电子标签用于高速公路自动收费及交通管理

高速公路自动收费及交通管理 高速公路自动收费系统是 RFID 技术最成功的应用之一。目前中国的高速公路发展非常快， 地区经济发展的先决条件就是有便利的交通条件，而高速公路收费却存在一些问题，一 是交通堵塞，收费站口，许多车辆要停车排队，成为交通瓶颈问题；二是少数不法的收 费员贪污路费、使国家损失了相当的财政收入。RFID 技术应用在高速公路自动收费上能 够充分体现它非接触识别的优势。让车辆高速通过收费站的同时自动完成收费。同时可 以解决收费员贪污路费及交通拥堵的问题。 一般来说对于公路收费系统、车辆的大小和形状不同、需要大约 4 米的读写距离和很快 的读写速度、也就要求系统的频率应该在 900M Hz 和 2500MHz。射频卡一般在车的挡风玻 璃后面。现在最现实的方案是将多车道的收费口分两个部分：自动收费口、入工收费口。 天线架设在道路的上方。在距收费口约 50-100 米处，当车辆经过天线时，车上的射频卡 被头顶上的天线接收到，判别车辆是否带有有效的射频卡。读写器指示灯指示车辆进人 不同车道，人工收费口仍维持现有的操作方式，进入自动收费口的车辆，养路费款被自 动从用户帐户上扣除，且用指示灯及蜂鸣器告诉司机收费是否完成，不用停车就可通过， 挡车器将拦下恶意闯入的车辆。 1996 年、佛山市政府安装了 RFID 系统用于自动收取路桥费以提高车辆通过率，缓解公路 瓶颈。车辆可以在 250 公里的时速下用少于 0.5 毫秒的时间被识别， 并且正确率达 99.95。上海也安装了基于 RFID 的自动收聚养路费系统。另外两个安装在广州的与上 海和佛山的工程不同，广州的工程尝试在开放的高速公路上对正在高速行驶的车辆进行 自动收费，通道采用 RFID 系统。中国有把握改善其公路基础设施， 而现在最大的问题 是应用于高速公路收取养路费的 RFID 技术没有统-的标准。各个厂家使用自己的专用标 准、使得建立全国高速公路自动收费系统时, 情况变得很混乱。 在城市交通方面， 交通的状况日趋拥挤， 解决交通问题不能只依赖于修路、加强交通 的指挥、控制、疏导，提高道路的利用率，深挖现有交通潜能也是非常重要的。而基于 RFID 技术的实时交通督导和最佳路线电子地图很快将成为现实。用 RFID 技术实时跟踪车 辆，通过交通控制中心的网络在各个路段向司机报告交通状况，指挥车辆绕开堵塞路段， 并用电子地图实时显示交通状况。能够使得交通流向均匀，大大提高道路利用率。还可 用于车辆特权控制，在信号灯处给警车、应急车辆、公共汽车等行驶特权；自动查处违 章车辆，记录违章情况。另外、公共汽车站实时跟踪指示公共汽车到站时间及自动显示 乘客信息，给乘客很大的方便。用 RFID 技术能使交通的指挥自动化、法制化，有助于改 善交通状况。 门禁保安 将来的门禁保安系统均可应用射频卡，一卡可以多用，比如作工作证、出入证、停车卡、 饭店住宿卡甚至旅游护照等等，目的都是识别人员身份、安全管理、收费等等。好处是 简化出人手续、提高工作效率、安全保护。只要人员佩戴了封装成 ID 卡大小的射频卡、 进出入口有一台读写器，人员出入时自动识别身份，非法闯人会有报警。安全级别要求 高的地方、还可以结合其它的识别方式，将指纹、掌纹或颜面特征存入射频卡。1996 夏 季奥林匹克运动会的安全机构采用射频卡结合生物测定学技术作为保安系统中的一种， 运动员和官方人员随身携带含有自己手掌信息的射频卡，当他们在要进入某一安全区的， 必需将其右手搁在扫描器上，只有该人同系统根据其手信息在安全库中检索出的三维图 象一样，并且同其本人所携带的卡片上信息一致方可进入该区域，由于卡和携卡人是唯 一联系的， 所以只有卡主人才可使用自己的卡。 而卡丢失、偷卡和借卡使用都构不成 对安全的威胁。 