rfid产品溯源系统设计

第一篇：rfid产品溯源系统设计

基于RFID的特色家禽信息化养殖及产品溯源系统应用

二、项目实施背景、目标和意义

1、基地简介

学习特色家禽养殖基地坐落于学习县学习乡劳光村，占地面积600亩林地、150亩水塘,作为发展养殖种植及开发乡村旅游基地。学习乡积极响应国家号召发展三农产业，深入农村，带动农民致富，于2007年成立了特色家禽养殖基地，基地生态环境优美。基地发展生态特色养殖种植，特聘请全国著名专家为技术顾问，招收农业院校大学生为技术骨干，已培养出一支拥有特色的技术推广队伍。学习乡大力投入基础建设,仅基地特色土鸡养殖已拥有大棚16座，实行公母分开、批批紧扣式新型养殖方式，平均年出栏五至七万只土鸡,年营业额240万元,创收入达到130万左右。

劳光村以“和谐、合作、诚信”作为基地的企业宗旨，自基地成立以来养殖种植业发展势头强劲，很快成为市场上一支颇具竞争力的新生企业，基地也从最初的养殖家禽，逐渐扩展到食用真菌、无公害果蔬种植、葡萄、渔业等众多农牧畜业。基地快速发展并带动周边村民，2008年一年就提供30多个固定岗位及200多名零散工，每月定期免费为村民做专业养殖技术培训并鼓励支持自行养殖，目前已有30多位村民自行养殖家禽。为周边务工在家的剩余劳动力及减轻周围村组负担提供了良好的平台。

基地秉承“绿色，健康，和谐”的经营理念，相续在林下建立了生态散养土鸡园、生态鹅塘园、生态蘑菇园、无公害果蔬园，后续建立休闲垂钓中心和突出民俗特色的农家别墅。享受农家乐趣，走近大自然，感受农村生活回归自然。基地依托资源优势，优化发展环境，引进高新技术与现代家禽饲养的合理结合，使老百姓吃上真正、明白、放心的特色家禽，促进了产业化进程，并利用当地优良的自然环境，广阔的林地，合理开发自然资源，充分发挥资源潜力，将建成现代化、科技型特色家禽养殖基地和融参与性、观赏性、娱乐性、趣味性于一体的中国现代农业主题田园农庄。

2、应用背景

近十几年来，世界各地动物疫情的不断暴发，如上世纪末发生在欧洲的疯牛病、作为头号家畜杀手的口蹄疫以及至今仍在全世界范围内蔓延扩散的禽流感疫情等严重动物疫病，沉重打击了各国畜牧业生产，同时也给人类的食品安全和身体健康带来了严重威胁;而以化学物污染和农兽药残留引起的中毒事件对消费者身体健康的损害也日益引起了广大消费者和政府的关注。如何对动物进行有效监管，并对动物源性食品的产、供、销链进行高效跟踪和追溯，已经成为一个急待迫切解决的全球性课题。

近年来，各国政府纷纷采取措施加强对动物的管理，致力于控制和消灭各种动物传染病，并着力从源头抓食品安全卫生质量，建立食品安全的溯源追踪体系。这些措施实施的关键是要解决对动物的识别与溯源追踪技术难题。传统的动物识别技术往往用于畜牧育种方面，如养猪业中普遍使用的耳朵缺口编号法、牛羊的塑料耳牌等，在一定程度上解决了部分养殖业生产中的实际问题，但难以适应信息化养殖的要求，特别是对于家禽养殖，如鸡、鸭等来说，还没有一个有效措施。随着无线射频识别技术(RFID)的发展和成熟，RFID提供了一种全新的解决动物身份认证和追踪问题的技术手段。该技术以其存储数据容量大、使用寿命长、读取距离远、多目标识别、可重复使用和环境适应性强等优势正迎合了对动物识别与溯源追踪的需要，必将在动物安全管理中发挥着越来越重要的作用，特别是解决家禽养殖业个体禽类难以识别和追踪问题。

众所周知，家禽、侯鸟的数量是相当惊人的，由于候鸟的迁徙等导致全世界范围内每年都会爆发大规模禽流感疫情，其病毒每天都在发生变异，防止禽流感也成为世界各国的头等大事;面对肆虐的禽流感疫情,有专家认为：“RFID是打败当前人类面临的最大威胁之一的关键工具。”基于成熟的无线射频技术，从种鸡、鸡苗、养殖、运输以及终端产品销售等一系列过程，通过建立高效的溯源追踪体系，能够有效地提升产业效率与品质，保证禽类产品的质量和食品安全。

3、应用目标及意义

3.1 应用目标

以“电子脚环”为监管手段，以HACCP和EANUCC体系为监管方法，以网络为传输媒介，建立特色家禽养殖信息化平台，实现特色家禽从繁育、饲养、防疫、用药、饲料、注册等养殖环节到疫情预警、运输、终端销售等环节的全方位、全过程监控和快速响应，实现“监管信息化、查询便捷化、源头追溯化”，与国际食品安全监管追溯体系全面接轨，确保特色家禽产品的卫生安全和品牌正宗。 3.2 项目意义

3.2.1建立“从养殖场到餐桌”的食物供应链跟踪与追溯体系

“民以食为天”，食品是人类赖以生存发展的物质基础，食品安全是关系人类健康的关键所在。近些年来，从欧洲的疯牛病、二恶英、口蹄疫等以及转基因产品可能产生的潜在危害，再加上越来越严重的禽流感和此起彼伏的食品污染事件，已经使生活在这个世界上的人们颇有些谈“食”色变。由动物疫病和药物残留等引发的食品安全事件频频发生，既给人民生命健康造成重大威胁，也对世界各国经济和社会发展产生了严重影响。在我国，食品中毒事件频频发生，食品质量问题层出不穷。我国的消费者也增长了对食品供应的忧虑，产生出“这不能，那不能，还能吃什么”的疑问。浙江省的消费者因食用掺“吊白块”的粉丝而险些丧命，重庆查出不法厂商用“毛发水”兑制有毒酱油，广东发现几百吨黄曲霉素严重超标的毒大米„„此外还有长期以来危害消费者的注水肉、蔬菜中农药残留超标、面粉增白剂超标等，形成一条在食品领域流行的“毒流”。消费者强烈要求知道我国食品流通领域的安全系数有多低、这样的“毒流”何时能够根治。最为严重的是各种各样的高致病性传染病开始进行变种，慢慢地从动物向人传染。肉类食物是人类正常的饮食链中最重要的食物来源之一，没有这些多样化的食物为人提供能量营养，人的健康就很难得到保障。而传染病的隐蔽性和人类食物链的复杂性让人很难防范。面对美味的菜肴，人们张开的嘴越来越犹豫。

因此，对食品从生产到消费的供应链全程进行追踪，并在发生问题后进行追溯，就成为监控食品安全，保障消息者健康的必要手段，而这也是广大消费者期望所在。

针对食品安全问题，世界各国政府都积极采取了各项措施，并出台了相应的法律法规和政策，来保障食品安全。2000年，欧盟颁布了1760/2000号法规(又称新牛肉标签法规)，要求自2002年1月1日起，所有在欧盟国家上市销售的牛肉产品必须具备可追溯性，在牛肉产品的标签上必须标明牛的出生地、饲养地、屠宰场和加工厂，否则不允许上市销售。2002年，欧盟又颁布了第178/2002号法规(又称一般食品法)，要求从2005年1月1日起，凡是在欧盟国家销售的食品必须具备可追溯性，否则不允许上市销售，并且禁止进口不具备可追溯的食品。

2002年，美国国会通过了“生物反恐法案”，将食品安全提高到国家安全战略高度，提出“实行从农场到餐桌的风险管理”。国家对食品安全实行强制性管理，要求企业必须建立产品可追溯制度。在有关的规定中，明确了企业建立食品安全可追溯制度的实施期限，大企业(500名雇员以上)在法规公布12个有后必须实施，中小型企业(11-499名雇员)在法规公布18个月后必须实施，小型企业(10名雇员以下企业)，在法规公布24个月后必须实施，到2006年底所有与食品生产有关的企业必须建立产品质量可追溯制度。

