（电路与系统专业论文）射频识别技术在铁路车号自动管理的应用研究.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 随着大规模集成电路技术的进步以及生产规模的不断扩大，r f i d 产品的成 本也不断降低，更由于射频识别技术的自身优势及特点，其应用越来越广泛。 u h f 频段的射频识别技术，在我国铁路车辆管理方面得到了大规模的应用， 也就是铁路车号射频自动识别系统。但在现有的车辆信息识别系统中还存在一 些不足，主要有三个问题： ( 1 ) 单纯地采用的射频识别技术来登记管理车辆信息，没有远程管理能力， 这给的车辆控制管理带来诸多不便，尤其针对铁路运营中，对列车这种远程、 高速目标的定位、监控、调度和管理，很难实现实时和准确。 ( 2 ) 车辆信息识别系统只采用以太网传输射频信息，在网络传输中断的情 况下会造成数据传输中断，数据库不能及时得到更新，这对于铁路的调度和管 理十分不利。 ( 3 ) 现有的射频装置需要外加p c 才能实现人机交互，增加系统投入成本。 为了克服现有技术中的缺陷，本论文采用基于嵌入式为核心设计的射频识 别装置具有结构简单、成本较低、控制高效的优点。在铁路射频识别装置应用 中，具有创新性，具体内容如下： ( 1 ) 增加无线数传单元，也就是g p r s 模块，可以使射频装置实现远程控 制功能，射频装置可以通过g p r s 模块将射频数据发送到车辆调度监控中心， 解决了数据传输中断的问题。 ( 2 ) 增加射频数据自动备份单元，就是射频数据传输给信息管理中心的同 时，射频数据会自动保存在射频识别装置里，以方便信息管理中心可以随时调 用。本文采用u s b 存储介质来设计射频数据自动备份单元。 ( 3 ) 增加一个图形用户管理单元，也就是在处理器内嵌操作系统上开发的 图形系统，用于人机界面交互和控制射频识别装置中其他功能单元。该装置可 以直接将射频数据传输给信息管理中心，因此在系统中就不需要额外增加一台 p c 机。 关键字：射频识别、嵌入式、图形管理、数据备份 一一亟坚里三奎兰堡主堂垡笙壅 一 - - _ _ _ _ _ - _ - _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ 一。 a b s t r a c t w i t ht h ea g p r s ：莫块 图3 4g p r s 硬件设计框图 用户管理单元与g p r s 单元的工作步骤有： ( 1 ) 用户管理单元通过串口发a t 指令【3 2 3 3 1 初始化g p r s 无线模块，使之 附着在g p r s 网上，获得网络运营商动态分配给g p r s 终端的口地址，并与目 的终端或服务器之间建立连接； ( 2 ) 用户管理单元通过串口向客户系统收发数据或指令； ( 3 ) 用户管理单元通过串口向t c p p 模块收发数据； ( 4 ) 用户管理单元自主或根据远程控制指令采取其他操作。 g p r s 模块的作用主要有： ( 1 ) 连接g p r s 网络； ( 2 ) t c p i p 部分提供两种传输模式：透明模式和非透明模式；透明模式用 于传输a t 指令，非透明模式用于传输t c p d 包； ( 3 ) ( 删瞒无线模块把t c p i p 包封装成g p r s 分组数据包传到g p r s 网上。 3 6 射频识别装置工作步骤 3 6 1 射频识别装置的工作步骤 射频识别装置工作包括以下步骤： ( 1 ) 系统初始化； ( 2 ) 当信息载体到达检测区域的第一位置时，感测单元检测到信息载体， 产生第一信号，并将第一信号发送到用户管理单元； ( 3 ) 用户管理单元向射频数据处理单元和无线数传单元发送启动指令； ( 4 ) 当信息载体到达检测区域的第二位置时，感测单元检测到所述信息载 1 6 武汉理工大学硕士学位论文 体，产生第二信号，并将第二信号发送到用户管理单元： ( 5 ) 当用户管理单元收到第二信号后，通过射频数据处理单元发送查询标 签指令； ( 6 ) 射频数据处理单元将待发送的微波信号发送到天线单元，并由天线单 元向信息载体发射微波信号以获取信息载体的射频数据： ( 7 ) 天线单元接收来自信息载体的射频数据，经射频数据处理单元解调后 发送到用户管理单元； ( 8 ) 用户管理单元将射频数据经无线数传单元发送到信息管理中心，或者 用户管理单元通过r j 4 5 接口连接路由器、交换机或计算机，将射频数据发送到 信息管理中心； ( 1 0 ) 用户管理单元将射频数据显示到屏幕上，并将射频数据存储到存储 单元中作为备份数据。 