RFID射頻識(shí)別技術(shù)介紹

本文應(yīng)用射頻識(shí)別（RadioFrequencyIdentification，RFID）技術(shù)，結(jié)合設(shè)置在路面的讀寫裝置、安裝在車輛上的射頻標(biāo)簽，設(shè)計(jì)了一種LED路燈自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)LED路燈的智能開關(guān)，既能夠節(jié)約能源又可以有效減輕工作人員管理路燈系統(tǒng)的工作負(fù)擔(dān)。

與使用傳統(tǒng)光源（如高壓鈉燈、金鹵燈）的路燈相比，LED路燈具有無需預(yù)熱、耐頻繁開關(guān)、壽命長(zhǎng)、抗震性好、光色好、無污染、適應(yīng)的環(huán)境范圍廣及節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，因此，國(guó)內(nèi)已有多個(gè)城市建成了LED路燈示范道路。但是，我國(guó)大多數(shù)城市特別是中小城市的路燈管理系統(tǒng)均采用鐘控、光控或較簡(jiǎn)單的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在這種粗放的管理方式中，存在路面長(zhǎng)時(shí)間無車而路燈仍處于開啟狀態(tài)的問題，不僅給道路照明造成很大能耗負(fù)擔(dān)，也與當(dāng)前倡導(dǎo)的節(jié)能環(huán)保理念相違背。

1基于RFID的LED路燈智能控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)

路燈控制系統(tǒng)由監(jiān)控中心服務(wù)器和RFID智能終端兩部分組成，二者之間采用無線網(wǎng)絡(luò)傳送加密后的數(shù)據(jù)和指令。監(jiān)控中心服務(wù)器由配置管理服務(wù)器、監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫和無線通信子系統(tǒng)三個(gè)部分組成。RFID智能終端由RFID讀寫器、智能控制、無線通信三個(gè)模塊組成，各個(gè)RFID智能終端的間隔距離根據(jù)道路限速確定（如限速60km的道路，通常為3km左右安裝1套，參見本文3.2節(jié)）。

智能照明設(shè)計(jì)：利用RFID射頻識(shí)別技術(shù)的LED路燈智能控制系統(tǒng)

2基于RFID的LED路燈智能控制系統(tǒng)主要功能

基于RFID的LED路燈智能控制系統(tǒng),其中在汽車上安裝車載RFID電子標(biāo)簽，道路邊安裝帶有RFID讀寫器YXU1861的智能終端，交通管理部門中心機(jī)房安裝監(jiān)控中心服務(wù)器。除特殊情況下監(jiān)控中心服務(wù)器可以強(qiáng)制亮燈外，其他時(shí)段均可利用RFID智能終端來控制路燈的開啟和關(guān)閉，可以達(dá)到節(jié)約能耗和人力的目的。除此之外，本系統(tǒng)還具有集中控制與自動(dòng)控制相結(jié)合、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)、終端與監(jiān)控中心服務(wù)器互相認(rèn)證、車輛跟蹤的功能。

（1）集中控制與自動(dòng)控制相結(jié)合

通過中央控制和RFID控制相結(jié)合，系統(tǒng)提供靈活、方便、可靠的開關(guān)燈控制功能，監(jiān)控中心服務(wù)器自動(dòng)執(zhí)行群控開關(guān)燈，也可全天候控制任一智能終端執(zhí)行開關(guān)燈，可隨意設(shè)置路燈的省電模式，也可對(duì)一年中的各類節(jié)假日進(jìn)行開關(guān)燈設(shè)置。

（2）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

智能終端將通過其作用范圍內(nèi)帶有RFID電子車牌的車輛數(shù)目、類型等參數(shù)通過無線信道發(fā)送回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心配置管理服務(wù)器對(duì)這些數(shù)據(jù)加以分析、處理后，以直觀的圖形或表格形式提供給管理人員，為相關(guān)決策提供準(zhǔn)確的依據(jù)。關(guān)鍵數(shù)據(jù)保護(hù)

智能終端有備用電池，以確保交流供電中斷后系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。RFID智能終端的數(shù)據(jù)保存在FLASH中，保證數(shù)據(jù)不丟失以及保障系統(tǒng)同監(jiān)控中心全天候通訊。監(jiān)控中心配備UPS不間斷電源，保證主機(jī)正常運(yùn)行和與智能終端之間的通訊。

智能照明設(shè)計(jì)：利用RFID射頻識(shí)別技術(shù)的LED路燈智能控制系統(tǒng)

（4）終端與監(jiān)控中心互相認(rèn)證

監(jiān)控中心可以設(shè)定自己的系統(tǒng)命令密碼，智能終端只對(duì)符合密碼的命令接收和執(zhí)行，不符合密碼的命令被忽略，這樣可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，防止他人干擾。

（5）車輛跟蹤

當(dāng)安裝了RFID電子標(biāo)簽的被盜搶車輛經(jīng)過RFID智能終端時(shí)，RFID智能終端根據(jù)監(jiān)控中心更新的被盜搶車輛名單，及時(shí)反饋被查車輛經(jīng)過的路段、時(shí)間及其附近車輛信息等，監(jiān)控中心將上述信息及時(shí)傳送給警方，以便迅速中止犯罪行為。