英国政府建立了基于互联网的家畜跟踪系统(CTS)，以记录获得身份证的家畜从出生到死亡的转栏情况，以便这些家畜可以随时被追踪定位。这套家畜跟踪系统与标牌(每头家畜都有唯一的号码，家畜号码一般通过两只耳朵的脚环来进行记录)、农场记录(农场必须记录有关家畜出生、转入、转出和死亡的信息)、身份证(1996年7月1日出生后家畜必须有身份证来记录它们出生后的完整信息，在此之前的家畜由CTS来颁发认证书)，共同构成了家畜辨识与注册综合系统。

从国际发展状况来看，世界各国也纷纷采取了措施，力图有效地对整个食品供应链进行跟踪与追溯，即建立“从农场到餐桌”的食物供应链跟踪与追溯体系。实施可追溯既是保障食品安全的现实需求，也代表了当前和未来食品安全保障措施的发展趋势。从技术手段来看，采用RFID建立农产品全程监管和追溯体系已经成为趋势。以RFID为标识手段，将EANUCC编码体系(全球统一标识系统)应用于从种植、养殖到加工、零售的过程控制和信息传递，再结合“危害分析与关键控制点”(HACCP)应用，就可以有效地对农产品供应链全过程进行跟踪与追溯。

3.2.2有助于规范发展地方特色生态养殖业

2004年，中共中央出台了《关于促进农民增加收入若干政策的意见》(中发[2004]1号)采取了一系列更直接，更有力的支农惠农政策措施，保护和调动了农民积极性，农村呈现出良好的发展局面，2005年中央《关于进一步加强农村工作提高农业综合生产能力若干政策的意见》的一号文件，进一步向全党、全社会发出加强“三农”工作的明确信号，要把发展特色农业，建设基地，培育品种，加强营销，要在搞好原产地保护和支持产业化经营等方面狠下功夫，加快建设特色农产品标准化生产基地，对特色农产品生产和加工进行规范化管理，真正培育和发展“特色资源，特色环境，特色工艺”的特色农业，注重特色农产品良种繁育和技术推广服务。优质纯种地方土鸡是集具地方特色的良种，因此优质土鸡生态养殖符合我省的产业发展方向。

地方纯种土鸡作为有优势、有特色、有基础、有前景的特色产业项目，能在较短的时间内创造良好的经济效益，能有力地推进农业和农村经济结构调整。由于目前市场的无序和混乱，种鸡生产场家急功近利，随意杂交，导致鸡品种的杂乱，优质鸡特别是地方优良品种受到严重的威胁;其次，少数生产厂家缺乏管理意识滥用抗生素、药物致使优质鸡质量下降和传染性、遗传性疾病的增加，为了保证土鸡优良的品质特征，良好的环境适应性，和别具特色的品种优势，建立地方土鸡信息化养殖，从繁育、饲养、防疫、用药、饲料、注册等养殖环节到疫情预警、运输、终端销售等环节的全方位、全过程监控和快速响应。

每一只家禽都配有一个“身份证”-RFID标签，顾客可通过母鸡“身份证”上携带的信息，查询到禽类食品的全生命过程中的信息，包括产品名称、生产日期、公司名称、生产地、检疫证号、检疫结果、检疫日期以及种鸡、防疫、用药、饲料、运输、检疫等具体信息，从而保证食品的安全和品牌价值。

三、总体流程与功能结构

1、业务概要流程

{INCLUDEPICTURE "file:///C:UsersAdministratorAppDataRoamingTencentUsers752921554QQWinTempRichOleY[L}FQW14KPJ570$FW4LCKL.jpg"|

家禽养殖管理信息系统可以保障家禽食品安全及可全程追溯，规范生产、加工、流通和消费四个环节，将家禽食品配一个唯一的“电子身份证”(RFID电子标签)，并建立食品安全数据库，从食品养殖及生产加工环节开始加贴电子标签，实现从“养殖场到餐桌”全过程的追踪和追溯，包括运输、包装、分装、销售等流转过程中的全部信息，如养殖场、食品加工、配送、销售终端等都能通过电子标签在数据库在查到相关信息。

2、功能架构

家禽信息化养殖管理系统功能主要包括：中心数据库系统、养殖场饲养管理信息系统、安全生产与加工管理系统、食品供应链管理系统、消费终端查询系统、检验检疫与监控系统、食品安全公共信息服务平台系统等组成，如图2所示。

中心数据库系统功能主要包括：中心数据库主要包括：食品分类库及样品库、食品相关监管与生产单位等基本数据、食品安全标准与安全指标、食品生产与管理信息、食品安全监测与检测数据、管理服务系统等。

养殖场饲养管理信息系统功能主要包括：生产原料管理、生产过程管理、实验室管理、出场管理、脚环管理、综合查询、基础数据维护等。

安全生产与加工管理系统功能主要是：为养殖场食品进行生产加工进行信息管理。在生产与加工环节中，将养殖环节中电子标签所标识的信息传递入生产加工环节信息链，按管理标准与规范采集生产加工不同节点上的信息，通过电子标签唯一标识，并将该信息传送到物流配送环节中。

供应链管理系统：主要为仓储和物流配送进行信息管理，通过RFID技术在生产加工及商店供应链中建立追溯系统。

消费终端查询系统：在食品进入终端销售时，消费者可以查询食品相关信息。

检疫监控系统：不仅在养殖、生产加工过程进行检验检疫，基于RFID技术的检疫监控还可以在道口使用，并将监控链延伸到超市。

3、系统结构

家禽信息化养殖管理系统结构主要由三个层次、二级节点和一个 心与基础构架平台构成。

三个层次：网络资源平台系统、公共服务平台系统和应用服务平台系统。 二级节点：由食品供应链及安全生产监管中心和食品产业链中各关键检测节点组成。数据中心为海量的家禽食品追溯与安全监测数据提供充足的存储空间，保证信息共享的开放性、资源共享及安全性，实现食品追踪与安全监测管理功能。各关键监测节点包括养殖场节点、生产与加工线节点、仓库与配送节点、消费节点，实现各节点的数据采集和信息链的连接，并使各环节可视。

一个数据中心与基础构架平台：一个中心为食品供应链及安全生产监管数据管理中心，本中心是构建于基础支撑平台RFID之上的管理平台。

图3 基于RFID技术的家禽信息化养殖管理系统结构图

4、部署结构图

图4 基于RFID技术的家禽信息化养殖管理系统部署结构图一

图5 基于RFID技术的家禽信息化养殖管理部署结构图二

四、 软件系统设计和业务流程

养殖场家禽养殖管理涵盖了家禽养殖的全过程，记录了饲养过程中的饲料使用、药物使用、免疫接种等情况。在脚环管理环节主要体现出电子脚环与鸡只个体应用的结合，包括个体上环、个体用药、个体合格评定。

1.功能模块设计

养殖场饲养信息管理系统 如下图：

图6 养殖场饲养管理信息系统模块组成图

2、业务流程图

2.1养殖场饲养管理管理业务总流程图

图7 养殖场饲养管理业务总流程图

2.2、鸡苗登记与分配业务流程图 2.