步骤( 1 ) 中，系统初始化包括各个集成芯片( i c ) 的初始化，还包括各个 单元的自检，关于自检在下节中做详细说明。 步骤( 6 ) 还包括以下步骤：无线数传单元接收从网络中心发来的指令，并 进行解析，再发送到用户管理单元执行以实现远程控制。 3 6 2 射频识别装置的自检 所说的自检就是在射频识别装置上电时，每个单元做的自我功能检测，自 检过程依次为感测单元进行自检、射频数据处理单元进行自检、天线单元进行 自检、无线数传单元自检、u s b 存储单元自检。 自检过程可以采用现有技术实现，例如可以采用图3 5 所示的自检过程：感 测单元进行自检，如果自检通过，则感测单元正常工作，开始监测压轴信号， 如果自检未通过，则感测单元停止工作，并输出故障报警信号。所述报警信号 可以是发光二极管的闪烁或蜂鸣器的鸣响或事先录制的语音。 1 7 武汉理工大学硕士学位论文 图3 5 射频识别装置的自检 射频数据交换单元进行自检，如果自检通过，则射频数据交换单元等待处 理器控制单元的指令，如果自检未通过，则射频数据交换单元停止工作，并输 出故障报警信号； 天线单元进行自检，如果自检通过，则天线单元等待来自射频数据交换单 元的微波信号，如果自检未通过，则天线单元停止工作，并输出故障报警信号。 进一步地，在天线单元进行自检时，如果其中的主天线发射故障，则启动备用 天线； 无线数传单元自检，如果自检通过，则无线数传单元等待来自图形用户管 理单元的有效信息，必要时，还有网络中心的指令，如果自检未通过，则无线 数传单元停止工作，并输出故障报警信号。 u s b 存储单元自检，如果自检通过，则u s b 存储单元等待来自图形用户管 理单元的启动指令，如果自检未通过，则u s b 存储单元停止工作，并输出故障 报警信号。 武汉理工大学硕士学位论文 第4 章射频识别装置的软件设计 4 1 用户管理单元的软件设计 4 1 1 用户管理单元的操作系统设计 用户管理单元的操作系统是基于处理器内置的嵌入式操作系统的图形系统 管理软件【3 4 ，3 5 1 ，采用客户服务器模式设计，其服务器基本模块只占8 0 k ，射频 识别装置这个平台上空间大小不超过8 0 0 k ，内存大小不超过1 m ，使用方便灵 活，图形界面美观人性化。 该软件定义为服务器角色时，就是一种运行在用户桌面的程序，用于管理 图形【3 3 , 3 4 1 系统，包括交互式i o 设备，如鼠标、键盘和显示设备。主要功能有： ( 1 ) 在屏幕上显示图形请求； ( 2 ) 回复请求信息； ( 3 ) 报告请求中的错误； ( 4 ) 管理鼠标、键盘和显示设备； ( 5 ) 将键盘和鼠标输入复用到连接各自x 客户机的网路上； ( 6 ) 创建、映射和删除视窗。 该软件的系统构成由三个基本层次组成，显示模型、窗口模型和用户模型。 显示模型定义了各种图形元素，包括点、线段、矩形、位图和文字等在屏幕上 的基本显示方式。窗口模型确定窗口的创建，销毁，在屏幕上的显示方式，大 小移动，窗口的层次关系。用户模型提供了可供用户使用的菜单，工具条，各 种按钮，文本框，滚动条等。图形系统管理软件提供了人性化的人机交互界面， 对接收到的数据进行后台数据库的综合管理。 该软件定义为客户机的角色时，客户机运行在一个强大的u n i x l i n u x 平 台上，也就是通常的“服务器，主要功能有： ( 1 ) 发送请求给服务器； ( 2 ) 从服务器处接收事件； ( 3 ) 从服务器处接收错误。 客户机和服务器间的主要通信信息： 1 9 武汉理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 请求，客户机向服务器发出服务请求； ( 2 ) 答复，服务器响应客户机的请求； ( 3 ) 事件，将转发事件给客户机； ( 4 ) 差错，服务器应客户机请求报告差错。 