公司还可以用射频卡保护和跟踪财产。将射频卡贴在物品上面如：计算机、传真机、文 件、复印机或其它实验室用品上，该射频卡使得公司可以自动跟踪管理这些有价值的财 产，可以跟踪一个物品从某一建筑离开，或是用报警的方式限制物品离开某地。 结合 GPS 系统利用射频卡，还可以对货柜车、货舱等进行有效跟踪。 RFID 卡收费 国外的各种交易大多利用各种卡来完成，而在我国普遍采用现金交易，现金交易不方便 也不安全，还容易出现税收的漏洞、目前的收费卡多用磁卡、IC 卡，而射频卡也开始抢 占市场，原因是在一些恶劣的环境中、磁卡、IC 卡容易损坏、而射频卡则不易磨损、也 不怕静电及其它情况。同时射频卡用起来很方便、快捷。甚至不用打开包、在读写器前 摇晃一下，就完成收费。还可以同时识别几张卡并行收费。比如公共汽车上的电子月 票我国大城市的公共汽车异常拥挤、人员素质差、环境条件差，一般在国外还较有效 的收费系统在国内就无法使用。射频卡的使用有助于改善这个情况。 又比如会员制收费卡、职工就餐卡、商店收费、电话卡、储蓄卡等等均可使用射频卡。 射频卡上有内存分区，不同区域有不同的安全级别、可以在各种的应用中使用，互不干 扰，而未来的发展必将各种卡的应用统一到一张卡上，个人手持一张卡就可以各处使用。 生产线自动化 用 RFID 技术在生产流水线上实现自动控制、监视，提高生产率，改进生产方式、节约了 成本，举两个例子以说明在生产线上应用 RFID 技术的情况。 用于汽车装配流水线。德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡以尽可能大量地生 产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的：用户可以从 上万种内部和外部选项中选定自己所需车的颜色、引擎型号还有轮胎式样等要求，这样 一来，汽车装配流水线上就得装配上百种式样的宝马汽车、 如果没有一个高度组织的、 复杂的控制系统是很难完成这样复杂的任务的。宝马公司就在其装配流水线上配有 RFID 系统，他们使用可重复使用的射频卡，该射频卡上可带有详细的汽车所需的所有要求， 在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在各个流水线位置处能毫不出错地完成 装配任务。 Motorola、SGSThomson 等集成电路制造商在竞争激烈的半导体工业中采用了加入了射频 识别技术的自动识别工序控制系统。半导体生产对于超净的特殊需要，使得 RFID 应用在 此非常理想，而其它自动识别系统，如条形码在如此苛刻的化学条件和超净要求下就不 适用。 晶片是集成电路生产的关键。一片 8 英寸的晶片可以制造出 1001000 个芯片。假如每 片芯片零售价为100,那么一片晶片上所包含的芯片价值至少就是10000。一个晶片容 器可装 25 个晶片,四个晶片容器可同时进行处理、那么一次误操作造成的损失就达 1000000。 显然，跟踪每个晶片容器并消除误操作是非常必要的。 在一个超净车间里、通常能有 800 位点晶片容器要从一处位点移动到下-一位点。有时， 晶片会因进入了错误的堆而造成损失。射频识别系统将核查晶片堆、设备、工序和操作 人员。如果其中任何一项的身份不对，设备将不能开始工作，同时向操作人员显示指示。 仓储管理 将 RFID 系统用于智能仓库货物管理，RFID 完全有效地解决了仓库里与货物流动有关的信 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。 汽车防盗 这是 RFID 较新的应用。由于已经开发了足够小的射频卡、能够封装到汽车钥匙当中含有 特定码字的射频卡，在汽车上装有读写器。