3、转批管理业务流程图 2.4、出场分批及数量核销流程图

2.5、药物来源登记流程图

2.6、 药物使用监管流程图

图12 药物使用监管流程图

3、生产资料管理 3.1、 鸡苗登记/分配

3.2饲料登记

3.3 疫苗登记

3.4、 药物登记

4、生产过程管理 4.1、 饲料使用

4.2、 疫苗使用

4.3、 药物使用

4.4、转栏

4.5、临床检查

4.7、生产情况查询

5、出栏管理

5.1、报检组批

5.2、供出场加工

5.3、非出场出栏

5.4、重新组批

6.脚环管理

6.1上环

6.2、转批管理

6.3、监装

7.基础数据维护 7.1 养殖单元维护

五、硬件系统 1. RFID硬件方案 1.1 频段选型范围

RFID电子标签主要使用的频段有125K、134K、13.56M、915M和2.4G，其中2.4G不适合本项目，另外4个频段项目组都进行了详细的测试。

1.2 选型决定的因素

(1) 电子脚环

必须应用直径不大于3.5CM的小脚环 脚环需支持读写功能 脚环容量不小于256bit (2) 通道式读写器

远距离读卡器有效识读距离达到50CM 根据鸡通过时的特点，远距离读卡器可以覆盖鸡的通过范围 (3) 手持设备

手持机具备读写脚环功能，读写距离不低于5CM 

手持机可通过串口或蓝牙方式与PC进行通讯 手持机提供编程接口，可支持应用开发

1.3 各频段测试情况

1.4 选型结果

结合项目对硬件的需求及项目组测试的各频段设备情况，最终采用国际动物识别领域通用标准的134.2K频段，使用RLF102A远距离读卡器、PT850D手持机，飞利普High-tag芯片，经实际测试，各项参数如下：

(1) 菲利普High-tags芯片脚环 

脚环为直径3.5CM的小脚环 脚环支持读写功能，其中通过手持机可读可写，通过远距离读卡器只能读 脚环容量256bit，其中除去内臵标识码，剩余可用空间为192bit。

(2) RLF102A远距离读卡器 

脚环垂直时可以保证读到50CM 有轻微倾斜角度可稳定读到40CM 完全水平没有角度只能读10到15CM (3) PT850D手持机

手持机具备读写脚环功能 手持机读写距离为3-8CM 手持机可通过串口方式与PC进行通讯 手持机提供编程接口，可支持应用开发

2. 长柄手持机设计方案

PT850D手持机可以满足项目基本需求，但由于识读距离只有3到8CM，每次读取脚环信息工作人员都要拿手持机贴近鸡脚，实际应用起来不方便。可以在PT850D手持机的基础上，采用长柄手持机PT850E。

2.1 长柄手持机需求

为了更方便企业工作人员与政府部门监管人员进行读写活鸡脚环信息的操作，手持机需要满足以下需求：

人员可以在远离鸡1到2米的地方操作 在鸡群中能够准确的读到指定鸡的信息 电子脚环完好情况下识读率达到100% 2.2 长柄手持机设计思路

目前市场上所有134.2K频段的手持机读取3CM大小的电子脚环的最远距离不超过15CM，为了满足项目需求，必须改变现有手持机的设计思路，传统手持机都是将天线与RFID读头集成在手持机本身。此次我们改变设计，单独设计天线，制作了一根长1.5米的延长天线(渔杆状)，在延长天线的最前部集成了RFID读头，延长天线与手持机通过串口方式连接。 2.3 长柄手持机应用方法

实际进行读取活鸡脚环操作时，工作人员一手拿手持机，另一手拿延长天线，在远离活鸡1到2米的地方，伸长延长天线，使RFID读头靠近活鸡脚环，在脚环完好情况下，可保证100%识读率。 3.通道门设计方案 快速，批量查验经过通道的鸡 

在脚环完好情况下经过通道门鸡识别率>99% 能及时显示通过时鸡的证书及检验信息 

通道建设:在原企业的出鸡通道旁建设一新通道(宽度40-45cm),新通道两端与原通道连通,通道中部安装两台垂直布臵两台RLF102,这样整个通道截面全部复盖到读写器读写范围内。

4. 中控机设计方案 4.1 中控机需求 运行企业脚环发放软件 运行企业通道监装软件 

能及时上传已发放的脚环序列 能及时上传监装数据

4.2 实现方式

1、连接脚环发卡器,发放脚环

2、连接通道门前端读卡器,实施监装过程

3、过接CDMA无线Modem 上传脚环发放及监装数据

六、项目周期及经费预算

1. 项目建设周期和进度计划

系统建设周期一年，从2010年5月到2011年6月，具体建设过程为： 2010.05-2010.07 系统需求分析 2010.08-2010.10 基础设施建设

2010.11-2011.01 软件平台的移植、开发及完善 2011.02-2011.04 系统整合、安装联调 2011.05-2011.06 竣工验收 2. 项目组织保障 2.1 领导组 组 长：赵 霞(学习乡党委书记) 副组长：韩 东(学习乡劳光村第一书记) 成 员：王 林(学习乡组织委员)

吴金余(学习乡民政办主任)

周恒芝(学习乡劳光村党总支书记) 刘守跃(学习乡劳光村村委会主任) 余春生(学习乡劳光村文书)

2.2 技术指导组

组 长：黄秋亮(学习县家禽养殖技术中心主任) 副组长：王玉华(学习乡养殖协会主任) 成 员：孙启发、何成功、魏先凯 3. 经费预算表

七、 项目经济和社会效益

项目辐射带动力强，辐射区域可达学习乡范围内所有村及周边乡镇，项目符合国家产业政策及本区规划，充分发挥企业在经济发展中的示范带头作用，通过发展、刺激引导，促进了种植业的发展，有利于改善人民生活水平，丰富和改善人们的食品结构;有利于促进新兴产业的发展，使农民增收;有利于改善生态环境，实现农业可持续发展;有利于促进农业结构调整。项目区农民在实施项目后可提供200个就业岗位，带动农户100户，人均年增收2000元左右，实现年利润300万元。

八、术语解释

RFID：

Radio Frequency Identification射频识别 RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)的缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起并逐渐走向成熟的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。 与目前广泛使用的自动识别技术例如摄像、条码、磁卡、IC卡等相比，射频识别技术具有很多突出的优点：第一，非接触操作，长距离识别(几厘米至几十米)，因此完成识别工作时无须人工干预，应用便利;第二，无机械磨损，寿命长，并可工作于各种油渍、灰尘污染等恶劣的环境;第三，可识别高速运动物体并可同时识别多个电子标签;第四，读写器具有不直接对最终用户开放的物理接口，保证其自身的安全性;第五，数据安全方面除电子标签的密码保护外，数据部分可用一些算法实现安全管理;第六，读写器与标签之间存在相互认证的过程，实现安全通信和存储。 目前，RFID技术在工业自动化、物体跟踪、交通运输控制管理、防伪和军事用途方面已经有着广泛的应用。 电子标签：

利用RFID技术的集成电路芯片，具有一定的数据存储空间，可以封装成各种形式。 电子脚环：

将电子标签封装成可以挂在(或钉上)动物耳朵上的装臵，用于动物识别与追踪。 查验门：

门状电子标签读写设备。当家禽只通过时，可以自动识别并且读写信息，当和计算机系统连接时可以根据要求产生报警等信息。 EAN-UCC编码：

EAN〃UCC系统，由国际物品编码协会(EAN International)和美国统一代码委员会(UCC)共同开发、管理和维护的全球统一和通用的商业语言,为贸易产品与服务(即贸易项目)、物流单元、资产、位臵以及特殊应用领域等提供全球惟一的标识。 EAN〃UCC系统在世界范围内为标识商品、服务、资产和位臵提供准确的编码。这些编码能够以条码符号或RFID标签(射频识别标签)来表示，以便进行电子识读。

第二篇：农产品标准化生产溯源管理系统简介

**安全农产品溯源标识信息管理体系建设将紧紧围绕“着力构建现代农业发展平台”的总体思路，遵循“以实现溯源为核心，以信息化手段为支撑，以农产品认证为基础，以检测检验为保障”的工作原则，推行公司运作、市场引导、品牌带动的运作模式，按照“生产过程有记录、记录信息可查询、流通去向可跟踪、主体责任可追究、问题产品能召回、质量安全有保障”的目标要求，应用二维码、RFID等信息技术采集传输农产品生产的各个节点信息，实现农产品全产业链质量管控，探索安全农产品溯源的途径，着力打造**农产品品牌。