人机交互界面如图4 - 1 所示： 黼t 追m i 历史藏鼍目圈 到黧：广f - - - 到然f 型 墓到：i 。l e ：j - - 广型 # i a 度日童刖拷信息，：”1 4 1 2 标签稠读软件设计 图舢1 图形用户界面 用户管理单元的通信控制软件完成于感测单元、射频数据处理单元和数据 各份单元的通信。工作步骤0 6 9 , “l 如下： ( 1 ) 系统上电后，进行初始化； ( 2 ) 等待感测单元的第一信号； ( 3 ) 打开功放； ( 4 ) 等待感测单元的第二信号； ( 5 ) 向标签发出查询命令： ( 6 ) 接受射频数据： ( 7 ) 存入u s b 存储器中： ( 8 ) 把射频数据发给信息管理中心。 软件设计流程如图柚所示： 武汉理工大学硕士学位论文 图4 2 阅读标签流程图 2 1 武汉理工大学硕士学位论文 自检用户管理单元与信息管理中心通过串口或者r j 4 5 端口进行通信，通信 数据格式：帧头+ 命令字+ 帧尾。 表4 - 1 指令解析表 序号功能帧头命令字帧尾 1查询状态o x f a0 1o x f 5 2读取o x f a0 0o x f 5 查询状态：查询射频识别装置的工作状态是否正常： 读取：查询存储在u s b 存储单元里的标签信息； 射频识别装置是全自动化工作，无需人为干预。射频识别装置在完成标签 的读取后，会将标签数据直接发送到信息管理中心。 4 1 3 以太网控制软件设计 射频识别装置通过r j 4 5 接口与信息管理中心通信。工作步骤如下： ( 1 ) 等待接收命令； ( 2 ) 判断射频识别装置是否处于空闲状态； ( 3 ) 否? 等待射频识别装置处于空闲状态； ( 4 ) 执行命令相对应的操作。 指令功能见表舡2 ： 表4 - 2 指令解析表 序号 功能帧头命令字帧尾 1查询状态0 x f a0 40 x f 5 2读取0 x f a0 50 x f 5 查询状态：查询射频识别装置的工作状态是否正常； 读取：查询存储在u s b 存储单元里的标签信息； 射频识别装置是全自动化工作，无需人为干预。射频识别装置在完成标签 的读取后，会将标签数据直接发送到信息管理中心。 d m 9 0 0 0 的流程图【4 1 ，4 2 1 分为主程序流程图和中断服务程序流程图，如图4 3 和图4 - 4 所示： 武汉理工大学硕士学位论文 ( 主程序 ) 上 d 砥9 0 0 0 初始化 1 l 检测网卡 上 获取网卡参数 l 开中断 1l 中断服务 t ( 结束_ ) 图4 3d m 9 0 0 0 主程序流程图 武汉理工大学硕士学位论文 图4 - 4d m 9 0 0 0 中断处理程序流程图 武汉理工大学硕士学位论文 d m 9 0 0 0 的驱动程序运行时，操作系统先检测网卡，获得网卡参数。核心发 送数据时，调用驱动程序的发送例程。将数据写入空间，再激活物理发送过程。 面向物理层接口中断处理例程。当网卡接收数据、发送过程结束或出错时，网 卡产生中断，核心调用中断处理例程，判断中断原因，并处理。 4 2 无线数传软件设计 4 2 1g p r s 通信系统软件设计 程序的主题是如何控制g r 4 7 的a t 命令对g r 4 7 进行初始设置和对信息数 据的处理。程序总体上可以分为以下几块：g p r s 链接的初始设置、短消息的判 断处理、无数据传输时的心跳处理、数据判断转发等，主程序的流程框图如图 4 5 所示： 武汉理工大学硕士学位论文 图舢5g p r s 通信系统软件的主流程框图 4 2 2 远程控制软件设计 用户管理单元与g p r s 模块单元采用r s 2 3 2 串口相连。 武汉理工大学硕士学位论文 图禾6 远程控制软件设计流程图 远程控制软件流程图【4 3 1 如图4 - 6 所示。g p r s 模块单元接收从网络中心发来 的指令，在发送到用户管理单元进行解析，用户管理单元会根据指令做出相应 处理，从而信息管理中心对射频识别装置实现了远程控制。通信数据格式：帧 头+ 命令字+ 帧尾。 指令解析表如表4 3 所示： 表4 3 指令解析表 序号功能帧头命令字帧尾 1 查询状态0 x f a0 20 x f 5 2 读取数据 0 x f a0 30 x f 5 查询状态：查询射频识别装置的g p r s 模块工作状态是否正常； 读取数据：读取存储在u s b 存储单元里的标签信息； 射频识别装置在完成标签的读取后，会将标签数据直接存储在u s b 存储单 武汉理工大学硕士学位论文 元中。 