当钥匙插入到点火器中时，读写器能够辨别 钥匙的身份。如果读写器接收不到射频卡发送来的，特定信号、汽车的引擎将不会发动。 用这种电子验证的方法、汽车的中央计算机也就能容易的防止短路点火。目前欧洲的丰 田汽车、福特汽车和 Mitsubishi 汽车公司、韩国汽车制造商 Hyundai 等在它的欧洲车型 中也应用射频卡在欧洲和美国出售的汽车中用于防盗。目前全世界已经有大约数百万辆 汽车装有该防盗系统。 另一种汽车防盗系统。司机自己带有一射频卡，其发射范围是在司机座椅 4555 厘米以内。读写器安装在座椅的背部。当读写器读取到有效的 ID 号时，系统发出 三身呜叫，然后汽车引擎才能启动。该防盗系统还有令一强大功能。倘若司机离开汽车 并且车门敞开引擎也没有关闭的话，这时读写器就需要读取另一有效 ID 号，假如司机将 该射频卡带离汽车，这样读写器不能读到有效 ID 号、则引擎会自动关闭同时会触发报警 装置。同样这种射频卡也可用于家庭和办公室的防盗。 射频卡可应用于寻找丢失的汽车。在城市的各主要街道路线处埋设 RFID 的天线系统，只 要车辆带有射频卡，则在路过任何天线读写器时、该汽车的 ID 号和当时时间都将会被自 动记录，并被返回到城市交通管理中心的计算机中，除了城市街道埋设天线外，警察还 开动若干辆带有读写器的流动巡逻车，以更加方便地监测车辆的行踪。如果车辆被盗， 就将很方便快捷地被找回，在巴西的圣保罗市已经使用这样的系统。 防伪 伪造问题在世界各地都是令人头疼的问题，在中国大量伪造产品充斥市场将会沉重打击 民族工业。现在应用的防伪技术如全息防伪等技术同样也被不法分子伪造。 将射频识别技术应用在防伪的领域有它自身的技术优势。防伪技术本身要求成本低，但 是却很难伪造。射频卡的成本就相对便宜，而芯片的制造需要有昂贵的芯片工厂，使伪 造者望而却步。射频卡本身具有内存， 可以储存、修改与产品有关的数据、利于销售商 使用； 体积十分小、便于产品封装。象电脑、激光打印机、电视等等产品上都可使用。 建立严格的产品销售渠道是防伪问题的关键。利用射频识别技术、厂家、批发商、零售 商之间可以使用唯一的产品号来标识产品的身份。生产过程中在每样产品上封装入射频 卡，卡上记载了唯一的产品号。批发商、零售商用厂家提供的读写器就可以严格检验产 品的合法性。 利用这种技术不能改变现行的数据管理体制。唯一的产品标识号完全可以做到与已用数 据库体系兼容。 有关防伪的应用请参考中国防伪2000 年 6 月号 46 页加拿大射频识别防伪及应用。 电子物品监视系统 （Electronic Article Surveillance, EAS） 这系统的目的是防止商品盗窃。 系统是 基本配置的 RFID、内存容量仅为 1 比特，即开或关。 它是基于从 1930 年就已知道的磁 性物质的特性，有四种主要技术：微波、磁场、声磁、射频。系统包括贴在物体上的射 频卡，和商店出口处的扫描器，射频卡在安装时被激活，它在激活状态时接近扫描器将 会被探测到，这样就会报警。货物购买之后，射频卡由销售人员用专用工具拆除(典型的 是在衣服店里)，或者射频卡可以用磁场来使其失效或破坏射频卡本身的电特性。EAS 系 统已被广泛的使用。据估计每年消耗六十亿套。 火车和货运集装箱的识别 在火车运营中使用 RFID 系统有个很大的优势在于火车是按既定路线运行。所以肯定要通 过设定的读写器的地点。通过读到的数据，能够得到火车的身份、监控火车的完整性， 以防止遗漏在铁轨上的车厢发生撞车事故，同时在车站能将车厢重新编组。起初的努力 是用超音波和雷达测距系统读出车厢侧的条码，现在被 RFID 系统取代，射频卡一般安在 车厢顶边，读写器安在铁路沿线，就可得到火车的实时信息及车厢内装的物品信息。 物流管理/生产线追踪 全世界