溯源系统划分如下步骤：

农用物资：对农资采购的审核。经过审核通过的农用物资才能进入农产品的生产。

种植管理：《农产品标准化生产、溯源系统自动化监控平台》对农事大棚作物的操作进行自动化监控，通过预警信息来提醒操作员应该对农作物进行相关农事操作。操作者无需实地进行操作，只需在自动化控制平台点击农事操作按钮，即可实现在田间地头的农事操作。比如大棚作物需要浇水，只需点击水管开启功能按钮，即可实现对作物的浇水操作。

农事管理：将农事管理分为产前信息、产中信息、产后信息。产中信息，记录了农产品的全部生产过程，其工作流程包括：整地→播

种定植→喷药→施肥→除草→浇水→采收→土地清茬。产后信息记录了产品从采收之后进行加工、包装、到最后的销售。

质量检验：对于采收之后的农产品，由检测中心进行质量鉴定。病虫害防治：可对农作物每个部位进行智能化的诊断，在溯源系统的病虫害诊断界面，选择诊断部分，比如叶片，然后点击查询按钮，可查询出所有的关于此农产品叶片的病虫害图片，用户可根据这些图片和自己的农作物病虫害进行对比，找出此作物的病情，做到对症下药。用户管理：对用户包括监管部门用户、技术员用户、教授专家用户、检验员、合作社用户统一管理。

此外，该系统特别适合于发挥政府部门在农产品质量溯源过程中的监管，安装和使用成本也不高，是一套有效、便利、先进的农产品质量溯源管理系统。

第三篇：基于RFID的仓库管理系统设计

摘 要

存储作为物流系统的一部分，它在原产地、消费地，或者在这两地之间存储管理物品，并且向管理者提供有关存储物品的状态、条件和处理情况等信息。从物流发达国家来看，仓储在物流战略中的重要性日益提高，在物流管理中占据着核心的地位，并己成为供应链管理的核心环节。供应链环境下的仓储管理涉及大量各类型的产品，同时对应的业务和结构比较复杂，对信息的准确性和及时性要求非常高。目前，仓储管理通常使用条码标签或是人工仓储管理单据等方式。但是条码的许多方面容易造成人为损失，使得现在国内的仓储管理始终存在着缺陷。射频识别(RFID)技术是在无线电技术基础上，利用射频信号对静止或移动的物体进行自动识别和数据交换的技术。RFID技术的优点使其在物料跟踪、运载工具和货架识别等要求非接触数据采集、交换和频繁改变数据，具有很大的发展潜力与前景。本文针对传统的物流仓储管理存在的缺陷，利用RFID技术来解决传统物流仓储管理存在的问题，满足当前物流仓储管理的需要。

关键字：RFID,智能存储,信息技术

前言

物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸扩展的网络;第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

射频技术(RFID)是一种世界上较为领先的自动识别技术，RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多标签，操作快捷方便。RFID是一种突破性的技术："第一，可以识别单个的非常具体的物体;第二，其采用无线电射频，可以透过外部材料读取数据;第三，可以同时对多个物体进行识读。此外，储存的信息量也非常大。目前该技术广范应用于以下领域，如身份识别、防伪、大型设备固定资产管理、药品物流识别、档案、车辆管理等诸多领域。

最基本的RFID系统由三部分组成：A、标签(有、无源)：由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象;B、读写器：读取(可以写入)标签信息的设备;C、天线：在标签和读取器间传递射频信号。

目录

摘要 关键字 前言

一.案例描述应用

1.1系统特色及应用领域.„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 二.需求分析

2.1.实验箱模块的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

2.2.开发语言的选择 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „6 2.3.存储系统设计及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 三.整体描述和实现

4.1.系统模块的连接„„„„„„„„„„„„„„„9 4.2.系统模块的数据读写设计„„„„„„„„„„„„„„„11 4.3.应用系统UI设计„„„„„„„„„„„„„„„13 四.代码 ……………………………………………………..……15 五.总结……………………………………………………………29 六.致谢……………………………………………………………30 参考文件………………………………………………………31

一.案例描述

1.1应用系统特色及应用领域

信息的管理。它不但增加了一天内处理货物的件数，还监看着这些货物的一切信息。射频卡是贴在货物所通过的仓库大门边上，读写器和天线都放在叉车上，每个货物都贴有条码，所有条码信息都被存储在仓库的中心计算机里，该货物的有关信息都能在计算机里查到。当货物被装走运往别地时，由另一读写器识别并告知计算机中心它被放在哪个拖车上。这样管理中心可以实时地了解到已经生产了多少产品和发送了多少产品。并可自动识别货物，确定货物的位置。另外，从全球发展趋势来看，随着RFID相关技术的不断完善和成熟,RFID产业将成为一个新兴的高技术产业群，成为国民经济新的增长点。因此，RFID技术有望成为推动现代物流加速发展的润滑剂。

二.需求分析：

1、所有的设备均配备有唯一标识的RFID标签。通过固定读写器和天线可以实现对货架上的所有设备进行进行实施的状态跟踪。

2、可通过手持机随时获取设备编码并查询设备相关信息。

3、可使用手持机在一定距离内对货架上的设备进行定位。

4、可以通过管理系统提供设备外借归还功能。

5、管理系统可以提供查询功能，可随时获知各设备的状态。

6、设备库房出入口配备有固定读写装置，当带有标签的设备在到达出入区域时，该设备的信息和进入时间将会被

7、对于未办理外借手续的设备到达出入区域时，系统将会发出报警并记录。

8、系统配备有盘点功能，利用PDA可以实现对设备的快速盘点并生成盘点文件。 2.1实验箱模块的选择;

高频RFID阅读器

设计中选用高频阅读器模块，做基于高频RFID的实验室管理系统。考虑到高频工作频率在3MHz～30MHz，典型频率为13.56MHz。其工作范围比较大，性价比高，综合考虑采用高频RFID阅读器。 2.2开发语言的选择;

Microsoft Visual C++，(简称Visual C++、MSVC、VC++或VC)微软公司的C++开发工具，具有集成开发环境，可提供编辑C语言，C++以及C++/CLI等编程语言。VC++整合了便利的除错工具，特别是整合了微软视窗程式设计(Windows API)、三维动画DirectX API，Microsoft .NET框架它以拥有“语法高亮”，IntelliSense(自动完成功能)以及高级除错功能而著称。比如，它允许用户进行远程调试，单步执行等。还有允许用户在调试期间重新编译被修改的代码，而不必重新启动正在调试的程序。其编译及建置系统以预编译头文件、最小重建功能及累加连结著称。这些特征明显缩短程式编辑、编译及连结花费的时间，在大型软件计划上尤其显著。

Visual Studio 是微软公司推出的开发环境，Visual Studio 可以用来创建 Windows 平台下的 Windows应用程序和网络应用程序，也可以用来创建网络服务、智能设备应用程序和 Office插件。Visual Studio是目前最流行的Windows平台应用程序开发环境。

Visual Studio 2008 包括各种增强功能，例如可视化设计器(使用 .NET Framework 3.5 加速开发)、对 Web 开发工具的大量改进，以及能够加速开发和处理所有类型数据的语言增强功能。Visual Studio 2008 为开发人员提供了所有相关的工具和框架支持，帮助创建引人注目的、令人印象深刻并支持 AJAX 的 Web应用程序。[2] 开发人员能够利用这些丰富的客户端和服务器端框架轻松构建以客户为中心的 Web应用程序，这些应用程序可以集成任何后端数据提供程序、在任何当前浏览器内运行并完全访问 ASP NET应用程序服务和 Microsoft 平台。 2.3存储系统设计及分析; SQL Server SQL Server 是一个关系数据库管理系统。它最初是由Microsoft Sybase 和Ashton-Tate三家公司共同开发的，于1988 年推出了第一个OS/2 版本。在Windows NT 推出后，Microsoft与Sybase 在SQL Server 的开发上就分道扬镳了，Microsoft 将SQL Server 移植到Windows NT系统上，专注于开发推广SQL Server 的Windows NT 版本。Sybase 则较专注于SQL Server在UNIX操作系统上的应用。

