝在船舶指定位置，標簽ID號就是船舶身份證，再通過航道讀卡器和船載電子標簽來進行船舶識別，實時采集船舶數據。
2.2.2 航道RFID讀卡器
航道讀卡器作為船載電子標簽的數據采集設備，主要用于采集過往船舶的ID信息，并通過有線或無線數據通信方式上傳數據至數據采集服務器。船載電子RFID標簽與航道RFID讀頭通訊采用國家無線電管理委會批準的，廣泛應用于交通、工業、醫療等行業的2.4G頻段。
2.2.3 數據采集服務器控制系統
航道讀卡器通過VPN/VPDN接入數據采集服務器，數據采集服務器控制系統負責接收多個航道讀卡器的數據，并把服務器接收到的數據進行預處理、數據庫存儲和數據發布，最后提供給相關系統應用。
2.2.4 航道讀卡器管理系統
航道讀卡器管理系統主要負責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，對不在線的系統會提示報警，及時發現和診斷航道讀卡器的設備故障。
2.2.5 船載電子標簽管理系統
船載電子標簽管理系統主要負責船載電子標簽的發卡、回收、掛失、注銷、采購、分配、調配、接收等管理，嚴格RFID標簽卡的管理工作。
2.3 RFID電子標簽設計
船載電子標簽的外殼設計為長方體，尺寸為70cm*50cm*0.5cm，正面印有代表標簽ID的編號及標簽生產日期，背面為3M膠。考慮到船舶管理的實際應用，我們將標簽分為了長期卡和臨時卡，并以顏色來進行區分，將長期卡外表顏色設計為灰白色，臨時卡的外表顏色設計為黃色。灰白色不易吸收太陽光熱量，有利于提高卡的壽命，而黃色作為警示色便于提醒用戶預防丟失。
圖４ 電子標簽設計樣圖
2.4 船載RFID標簽安裝
根據專業人員現場多次安裝測試和總結分析，RFID電子標簽一般安裝在船舶駕駛艙前擋風玻璃內側右上方識別率較高，工作情況良好、穩定。其安裝位置如圖所示：
圖５ 電子標簽安裝圖
3 系統主要功能
3.1 船舶實時數據采集功能
船舶實時數據的采集主要通過航道讀卡器和船載電子標簽共同實現。航道讀卡器通過對船載電子標簽定時發送的ID信息進行船舶識別，實時采集船舶數據。
3.2 船舶實時數據處理功能
船舶RFID數據的采集與處理分別通過數據接收、解析、預處理、和存儲組件來完成。數據接收組件負責多個航道讀卡器的并發和雙向通信；數據解析組件負責航道讀卡器與數據采集服務器間的數據通信協議解析；數據預處理組件負責對大量RFID數據的去噪聲和去重復，過濾掉不符合規范的RFID數據，減少RFID數據的量，以航次（船舶航行經過固定地點的次數）為標準，記錄和發布RFID船舶動態數據；數據存儲組件負責RFID船舶動態數據的存儲、查詢、備份等功能。
3.3 船舶實時數據監管功能
通過船載電子標簽實現了船舶營運狀態的數據自動采集，并與后臺船舶數據中心一一匹配，檢索船舶相關數據信息對船舶實施綜合監管、自動預警。初步實現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 總結與展望
近年, RFID技術在國際上被廣泛應用于工業自動化、商業自動化、交通運輸控制管理等領域，在我國，由于這方面技術起步較晚，大規模的生產應用也剛剛起步；RFID技術在浙江內河船舶綜合監管中的應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技術在內河船舶管理中的不斷深入應用其意義重大，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，尤其在實現船舶信息采集、船舶自動化監管、不停航檢查、不停船收費、船舶證書防偽等方面應用前景廣闊。
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