利用WIFI技術與RFID技術實現車輛管理跟蹤定位

     RFID是一項新興的技術，尤其是基于900MHz的UHF EPC Gen2標準的RFID更是一個在未來幾年內影響和改變人們生活方式的技術。與傳統的自動識別技術，如條碼、磁記錄、IC卡等技術相比較，UHF RFID具有讀取距離遠、速度快、可讀可寫、效率高等特點。而同樣與RFID的其它技術相比，它的成本要低廉許多。這使得UHF的RFID技術日益受到人們的青睞，并隨之出現了許多RFID的新應用。

　 RFID車輛管理是一個基于無源超高頻RFID技術的一個非常好的例子。UHF的讀取距離較遠，可以實現在3到6米左右的標簽閱讀，適合在出入口或關鍵點上進行閱讀；并通過管理系統和GIS地理信息系統來進行車輛的移動跟蹤和定位。

　在現有的RFID被動式應用和無線環境下，有三種類型的方案可以解決車輛關鍵點定位和移動跟蹤的目的，分別是：采用車載RFID閱讀器進行地標跟蹤；使用車輛標簽進行關鍵點記錄；以及根據純無線網絡（非RFID技術）和移動計算機進行WiFi跟蹤定位的方式。

　現將三種方式的應用原理介紹如下：

  1. 車載RFID閱讀器進行地標跟蹤

　地標標簽通過車載RFID閱讀器進行識別，當車輛經過標簽時，RFID閱讀器能在1.5米左右的距離內識別出地標標簽的內容，并通過無線網絡傳遞給后臺管理系統，該位置點便可以通過GIS地理信息系統反映在監控屏幕上，從而實現對車輛的跟蹤和定位。
　方案中，地標標簽和車輛閱讀器都必須經過嚴格的編碼來進行定義。
　地標標簽必須具有唯一性：每一個地標都表示一個場地中的位置，該位置必須在GIS信息系統中是唯一的。地標只能表示一個位置，但不能表示車輛運行的方向。

  車載閱讀器的標識：車載閱讀器同樣需要進行唯一的標識，即當閱讀器讀取RFID數據 后，必須連同本機的編號信息一同傳遞給網絡，由GIS經過分析后將該車輛以運動點的形式反映在監控屏幕上。
　　無線網絡：為了實現采集數據的實時可靠的傳遞，場地中必須建設無線通訊網絡。

　　2. 使用車輛標簽進行關鍵點記錄

　　關鍵點是指采用固定式閱讀設備的通道點，當車輛經過時，固定式閱讀設備獲得車載標簽的信息，并將數據傳遞給GIS系統，通過軟件分析后，獲得車輛移動的信息。關鍵點通常只在一些門口，通道口或者交界處設立，用于提供車輛行進路線的標志。
　　車輛上需要安裝RFID標簽，該標簽表示車輛的唯一信息。車載標簽通過門口或通道時，固定式閱讀器能在3-6米的范圍內識別該標簽。從而確定車輛的位置。
　　車載標簽的應用：車載標簽必須采用金屬標簽，并且具有一定的強度，以適合在叉車環境中使用。標簽貼在車輛的側面，這樣在門或通倒兩側的閱讀器天線只有一側能讀取到標簽，通過對天線的標識，能夠確定車輛的行進路線，而不需要通過軟件分析來獲得。
　　地標是指埋在地下，可以被閱讀設備識別的UHF RFID標簽。地標標簽一經埋入，便不再也不方便進行更換，因此，地標標簽最好的解決方案是采用無源標簽，UHF Gen2標簽能夠比較好地適應地標的應用。下圖是地標標簽封裝后的形狀。
　門通道閱讀器：門通道采用XR440固定式閱讀器和高性能閱讀天線，天線設立在通道兩側，每個閱讀天線具有不同的標識，該標識可以提供給后臺系統進行車輛位置和行進方面的分析。
　　方案對無線網絡沒有要求，固定式閱讀器可以直接通過有線網絡連接到系統中。

　3. 無線網絡和移動計算機進行WiFi定位

　　WiFi定位的方式是通過場地中的無線網絡提供的信號級別來定位一個移動設備的位置，該移動設備上必須具有WiFi通訊模塊。
　WiFi定位的原理是采用三點定位的方式，即通過移動設備和三個無線網絡接入點的無線信號交流來鑒別移動設備所處的位置，由于移動設備距離三個無線接入點的距離不同，因此反映在無線接入點上的該移動設備的無線信號場強會有差異，通過差分算法，可以比較精準地確定車輛的位置。
　　對無線網絡的要求：通常WiFi定位會對無線網絡提出較高的要求，當網絡接入點布置越密集，定位的精確度就越高。
　移動計算機的要求：移動計算機必須具有無線網絡WiFi的通訊能力。
　分析系統：WiFi定位的分析系統是一個第三方軟件系統，運行該分析系統必須提供基于AutoCAD的場地圖紙，并在應用前，需要進行專業的場地測試Site Survey，以確定標志點信息。
　　確定標志點的目的是為了測算出在該區域的無線信號的場強，這一信息是以后應用中的判斷條件。當標志點信息測定完畢后，移動計算機在該位置和附近移動時，它的場強信息將作為管理軟件分析的數值，用來和基準點數值進行比較。
　　WiFi定位的精度在無線網絡滿足要求的條件下約為0.5米左右。

　　4. 三種定位跟蹤方式的比較

　　a.比較項目
    車載RFID和地標 車輛標簽和關鍵點 WiFi定位 單項分析定位精準度 基于地標的埋放密度，埋放密度則取決于工程復雜度，總體的定位精度為中等。 門通道上的讀取，定位精度取決于固定讀取點的數量和投資成本，定位精度低。 定位精度高，可以實現0.5米范圍內的精準定位。 在精度方面，WiFi是最好的應用解決方案。
  　b.投資預算
　  需要在每臺車輛上安裝RFID閱讀設備，投資成本高。 車輛上安裝RFID被動式標簽，固定式點數量有限，因此，總體投資成本低。 必須架設無線網絡，同時車輛上必須配備移動計算機，成本較高。 從投資角度來分析，車輛標簽是最低的。但從整體系統來講，投資無線網絡是比較合適的，因為移動業務必須在無線網絡上運行。
    c.工程復雜性
　  取決于地埋標簽的密度，工程復雜性高。 只需要進行門通道安裝，工程難度最小。 需要建設無線網絡和Site Survey，復雜性中等。
　  d.系統集成性
　  取決于GIS系統，可自主開發，集成性較好。 取決于GIS系統，可自主開發，集成性較好。 第三方分析系統，集成難度高。