SQL Server 2000 是Microsoft 公司推出的SQL Server 数据库管理系统，该版本继承了SQL Server 7.0 版本的优点，同时又比它增加了许多更先进的功能。具有使用方便可伸缩性好与相关软件集成程度高等优点，可跨越从运行Microsoft Windows 98 的膝上型电脑到运行Microsoft Windows 2000 的大型多处理器的服务器等多种平台使用。

三.整体描述和实现(在实验室搭建)：

3.1系统模块的连接

3.2系统模块的数据读写设计

1)建立数据库，2)建立信息存储表，3)通过DBMS连接SQL server,将开发软件vs2005通过ADO连接数据库，在系统中插入原始表，用来存储信息 3.3应用系统UI设计

1)系统流程分析

根据物联网的结构定义和设备资产管理领域的实际情况，智能货架管理方案将根据功能划分为三层，即感知层、网络层和应用层，具体的系统结构如下图;

如图所示，货架上各个设备均安装的RFID无源抗金属标签、货架上安装的固定读写器和天线组、PDA手持机、位于出入口的固定读写器及天线以及资产借还器组成了RFID智能货架管理系统，其工作原理和流程如下：

2)系统UI设计

四.代码

// 课设.cpp : Defines the class behaviors for the application. //

#include "RFID.h" #include " 智能货架.h" #include "智能货架Dlg.h"

#ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__;

#endif

///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CMyApp

BEGIN_MESSAGE_MAP(CMyApp, CWinApp) //{{AFX_MSG_MAP(CMyApp)

// NOTEcxIcon + 1) / 2;

(WPARAM)

int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;

// Draw the icon

dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon); } else {

CDialog::OnPaint(); } }

// The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags // the minimized window. HCURSOR CMyDlg::OnQueryDragIcon() { return (HCURSOR) m_hIcon; }

void CMyDlg::OnButton4() { // TODO: Add your control notification handler code here

// TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

UpdateData();

m_srb1.Empty(); m_srb2.Empty(); m_srb3.Empty(); m_srb4.Empty(); m_srb5.Empty(); m_srb6.Empty(); m_srb7.Empty(); UpdateData(FALSE);

char cmd[256],reply[1024];

if(!RFOn()) {

MessageBox(TEXT("RFID MB_ICONSTOP);

return ; }

Filed On Failed"), 0,

if(hasTag()) {

strcpy(t22ipayloadbits,"0002");

strcpy(t22spayload,"0");

t22execcmd(WRITE_BASIC_MODE,cmd,reply);

BOOL bok=TRUE;

if(strstr(reply,"OK"))

{

strcpy(t22ipayloadbits,"0224");

t22execcmd(READ_SEQUE_START,cmd,reply);

if(strstr(reply,"OK"))

{

CString t1,t2;

t1=reply;

m_srb1=t1.Mid(7,8);

m_srb2=t1.Mid(15,8);

m_srb3=t1.Mid(23,8);

m_srb4=t1.Mid(31,8);

m_srb5=t1.Mid(39,8);

m_srb6=t1.Mid(47,8);

m_srb7=t1.Mid(55,8);

}

else

bok=FALSE;

}

else

bok=FALSE;

if(!bok)

AfxMessageBox(TEXT("Err"), MB_ICONSTOP, 0); } else

AfxMessageBox("There is no tag", MB_ICONSTOP, 0);

RFOff();

UpdateData(FALSE);

}

void CMyDlg::OnBnClickedButton5() { // TODO: 在此添加控件通知处理程序代码

CWaitCursor wc;

UpdateData();

if(m_readeraddr.IsEmpty()) {

AfxMessageBox(TEXT("请输入读MB_ICONINFORMATION, 0);

return ; }

LPTSTR p = m_readeraddr.GetBuffer(); char ccommno=*p; m_readeraddr.ReleaseBuffer();

器地址"), 写

CString t; GetDlgItem(IDC_BTN_CONNECTTOREADER)->GetWindowText(t);

if( TEXT("连接") == t) {

if(m_modsel != m_presel)

{

if(!SetConfigInfo("HFExample",m_modsel))

TRACE("Set HFExample Config info ERR ");

}

DWORD newcom;

newcom=_tcstoul(m_readeraddr,NULL,10);

if(newcom != m_precom)

{

if(!SetConfigInfo("HFExampleCom",newcom))

TRACE("Set HFExampleCom Config info ERR ");

}

if(m_modsel == 0) //网关模式

{

TCHAR _comm[10]={0};

_stprintf_s(_comm ,9, TEXT("COM%c"),ccommno);

CSelector seler(_comm);

if(!seler.SelHF())

{

AfxMessageBox("HF模块未准备好", MB_ICONSTOP, 0);

return ;

}

}

if(!m_preader->ConnectToReader(m_readeraddr))

{

AfxMessageBox("连接失败", MB_ICONSTOP, 0);

return ;

}

GetDlgItem(IDC_BTN_CONNECTTOREADER)->SetWindowText(TEXT("断开"));

GetDlgItem(IDC_BTN_CARDREAD)->EnableWindow(TRUE);

GetDlgItem(IDC_RADIO1)->EnableWindow(FALSE);

GetDlgItem(IDC_RADIO2)->EnableWindow(FALSE); } else {

if(m_preader->DisConnectFromReader())

{

GetDlgItem(IDC_BTN_CONNECTTOREADER)->SetWindowText(TEXT("连接"));

GetDlgItem(IDC_BTN_CARDREAD)->EnableWindow(FALSE);

GetDlgItem(IDC_RADIO1)->EnableWindow();

GetDlgItem(IDC_RADIO2)->EnableWindow();

} }｝

五.总结

通过对物流信息的课设，以及物流信息技术应用的基本情况的研究，我们发现，目前许多市场意识强的企业，已把物流作为提高市场竞争力和提升企业核心竞争力的重要手段，把现代先进的物流信息技术引入企业经营与管理之中，来提高经济效益。

通过对这篇文章的研究，我们发现了影响物流信息技术应用的因素，有技术本身的因素，还有一些影响物流信息技术能够充分运用的外界环境因素，我们能做的只有是加快技术研究的步伐，提高物流信息技术的质量，加强物流信息技术的应用意识，紧跟国外先进的步伐，取其精华，去其糟粕，创造出适合物流信息。

致谢

此次课设是对之前所学嵌入式知识的一次具体的运用，是对所学知识的一次总结和升华。

课设的顺利完成离不开老师的悉心指导和同学的帮助鼓励。在此感谢我嵌入式的RFID老师薛建彬，在平时的嵌入式学习中张老师给了我莫们大的帮助，课设中老师对于完成室内信息的采集给了我们指导性的意见，对于所遇到的问题给予了详细的解答，体现出了严谨求实的态度，值得我们学习。

感谢我的同学，在搜集资料的过程中给与我实实在在的帮助，让我能够有充足的资源和信息，为课程设计的实施过程开辟了良好的空间。在遇到一些类似的问题时，可以相互讨论和交流经验，起到了很好的促进作用。在设计的过程中给与的关心和鼓励，给了我莫大的动力。

参考文件

[1] 刘媛，郝铭. 基于RFID和WSNs的仓储监管系统的设计.微计算机信息，2006，10-2: 283-285. [2] 余雷，基于RFID电子标签的物联网物流管理系统.微计算机信息，2006,1-2: 232-235. [3] 安结.图书馆领域中淘汰条形码的新技术—RFID[J]. 图书馆学研究,2004(9):9-11. [4] 庞娟.RFID与仓储管理系统的应用结合[J].中国储运, 2004(5):47-48. [5] 郑平标. RFID 技术在仓储管理系统中的应用[J]. 铁道货运, 2005(12):18- 21. [6] 耿雪霏. RFID 技术在供应链管理中的应用[J]. 物流科技,2005,28:79- 80. [7] 赵宏,王小牛,任雪惠.嵌入式系统应用教程[M].北京:人民邮电出版社,2010,9. [8] 李文仲.ZigBee线网络原理.冶金工业出版社-3版