3基于RFID的LED路燈智能控制系統(tǒng)工作流程

3.1核心處理流程

RFID智能終端向監(jiān)控中心服務(wù)器定時(shí)發(fā)送本機(jī)狀態(tài)；RFID智能終端讀寫器YXU1861不間斷掃描路面的RFID電子標(biāo)簽信息，并記錄，然后根據(jù)得到的標(biāo)簽信息進(jìn)行處理；RFID智能終端將處理結(jié)果和RFID電子標(biāo)簽信息上報(bào)到監(jiān)控中心服務(wù)器；監(jiān)控中心服務(wù)器根據(jù)具體業(yè)務(wù)類型來決定是否干預(yù)智能終端的動(dòng)作或者向RFID智能終端發(fā)出指令。系統(tǒng)運(yùn)行后，不間斷重復(fù)以上步驟，根據(jù)具體情況，隨時(shí)可以人工介入處理過程。

3.2車輛通過時(shí)路燈控制處理流程

RFID智能終端的讀寫器模塊不間斷掃描經(jīng)過車輛的RFID電子標(biāo)簽信息，并記錄到本地?cái)?shù)據(jù)庫；RFID智能終端的智能控制模塊根據(jù)得到的RFID電子標(biāo)簽信息進(jìn)行處理，并根據(jù)車輛當(dāng)前情況判斷是否開啟路燈，如果車輛靜止，則不開啟路燈；如果車輛正常行駛，則將車輛行駛方向前方的一定范圍內(nèi)的路燈全部開啟，并設(shè)定持續(xù)點(diǎn)亮?xí)r間，每次開啟的路燈范圍和持續(xù)點(diǎn)亮?xí)r間根據(jù)道路情況設(shè)定，一般開啟范圍設(shè)定為限速行駛3min車程內(nèi)的路燈，路燈的持續(xù)點(diǎn)亮?xí)r間為2倍的行駛時(shí)間，以便能夠?qū)β傩旭偟能囕v提供照明，例如限速為60km，則智能終端開啟前方3km內(nèi)的路燈，持續(xù)點(diǎn)亮6min；對(duì)于滯留在禁停路段的車輛則定時(shí)上報(bào)其標(biāo)簽和本機(jī)ID。

3.3車輛通過時(shí)追蹤處理流程

RFID智能終端實(shí)時(shí)更新盜搶車輛追蹤名單，并記錄到本地?cái)?shù)據(jù)庫，并對(duì)被盜搶車輛的標(biāo)簽自動(dòng)啟動(dòng)追蹤處理，實(shí)時(shí)向監(jiān)控中心服務(wù)器發(fā)送該車輛的行使信息和本機(jī)ID；監(jiān)控中心服務(wù)器將被追蹤車輛的信息發(fā)送給該RFID智能終端相鄰的智能終端，以便及時(shí)調(diào)整讀寫器天線參數(shù)，更好地追蹤該車輛；當(dāng)被追蹤車輛靜止時(shí)，智能終端定時(shí)向監(jiān)控中心服務(wù)器上報(bào)該車輛信息和本機(jī)ID，以便監(jiān)控中心即時(shí)確定車輛具體地理位置。

RFID智能終端與監(jiān)控中心服務(wù)器持續(xù)交換信息，包括更新追蹤名單、上報(bào)標(biāo)簽信息、執(zhí)行監(jiān)控中心服務(wù)器的指令并返回執(zhí)行結(jié)果，二者之間所有交互信息都有應(yīng)答，消息全部采用加密方式，每次會(huì)話都經(jīng)過雙方相互認(rèn)證的過程；RFID智能終端在口令修改和程序遠(yuǎn)程升級(jí)時(shí)會(huì)中斷其他業(yè)務(wù)處理，但不停止本機(jī)狀態(tài)信息向監(jiān)控中心服務(wù)器的傳送。

4結(jié)論

基于LED光源的光效優(yōu)勢(shì)和RFID射頻識(shí)別技術(shù)的先進(jìn)性，本文設(shè)計(jì)了一種LED路燈管理控制系統(tǒng)。它與傳統(tǒng)路燈控制系統(tǒng)相比具有功能強(qiáng)大、節(jié)約能源、便于安裝、維護(hù)方便以及節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)路燈照明可以實(shí)現(xiàn)智能化管理控制。在已經(jīng)實(shí)施RFID射頻識(shí)別技術(shù)進(jìn)行路橋收費(fèi)的城市采用本文路燈管理控制系統(tǒng)，可以在原有車輛標(biāo)簽基礎(chǔ)上擴(kuò)展應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)一種標(biāo)簽多種用途。應(yīng)用RFID射頻識(shí)別技術(shù)的路燈控制系統(tǒng)不僅在道路照明方面可以節(jié)約能耗，更在年費(fèi)管理、套牌車稽查、盜搶車輛定位等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用前景。