4 3 数据备份软件设计 关于对k 9 f 1 2 0 8 的远程控制指令解析表如表4 - 4 所示： 表4 - 4 指令解析表 序号功能帧头命令字帧尾 1查询状态0 x f a 0 60 x f 5 2 擦除数据 0 x f a0 70 x f 5 查询状态：查询射频识别装置的u s b 存储单元工作状态是否正常； 擦除数据：擦除u s b 存储器中历史数据； 当u s b 存储器的存储空间不够的情况下，并且也没有对u s b 存储器的历史 数据进行人为擦除，用户管理单元会将最新的数据覆盖最早存储在u s b 存储器 上的数据。 对k 9 f 1 2 0 8 操作的程序流程图如4 7 所示： 武汉理工大学硕士学位论文 图4 7k 9 f 1 2 0 8 操作的程序流程图 系统启动后，对k 9 f 1 2 0 8 进行初始化操作1 ，再启动b o o t l o a d e r ，将 k 9 f 1 2 0 8 上的l i n u x 内核读入s d r a m 执行。对f l a s h 的操作顺序是先擦除，后 编程，当存储器被擦除以后，读出的内容应全为0 x f f 。对f l a s h 存储器的烧写、 正片擦除、按扇区擦除及其他操作，都可以通过编程来实现。 武汉理工丈学硕士学位论文 第5 章射频识别装置的测试及结果分析 5 1 测试要求 改进的射频识别装臀的事物如图5 - 1 所示 一 i i ：五竺竺坠u 图5 - 1 射频识别装置实物图 测试该射频识别装置的目的是：测试该系统的技术指标是否满足铁路车 号自动识别系统技术规范标准，测试该系统能否完成定义的功能。 5 1 1 测试背景 被测试系统的名称：铁路机车车辆车号射频自动识别系统。 系统测试安装地点：武汉铁路局武昌南站京广下行线。 5 1 2 测试环境 表5 - l 测试环境 室外室内 温度 5 0 0 c - 0 8 5 0 c2 0 d c - 6 0 0 c 相对湿度 9 5 8 5 武汉理工大学硕士学位论文 5 1 3 测试依据 测试依据：铁路车号自动识别系统技术规范标准和改进射频识别装置的 设计要求。 5 1 4 测试设备 ( 1 ) 优利德u n i - tu t 5 2 标准型数字万用表；技术指标如表5 2 所示： 表5 - 2 u t 5 2 技术指标 功能量程精度 直流电压2 0 0 m v 2 v 2 0 v 2 0 0 v 10 0 0 v( o 5 + 1 ) 交流电压 2 0 0 m v 2 v 2 0 v 2 0 0 v 7 5 0 v ( o 8 + 3 ) 直流电流2 m a 2 0 m a 2 0 0 m a 2 0 a( o 8 + 1 ) 交流电流 2 m a 2 0 m a 2 0 0 m a 2 0 a ( 1 + 3 ) 电阻2 0 0 f ! 2 k q 2 0 k f 2 2 0 0 k q 2 m q 2 0m d 2 0 0mq( o 8 + 1 ) 电容 2 n f 2 0 i l f 2 0 0 i l f 2 心2 0 心 _ 4 - ( 4 + 3 ) ( 2 ) 泰克t d s 2 2 0 数字示波器；性能参数如表5 3 所示： 表5 3t d s 2 2 0 性能参数 功能参数 带宽1 0 0 m h z 同步最大采样率通道 1 m s a s 单通道最大采样率 1 m s a s 最大记录长度 2 5 0 0 p t s e e 最小垂直灵敏度 10 m v d i v 最大垂直灵敏度 5 v d i v 上升时间 3 5 n s 输入耦合 a c d c g n d 最低主时基 5 n s d i v 最高主时基 5 s d i v 时基精度 o 0 1 武汉理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 安捷伦n 9 3 4 0 b 手持式射频频谱分析仪 产品特点： 频谱图显示 频谱辐射模板 支持a g i l e n tu s b 功率传感器 场强测量 可选择a