[9]李俊斌，胡永忠.基于CC2530的ZigBee通信网络的应用设计[J]. 电子设计工程，2011(16)：108-111

第四篇：远程RFID公交智能交通系统设计方案

远程RFID公交智能交通系统

设计方案

系统版本：R2.0 (Cover Title 2) 文档编号：CHI-PT-NJBL-A2

南京北路自动化系统有限公司

2010年6月

远程RFID公交智能交通系统设计方案

目

录

1 2 3 系统概述 ............................................................................................................... 3 系统原理与组成 ................................................................................................... 3 系统功能与特点 ................................................................................................... 6

3.1 3.2 系统功能 ...........................................................................................................6 系统的特点 .......................................................................................................7

4 系统技术指标 ....................................................................................................... 9

4.1 系统指标及主要设备参数 ................................................................................9

4.1.1 4.1.2 4.1.3 系统指标 ........................................................................................................ 9 识别分站 ........................................................................................................ 9 识别卡 .......................................................................................................... 10 5 结束语 ................................................................................................................. 10

远程RFID公交智能交通系统设计方案

1 系统概述

城市公共客运系统基本上还是采用"定点发车、两头卡点"的手工作业的调度方式，调度人员无法实时了解运营车辆情况，难以及时有效地采取调度措施。公交车辆调度处于"看不见、听不着"现状，具有较大的盲目性和滞后性。导致公交车辆的行车速度下降、行车间隔不均衡，且时常出现"串车"、"大间隔"现象，严重影响了公交客运的服务质量。再就是等车公众不能及时了解所等班车的运行情况，不知道要等多久才能等到所乘班车。利用将RFID技术、电子地图和无线网络技术建设公交管理系统，可以实现公交车远距离、不停车采集信息;进出站信息自动、准确显示。使公交调度系统准确掌握公交停车场公交车进出的实时动态信息。通过实施该系统可有效提高公交车的管理水平，对采集的数据利用计算机进行研究分析，可以掌握车辆运用规律，杜绝车辆管理中存在的漏洞，实现公交车辆的智能化管理，提升城市形象。从而提高城市公共交通运营调度的管理水平。

RFID公交智能交通系统采用先进的信息通讯技术，收集道路交通的动态、静态信息，并进行实时地分析，并根据分析结果安排车辆的行驶路线，出行时间，以达到充分利用有限的交通资源，提高车辆的使用效率，同时也可以了解车辆运行情况，加强车辆的管理。RFID技术作为交通调度系统信息采集的有效手段，在交通调度管理系统中将扮演重要角色。

2 系统原理与组成

射频识别技术，英文全称为 Radio Frequency Identification (简称为 RFID )，是指相关的无线电技术在自动设备识别( AEI )领域中的具体应用。该技术利用无线射频方式进行非接触的双向通信，以达到识别目的并交换数据，以实现人们对各类物体或设备(人员、车辆、物品)在不同状态(移动、静止或恶劣环境)下的自动识别和管理。

完整的 RFID 系统由识别卡(Transponder 或 Tag)、基站式识别器(Reader)以及后台应用系统构成。在有关车辆识别的应用中所采用的是远距离RFID技术，其工作原理是在目标车辆上配置RFID识别卡，识别卡发出的含有唯一识别码的射频信号在监测范围内被基站式识别器采集，通过电脑或内嵌系统的分析，即可准确判断车辆的身份、经过的地点和时间

RFID技术的无线识别功能运用到公交车辆的跟踪上，可以采集道路交通中公交车辆位置信息，也可有效的获取交通流量等其他交通数据。

远程RFID公交智能交通系统设计方案

RFID公交智能交通系统是由信息采集网络(识别基站、LED或液晶显示屏、识别卡)以及指挥中心组成。信息采集网络是由策略性分布在公交交通系统中重要交通监测部位的信息采集点构成的监测网络。每个信息采集点安装一个识别基站。这些识别基站安装在现有的交通附属设施上(比如红绿灯、路灯、车站、路牌、交通标志及指示牌等等)以减少施工成本。各采集点通过有线或无线数据通讯网与指挥中心的计算机系统连接。其中的数据通讯网可以是有线通讯网、无线专用网，也可以利用移动通信的GSM网或GPRS互联网平台实现。识别卡作为识别装置安装在入网公交车辆上，每张识别卡具有唯一性的电子识别特征(识别码)，以满足识别的要求。

网络结构如下图：

系统的原理是由安装在已知地点的识别基站通过无线读取数据的方式对经过该地点的车辆所配备的识别装置进行识别，由分布在不同地点的识别基站构成数据采集网络，通过计算机的分析处理，实现对运动中的公交车辆进行识别定位。

远程RFID公交智能交通系统设计方案

上图是公交车通过站台时的过程，识别基站的天线覆盖范围在100-300米，基本能覆盖整个站台，公交车在通过站台时，装在公交车顶部的识别卡将公交车的识别卡将公交车的车辆身份信息和到站时间，无线发送到识别基站，识别基站利用移动通信的GSM网或GPRS互联网平台，将车辆信息发送至每条线路的调度室，市级行政机关的交通管理部门通过对各调度室信息的收集来监控市内公交线路的整体运营质量。通过对公交车辆的识别定位和数据网络的传送，在站台的led屏或液晶屏可以向乘客实时显示该条公交线路的运行情况以及下一趟车离到站的情况，使乘客有更多的“知情权”，等车做到心中有数。

这些识别器及通讯单元除站台外，也可以安装在现有的交通附属设施上(比如红绿灯、路灯、车站、路牌、交通标志及指示牌等等，当采集点的分布达到一定的密度时，采集网络可以有效的覆盖一定区域内的交通道路。通过对持卡车辆在不同时刻通过不同采集点的数据的分析，就可以掌握车辆的运动轨迹、运动速度和最近位置。

指挥中心的计算机系统接受信息采集网络采集的数据并进行分析处理。同时也管理有关的数据库并运行应用软件，担负相应的指挥、通讯的任务。

对采集到的数据进行进一步的分析，还可以获得车辆平均速度、交通流速等其他有关交通信息，为智能化交通管理提供支持。同时也为政府交通管理部门对道路交通的规划提供参考。公交车的特点是站点和行驶线路基本固定，远距离RFID识别技术恰好可以利用公交的这一特性布设监测网络。而目前城市中一个公交站点往往同时为几条线路共用，因此，安装在一个站点的识别基站可以为几条线路服务，这就大大降低了设备成本。

远程RFID公交智能交通系统设计方案

3.1 系统功能与特点

系统功能

RFID应用在公交管理系统中实现的功能和特性有以下几个方面:通过不停车远距离自动识别，实时定点采集公交车辆进出站的时间，站台LED 显示牌及时显示到站信息,同时对车辆的调度、流量统计、车辆考勤、任务考核、以及维修保养期提示、车辆维修记录、审验记录等方面的自动化管理。  站点信息显示

通过对公交车辆的识别定位和数据网络的传送，可以通过站台的LED屏或液晶电视向乘客实时显示该条公交线路的运行情况以及下一趟车离到站的情况，使乘客有更多的“知情权”，等车做到心中有数，也可以及时发布通知和广告信息。



公交调度管理

可实现实时监控掌握整条线路所有在途车辆的运营情况，并及时迅速地针对不同的突发状况作出反应，从而保证了公交服务的稳定性。当公交车辆遇到堵车情况时，调度管理中心可通过联网电脑及时得知情况，并通过网络定位迅速判断出车辆所在的路段，在尽可能短的反应时间内，将相关路况信息提供给之后会经过该路段的其他车次，还可及时采取相应的调度措施。体现这一优势的基本点在于，通过远程跟踪保证调度方及时得知公交线路的运营情况，获得比较充足的反应时间来应对突发状况，从而更好地解决危机，实现公交车辆的跟踪监控管理，并塑造良好的城市公交服务形象。

经过一个较长时期的数据积累，线路调度管理部门可获得一组可靠的参考数据，通过数据了解不同季节、不同时间段以及工作日、双休日、节假日的客流基本情况，从而实现合理化配置发车数量与间隔等各种因素，保障市民的出行方便，同时减少了公交公司的运营成本及员工的劳动成本两方面的支出，带来尽可能大的整体收益。  公交车辆养护

通过对每辆车在一阶段内行驶的路程长度和平均速度的统计，管理者能够合理安排行驶路程过长的车辆进行维修保养，使交通工具资源得到最大效益的利用。

 车辆考勤管理

远程RFID公交智能交通系统设计方案

在目前的车队考勤管理中，常见的实施办法是让车辆驾驶员或者票务人员在某中途站下车到中途考勤点打卡以记录车辆到达该站点的时间。这样的办法不但因为手工采集数据汇总、分析效率低，而且因为是在途中考勤，一定程度上耽误了车辆正常行驶，也产生一些安全隐患。

当携带车载标签的车辆经过设有RFID识别设备的站点，车辆上车载标签发送每一辆车辆对应的唯一的识别码。车站上的识别设备将自动记录下此表示车辆唯一号码的识别码和此刻的具体时间，通过数据网络发送到相应的计算机，有此计算机将这些保存至相应的数据库中。

系统将按照上述原理自动对每辆公交车辆进行经过相应站点的时间考勤，并且能够统计出车辆每天的运行情况。这样，当天的考勤情况可以帮助车队管理者及时了解整条线路的运营情况，调度车辆来提供高质量整条线路乘运服务。而一段时间的历史数据积累有可以帮助管理者方便地对驾驶员进行绩效考评。通过都识数据此套系统来进行考勤管理，避免了人为的误差，大大减轻了劳动强度，增加了准确率。

值得注意的另外一点是，此例应用中，车队仅在需要考勤的站点上才设置RFID识别设备，例如起始站、终点站和途中个别特定的站点，相对起前述应用一提到的需要在所有站点都架设识别设备的跟踪系统，本方案的成本有较大幅度的降低。因此本方案与应用一所述方案原理类似，但所需投入资源不同，应用单位可根据实际需要选择合适的方案。  公共交通规划分析

通过对各个线路的数据收集，城市政府的交通管理部门工作人员便拥有了真正的可视化监督管理工具，并且直观、真实、可靠，能够比较全面而客观地反映出当前城市公共交通存在的各种问题，从而促使其加大力度进行维护和改善。无论是当天实时的交通信息，还是一个阶段积累后所获得的历史数据，都可成为城市各条线路运营质量评估的参考依据与评价标准，对于运营状况不佳的，可及时加以整改，调整线路或停止运行;对交通不方便的路段增加基础设施建设或整修道路。此外，综合各条线路的运营状况，交通管理部门可以整体评估城市公共交通的现状，为公共交通问题的进一步发展与改善提供思路。

3.2 系统的特点

与现有的其它公交智能交通技术实施方案相比，远距离RFID技术的方案具有其独到之处：

远程RFID公交智能交通系统设计方案

 与地埋线圈相比：

感应式地埋线圈最主要的缺点在于只能采集交通流量信息而不能对具体车辆进行识别跟踪，因此应用范围有限。而RFID技术恰恰弥补了地埋线圈的这一缺点。

 与卫星定位相比：

GPS卫星定位虽然可以识别车辆，各地也进行了一些试点运行，但存在着GPS车载设备价格较贵，信号不稳定等问题。另外，交通是经济的动脉，如果交通系统过度依赖GPS技术，一旦瘫痪则难以恢复到传统的管理方式，这必将给国民经济造成巨大的损失和负面影响。

GPS最主要的问题是目前国内商用GPS系统的卫星信号源为国外控制，我国自主的高性能的GPS系统实现尚待时日。一旦因为政治或经济冲突的原因失去信号来源，国内的GPS应用系统将面临瘫痪的危险。远程RPID公交智能交通解决方案，不依靠卫星信号，采用RFID技术，完全不会受到上述问题的困扰，从而保障了系统运行的长期稳定可靠。

当然，RFID技术在灵活性方面不及GPS,但足以满足公交在固定线路、固定站点特点之下的行业需求。  低成本：

与GPS需要昂贵的车载设备相比，基于RFID技术的系统可以将主要的识别及通讯设备由车载移至固定的地面数据采集点。因为采集点的数量远少于需要定位服务的车辆数量，所以所需的交通信息采集网络的投资要远小于为众多车辆安装GPS设备的投资。

在实现同等功能的情况下，RFID电子标识卡安装在每辆公交车辆，成本明显低于GPS车载设备。而且车辆跟踪平台建成时，由于经过同一站点的多条线路可以复用一个站台设备，那么整体实施RFID系统(车载标签+站点信号接收器)的成本也将低于GPS系统(车载设备+基站)。此外，RFID系统实施后，也可以为其他社会车辆提供增值服务，具有可观的潜在附加经济效益。  扩展性好：

从横向来看，基于RFID公交智能交通系统能和其它ITS(智能交通系统)系统有机整合，为其它系统提供有价值的信息，并实现不停车收费、闯红灯拍照、车速监控等功能。从纵向来看，作为标准的ITS系统，能为架构在RFID基

远程RFID公交智能交通系统设计方案

础上的其它软件提供完备的接口。进一步的深度信息挖掘，将给整体的ITS 提供更多的信息服务。

 识别卡功耗低 ，使用寿命长

识别卡2.4GHZ芯片，一体化的电路设计，功耗仅1mw，识别卡采用可更换电池，单个电池可持续工作三年以上，电池用完后，自动告警，更换电池即可。

 抗干扰能力强、响应速度快

抗干扰能力强，系统运作基本不受外界自然环境干，读卡时间仅为0.01ms/32bits，用独特的数据处理技术，准确快速的识别卡，有效的解决了同频干扰问题，解决了同一时间卡量太多，读卡器数据冲突造成错读、漏读识别卡而导致的考勤定位不精确和人员统计不准确的问题。  安装方便：

识别基站通过无线网连接，基站体积小，只需提供外接电源即可工作，识别卡一颗干电池可工作3年，只需安装在公交车顶部即可，无需取电。

4.1

4.1.1 系统技术指标

系统指标及主要设备参数

系统指标

最大系统容量：2000台识别分站 最多识别卡数量：20000个以上 漏读率：百万分之一

识别分站有效接收距离：不小于200m(最大300m) 被测目标最大移动速度不大于80km/hr 无线工作频率：2.4GHz 传输误码率：≤10-6

4.1.2 识别分站

电源功率 小于10w 无线工作频率 2.4GHz

远程RFID公交智能交通系统设计方案

调制方式 工作温度

GFSK -40℃-85℃

环境湿度 ≤95%

数据上传 GPRS、CDMA、3G等无线移动网

4.1.3 识别卡

发射功率 小于 1mw 工作频率 2.4GHz 调制方式 GFSK 防爆型式 本安 工作温度 -40℃-85℃ 环境湿度 ≤95%

电池工作时间 3.6伏锂离子干电池工作3年以上

5 结束语

南京北路自动化有限公司设计的远程RFID公交智能交通系统设计方案为公交公司的调度智能化管理提供了自动化管理，对于车辆进出的数据采集提供了全自动化方案，对车辆进出与监控发挥了重要作用。一方面大大提高了树立全新的城市的公交车辆管理的形象，预防了人工操作的漏洞，，资料存档，保证公交车辆进出的安全与可靠，也大大地促进了城市自动化建设步伐，为行业树立了一个成功应用新技术的范例。