m f m 和a s k f s k 调制分析 主要技术指标： 1 0 0 k h z - 3 g h z 的频率范围 1 0 m s 的非零扫宽时间 ( ) 3 0 h z - i m h zr b w ，顺序为1 3 1 0 1 4 4 d b m 显示的平均噪声电平( d a n l ) ，使用前置放大器 卧1 0 d b m 的三阶截获 ( 4 ) 安利m s 2 0 2 6 a 手持式矢量网络分析仪 主要特点： 双端口矢量网络测量：2 m h z - - 6 g h z 矢量误差修正的单端口和单向双端口幅度相位测量 2 m s 点扫描速度 仪表内部存储1 0 0 0 条设置和测试结果曲线 5 2 硬件测试 射频识别装置的硬件测试内容如下，其中部分硬件的测试需要结合软件来 测试，也就是系统上的测试。连接方法如图5 2 所示： 3 2 武汉理工大学硕士学位论文 图5 2 射频测试连接框图 ( 1 ) 使用万用表对射频识别装置的工作电压、工作电流、对地漏电流等进 行测试； ( 2 ) 使用示波器对感测传感器输出的波形进行测试，对射频识别装置的数 据传输波特率进行测试； ( 3 ) 使用矢量网络分析仪对射频识别装置的射频输出端口进行电压驻波比 测试、对天线的射频输入端口进行电压驻波比测试； ( 4 ) 使用频谱仪对射频识别装置的射频输出端口进行频谱工作点、发射功 率、发射带宽、杂散测试。 5 3 软件测试 射频识别装置的软件测试内容如下，其中部分软件的测试需要结合硬件来 测试，也就是系统上的测试。连接方法如图5 3 所示： 图5 3 软件测试连接框图 3 3 武汉理工大学硕士学位论文 ( 1 ) 用户管理单元操作系统的测试，例如显示测试，触摸屏测试等； ( 2 ) 用户管理单元是否能够与感测单元进行正常的通信； ( 3 ) 用户管理单元是否能够与无线数传单元进行正常的通信； ( 4 ) 用户管理单元是否能够与数据备份单元进行正常的通信： ( 5 ) 用户管理单元是否能够与射频数据处理单元进行正常的通信； ( 6 ) 射频识别装置是否能够与信息管理中心进行正常通信，通信方式采用 g p r s 无线数传通信和以太网通信。 5 4 系统测试 对射频识别装置系统进行测试，测试内容如下： ( 1 ) 自动识别各种已装电子标签的机车、车辆； ( 2 ) 自动识别列车方向、自动计轴车辆； ( 3 ) 系统自检核故障自动保护； ( 4 ) 自动统计，并对电子标签信息分析统计给出报表； ( 5 ) 标签的读写距离； ( 6 ) 能够识别标签的最高车速； ( 5 ) 远程控制能力； ( 6 ) 人及交互功能； ( 7 ) 数据自动备份功能。 5 5 测试数据结果分析 在测试期间得到了大量的数据，在这里只提供部分的数据。通过以太网传 输的数据，u s b 存储的数据，通过g p r s 传输的数据，经过比对，数据完全一 致。 2 0 0 8 年4 月2 5 日1 8 点5 8 分到2 0 1 0 年2 月1 3 日1 2 点整，有效实验记录 4 0 1 条，总标签数8 7 3 7 个，实际采集到得标签8 7 3 6 ，那么标签丢失个数为1 个， 错误标签数为0 ，标签识别率n - - - 9 9 9 9 6 5 ，错误率q ：0 。部分测试数据如表5 2 所示： 武汉理工大学硕士学位论文 表5 2 部分测试数据 序号时间标签总数采集数丢失数错误数 12 0 0 9 0 4 2 518 58 4 55 65 60o 22 0 0 9 0 51 0 1 4 0 0 4 0 5 85 8 oo 32 0 0 9 0 510 15 2 2 0 31 51 5oo 4 2 0 0 9 0 5 1 0 1 5 3 3 1 2 5 0 5 0 oo 52 0 0 9 0 51 0 1 8 0 8 2 85 35 3oo 6 2 0 0 9 0 5 1 0 1 8 1 3 5 25 35 3 o o 72 0 0 9 0 51 0 1 9 0 9 4 91 61 51o 8 2 0 0 9 0 51 0 1 9 2 8 0 6 3 8 3 8 oo 92 0 0 9 0 5 1 0 1 9 5 5 4 35 45 4oo 1 02 0 0 9 0 5 1 0 2 1 1 5 