第五篇：基于RFID物品防盗系统的设计方式论文

1 前言

射频识别RFID(Radio Frequency Identification)技术是通过无线射频方式传输和获取相关数据，并对物体加以识别。RFID解决了无源(卡中无电源)和免接触两大难题，可实现运动目标识别、多目标识别，其突出优点是环境适应性强，能够穿透非金属材质，数据存储量大，抗干扰能力强。目前已广泛用于学校、公共交通、门禁、物流、医疗等领域，已成为21世纪最热门的技术之一[1]。

典型的RFID系统由电子标签、阅读器、应用系统等组成，电子标签有主动标签、半主动标签与被动标签之分，电子标签有着全球唯一的电子编码，且有一定的存储空间，可以存储所标识物体的一些信息。电子标签可通过读写设备重新写入信息，来实现标签的重复利用[2]。

现如今人们出门在外通常会携带一些必备物品，手机、平板电脑、钱包及各种卡片，如信用卡、身份证、公交卡等。这些物品基本上是日常生活离不开的，更有一些物品是集多功能于一身的。但若出门忘带或者不小心丢失这些东西则会给人们带来不便甚至会造成损失;还有一些贵重物品趋于袖珍化，被不法分子顺走也不易被发现。因此如果有一套系统将这些物品管理起来，当物品脱离系统范围就发出报警，这样人们就会很轻松地管理随身物品，为防盗提供可靠保障。

2 系统设计及实现

本系统设计的思路是将要管理的物品贴上无源电子标签，设计一个易携带、低功耗的阅读器来管理这些标签从而实现防盗。因系统采用电池供电，对低功耗要求比较严格，因此采用超低功耗的MSP430芯片作为主控芯片，阅读器芯片采用AS3991，系统框图如图1所示。

AS3991是奥地利微系统公司研制的一款用于超高频(860MHz～960MHz)RFID阅读器的专用芯片，内部集成了射频的发射与接收，支持 EPC Class1 GEN2协议，但芯片对ISO18000-6A/B协议的支持并不完全，只能直接串行输出码流，因此解码与校验必须由MCU完成[3]。AS3991内部可输出最高为0dBm左右的已调射频载波信号，这一功率远远不够驱动远距离的无源标签，需增加外部功放电路来提高发射功率。功放芯片采用RF5110G，其典型工作频率为800-950MHz，还可以通过调整控制电压来改变输出功率。因为射频部分的电路设计复杂且要求较高，系统采用已设计好的阅读器电路，只留有电源接口及数据接口。通过控制器GPIO就可以实现对阅读器的编程及数据收发，电路原理图如图2所示。

系统采用超高频(UHF)阅读器及标签，是因为其可以实现远距离传输，也具有一定的穿透性，而常用到的高频(13.56MHz)只有几厘米到十几厘米的作用距离[4]。该系统可以将电子标签进行注册，然后将注册在案的标签进行保护，当标签不在系统的阅读范围内，则可以发出声音报警的功能，提醒主人。还可以通过搜索的功能在系统阅读范围内寻找指定的在册的标签，若发现，则发出声音提醒。

系统有三大主要功能：

⑴注册标签功能。将重要物品贴上电子标签，将拨动开关拨到注册端，这时系统就启动了注册功能，此时的阅读器发射功率低，只能激发厘米级范围内的标签，近距离可以避免在公共场所内搜索到附近他人的标签。此时系统扫描到电子标签，会与存储器中的信息比较，如果是一个新的标签，将会提示是否注册，注册成功后，标签信息将保存在芯片24C08中。24C08是一种电可擦可编程只读存储器，其保存的数据在掉电后不会丢失。

⑵标签防盗功能。将拨动开关拨到防盗端，系统即启动防盗功能，此时的阅读器发射功率较高，阅读距离可达1米左右。系统会定时去扫描已被注册的电子标签，若在扫描过程中找不到某个标签，系统会发出报警声，提醒主人;若在扫描过程中发现所有的标签都在阅读范围内，系统转为睡眠模式，以便节电。一段时间后，系统通过定时唤醒进行下一轮的扫描。

⑶搜索标签功能。当系统发现标签不在阅读范围内时发出报警。用户可以检查物品是否丢失，若发现真的不见了，用户可以按下搜索按钮，此时系统的发射功率又可以增强，阅读范围可达到1-3米。这样当标签进入阅读器范围时，系统同样会有声音提示。这个功能可以为公安人员搜查盗窃嫌疑人提供手段。

3 软件部分

MSP430与AS3991构成一套主从设备，由MSP430控制完成与AS3991的通信。AS3991内部已嵌入了对EPC GEN2协议的支持，集成了很多直接命令，用户只需直接调用相应的代码就可以了。软件流程图如图3所示。

系统软件的设计除了要实现对标签的读取外，还要实现两个功能，第一，通过软件控制阅读器的发射功率，从而改变其阅读距离;第二，标签及阅读器的防冲突问题。

3.1 控制发射功率

系统采用无源电子标签作为信息载体，它只有靠接收到来自阅读器的激发才能与阅读器进行通信。阅读器向标签传递能量时存在路径损耗，所谓路径损耗是指传输到阅读器发射天线的功率与标签接收天线获得的功率之差。因此应先做件链路预算的工作，包括前向链路与反向链路两个方向的预算，确保标签与阅读器能在指定距离处稳定通信[5]。因为系统有三种不同阅读距离，单靠硬件来实现这种功能比较复杂，可以通过程序来控制硬件实现三种不同的发射功率，从而实现不同的阅读距离。

如图2所示，Rf5100的ACP1与ACP2管脚的电压可以控制PA的输出增益。配置AS3991的8位寄存器(地址为0x18)来控制DAC端的输出电压，可以实现0～3.2V的变化，步阶是：3.2/256=0.0125V。DAC端的可变电压能够控制PA的变化输出。

3.2 防冲突算法

在RFID系统中，标签和阅读器之间的通信是通过共享的无线信道进行的，在多个阅读器或者多个标签同时发送信号的时候，必然会引起发送信号相互之间的冲突。因此在RFID系统中存在两种类型的冲突：标签冲突和阅读器冲突[6]。而对于本系统来讲，所管理的标签数量不是很大，且标签ID都是已知的，阅读器要激活标签时，只需发送指定的ID号就可以了。本系统面临的冲突问题可能是阅读器的冲突，因为阅读器是每个人都随身携带，且其阅读距离有些近，容易造成在某一个小范围内，同一个标签处于好几个阅读器的阅读范围，尤其在拥挤的公交车等公共场所，因此解决阅读器的冲突是本系统的重点。

阅读器防冲突的方法有：基于控制阅读器发射功率方法、基于时序的方法、基于载波侦听方法以及其它方法[7]。本文采用了基于载波侦听的方法，其思想是：将通信信道分为两部分，控制信道和数据信道。控制信道用于阅读器之间的通信来侦听是否有阅读器在工作;数据信道用于阅读器和标签之间的通信。控制信道是整个RFID系统频段的一部分，控制信道和数据信道相互之间不会产生干扰[6]。

4 结束语

本设计采用超低功耗的MSP430为主控制芯片，以超高频RFID为技术手段设计了一套随身物品防盗系。用户只需将要保护的物品贴上超高频电子标签就可以被系统保护，或者直接将超高频射频卡作为保护的对象。该系统可以程控阅读距离实现不同的功能，系统多数时间处于休眠模式，真正实现低功耗。该系统的不足之处是没能实现标签的通用性，尤其是不能识别身份证、门禁系统等常用的高频(13.56MHz)射频卡。

[参考文献]

[1]孙晔，王艳秋.RFID射频识别技术及应用[J].电大理工.2009，(01)：12-14.

[2]赵斌，张红雨.RFID技术的应用及发展[J].电子设计工程.2010，18(10)：123-126.

[3]郭晓峰.UHF RFID阅读器芯片功率放大器设计[D].北京：北京交通大学.2009.

[4]游战清，刘克胜，吴翔.无线射频识别(RFID)与条码技术[M].北京：机械工业出版社.2006.

[5]佐磊，何怡刚，李兵，等.无源超高频射频识别系统路径损耗研究[J].物理学报.2013，62(14)：150-157.