0 44 74 7o0 1 12 0 0 9 0 510 2 2 2 6 0 35 05 0o0 1 22 0 0 9 0 510 2 2 3 3 5 85 25 2o0 1 3 2 0 0 9 0 510 2 2 4 3 21 5 8 5 8 oo 1 42 0 0 9 0 510 2 3 3 0 5 75 85 80o 1 52 0 0 9 0 5 1 0 2 3 4 6 1 15 85 8oo 1 62 0 0 9 0 510 2 3 5 4 5 85 45 4oo 1 72 0 0 9 0 5l1 0 3 5 7 0 65 45 400 1 82 0 0 9 0 5 1 1 0 4 0 5 1 05 0 5 0 oo 1 92 0 0 9 0 51 1 0 4 3 2 5 65 75 70o 2 02 0 0 9 0 51 10 4 5 9 2 45 45 4oo 2 12 0 0 9 0 5110 5 0 9 5 35 15 100 2 2 2 0 0 9 0 5 1 1 0 7 0 3 1 2 4 84 8oo 2 32 0 0 9 0 511 0 9 3 8 1 65 85 80o 2 42 0 0 9 0 511 0 9 4 3 5 75 4 5 4 0o 2 52 0 0 9 0 5 1 1 1 1 5 6 1 13 13 10o 2 6 2 0 0 9 0 5 1 1 1 3 0 4 1 7 5 l 5 l 0 o 2 72 0 0 9 0 5 1 1 1 3 1 8 3 85 85 8oo 2 82 0 0 9 0 5111 4 0 7 2 54 64 60o 3 5 武汉理工大学硕士学位论文 表5 - 2 部分测试数据( 续) 2 92 0 0 9 0 51 11 8 4 1 2 44 84 8oo 3 02 0 0 9 0 5 1 1 1 5 0 0 94 64 6o 0 3 12 0 0 9 0 5 1 1 1 9 4 0 1 94 44 4o0 3 2 2 0 0 9 0 5 1 1 1 9 5 1 0 25 15 1o0 3 32 0 0 9 0 5112 0 0 2 4 61 91 9oo 3 42 0 0 9 0 5 l1 2 0 1 3 5 5 5 25 2oo 3 52 0 0 9 0 5 11 2 1 0 6 5 33 4 3 4 0o 3 62 0 0 9 0 5 11 2 1 1 5 3 13 73 700 3 72 0 0 9 0 5 11 2 1 5 4 1 04 64 600 3 82 0 0 9 0 5 11 2 2 0 5 4 15 75 700 3 92 0 0 9 0 5112 2 3 4 4 05 1 5 1oo 4 02 0 0 9 0 5l1 2 2 4 3 0 63 63 600 4 1 2 0 0 9 0 5112 3 2 0 4 85 55 500 4 22 0 0 9 0 5 l1 2 3 3 5 3 15 65 6oo 4 3 2 0 0 9 0 511 2 3 5 3 0 02 52 5o0 4 42 0 0 9 0 512 0 0 2 4 214 7 4 7oo 4 52 0 0 9 0 512 0 0 4 6 5 84 14 1o0 4 62 0 0 9 0 5 1 2 0 1 0 1 5 95 4 5 4o0 4 72 0 0 9 0 51 2 0 1 2 6 4 84 64 6o0 4 8 2 0 0 9 0 5 1 2 0 1 5 2 1 45 25 200 4 92 0 0 9 0 512 0 2 2 9 4 54 04 0o0 5 0 2 0 0 9 0 5 1 2 0 3 1 4 1 85 75 7o0 5 l2 0 0 9 0 5 1 2 0 3 3 1 1 l5 05 0o0 5 22 0 0 9 0 512 0 3 4 0 4 75 05 0o0 5 32 0 0 9 0 512 0 35 0 5 45 85 8o0 5 4 2 0 0 9 0 5 1 2 0 4 0 3 1 65 35 2o0 5 52 0 0 9 0 5 1 2 0 4 2 51 65 7 5 70 o 5 62 0 0 9 0 512 0 6 2 4 214 44 4o0 5 72 0 0 9 0 512 0 7 0 0 5 65 15 l0o 武汉理工大学硕士学位论文 5 5 1 误报率分析 ( 1 ) 误报率的定义： 火车电子标签数据出现非标准a s c i i 码，或者出现非定义范围内的数据内 容，均为不是正确的标签数据。 ( 2 ) 误报率统计与分析： 因为火车电子标签数据的内容经识别仪分析后，已经滤掉出现错误的标签 数据，因此，上述实验结果标签错误上报率为o ，上报给上位机的数据室完全正 确的。 5 5 2 漏报率分析 ( 1 ) 漏报率定义： 是指货车车厢已经安装了标准的且没有损坏的电子标签，在通过识别仪读 取后，没有读到的标签数据。 ( 2 ) 漏报率统计和分析： 2 0 0 8 年4 月和2 0 1 0 年2 月总标签数为1 3 2 0 3 张，实际采集到得标签数1 3 1 6 0 张，从而可以得到标签识别率为9 9 9 9 。 5 5 3 数据一致性分析 ( 1 ) 数据来源：通过以太网传输的数据、u s b 存储器的数据和通过g p r s 无线数传的数据； ( 2 ) 一致性分析：通过三者数据进行比对，结果是数据完全一致； 5 6 结论 经过上述测试结果分析，可以得到如下结论： 1 系统能实现的各项技术指标，具体如下： ( 1 ) 标签识别精度9 9 9 9 ( 2 ) 适应速度：2 0 0 k m h ( 3 ) 识别距离：0 1 0 m 3 7 武汉理工大学硕士学位论文 2 系统能完成如下功能： ( 1 ) 自动识别各种已装电子标签的机车、车辆、集装箱的信息； ( 2 ) 自动识别列车方向，自动计轴计辆； ( 3 ) 系统自检和故障自动保护； ( 4 ) 自动统计，并对电子标签信息分析统计给出报表； ( 5 ) 实现远程控制功能； ( 6 ) 数据自动备份功能； ( 7 ) 人机交互功能； ( 8 ) 可以通过路由器连接因特网功能。 3 系统环境适应性 环境适应性：雨、雪、雾、灰尘、油污、化学腐蚀、风沙等恶劣环境以及 满足电磁兼容相关标准。 武汉理工大学硕士学位论文 6 1 总结 第6 章总结与展望 u h f 频段的射频识别技术，在我国铁路车辆管理方面得到了大规模的应用， 也就是铁路车号射频自动识别系统。但在现有的车辆信息识别系统中还存在一 些不足，主要有三个问题： ( 1 ) 没有远程管理能力； ( 2 ) 在以太网网络传输中断的情况下会造成数据传输中断； ( 3 ) 需要外加p c 才能实现人机交互，增加系统投入成本。 本论文采用基于嵌入式为核心设计的射频识别装置，具有结构简单、成本 较低、控制高效的优点，可以解决以上问题。设计方案如下： ( 1 ) 增加无线数传单元，也就是g p r s 模块，可以使射频装置实现远程控 制功能，射频装置可以通过g p r s 模块将射频数据发送到车辆调度监控中心， 解决了数据传输中断的问题。 ( 2 ) 增加射频数据自动备份单元，就是射频数据传输给信息管理中心的同 时，射频数据会自动保存在射频识别装置里，以方便信息管理中心可以随时调 用。本文采用u s b 存储介质来设计射频数据自动备份单元。 ( 3 ) 增加一个图形用户管理单元，也就是在处理器内嵌操作系统上开发的 图形系统，用于人机界面交互和控制射频识别装置中其他功能单元。该装置可 以直接将射频数据传输给信息管理中心，因此在系统中就不需要额外增加一台 p c 机。 该射频识别装置在用户那里得到了一致好评，对新增功能非常满意。 6 2 展望 在现有的车号射频识别系统中，随着货车、客车的速度的提高，标签的识 别率就会下降，所以，后续工作将对车号射频识别系统对高速目标的识别做进 一步的改进和升级。 3 9 武汉理工大学硕士学位论文 参考文献 1 】r a z an ，b r a d s h a wvh a g u em a p p l i c a t i o no f r h dt e c h n o l o g y 【j 】，r f i dt e c h n o l o g y , i e e c o l l o q u i u mo n2 5o c t ，1 9 9 9 ，( 5 ) ：1 - 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