基于RFID技术的无线列车定位系统的研究和设计

1、 基于rfid技术的无线列车定位系统的研究和设计 【摘要】随着轨道交通市场不断的扩大升级，列车进入高速时代，确保列车安全有效的运行，提高列车行驶的安全性，避免发生安全隐患成为列车日常所要关注的重点之一，列车在行驶过程中，提高定位的速度及精度，将解决技术问题的所在。列车定位系统在铁路行驶系统中是个非常重要的环节，目前列车常用的定位系统为gps方式，但是在部分山区桥洞等特殊区域，gps信号弱，无法完成列车在行驶过程中所经由区域的准确反馈。rfid无线射频技术作为新兴的定位测速手段，其数据读取方便快捷，且识别速度快，逐渐替代了现有的gps定位在列车系统中的使用。为解决现有技术的不足，本文研究一种列车

2、用高精度定位控制系统及方法，提高了列车定位精度以及读取反应速度，同时保证系统的冗余性和安全性，以及在列车运行环境下的可靠性。【关键词】rfid；车载定位；技术应用；关键技术近年来，各种 rfid设备（标签、阅读器、天线等设备）在轨道交通中中得到了各式各样的使用，列如轨道交通物料管理、户外电缆管理、轨道螺栓管理等，多数是用在物料和产品的管理层面，而在本设计中，将uhf rfid技术应用在轨道交通列车定位中，可以实现列车在低速到高速（0-120km/h）的无线定位，让车辆在运行过程中不用依靠网络和gps即可实现自主定位。一、rfid列车定位技术的相关概述射频识别，rfid（radio freque

3、ncy identification）技术，又称无线射频识别，其原理为阅读器与标签之间进行非接触式的数据通信，达到识别目标的目的。本设计中采取的抗金属无源标签为被动式原件，无需电池，自身能量由天线发射的电磁信号激活；标签包含了由epc/user 区域组成的电子存储信息，标签在安装在金属板后读取距离可以达到8-12m2. 系统结构列车用高精度定位控制系统，包括箱体和置于箱体内部的标签模块、rfid识别模块、逻辑判断通讯模块以及列车控制模块，其中，标签模块用于划分列车行使轨道区域及当前轨道发送状态信息；rfid识别模块用于读取轨道标签模块内写入信息并发送至逻辑判断通讯模块；逻辑判断通讯模块用于识别

4、当前轨道标签信息并判断列车当前应执行动作，发送至列车控制模块；列车控制模块用于接收逻辑判断通讯模块发送的指令信息并控制列车执行相应指令。系统架构图射频识别（rfid）技术用来识别列车处于运行的特定区域内并将列车速度限制到预先定义好的限速值内；或者在线路端部处施加紧急制动。系统采用rfid标签进行各个区段的区分，对于轨道道岔部分，选用半无源标签，通过开关量控制，避免了使用有源标签时产生的电池更换等问题。标签定义线路位置，该位置为限速、制动、允许加速等区域的界限，它安装在轨道旁，在列车行驶到该区域后，车上阅读器读取到标签信号，该信号通过阅读器传送到 plc，plc 根据内设程序进行逻辑判断，从而输

5、出相应的信号到 vim。vim 会提醒司机做出相应的列车控制，控制列车进行减速、制动或加速等行为。本设计实现了车辆运行轨迹监控、车辆运行区间速度监控及超速报警，同时利用预设的阅读器数据处理程序，进行数据筛选，防止出现标签误读的情况。且通信稳定可靠、实时性高、精度高、布局简单多样化。 控制和定位列车：当列车经过rfid标签时，rfid标签被激活，标签内部存储数据传输至车载单元，阅读器进行数据解析和筛选后上传至控制单元进行分析，判断列车所处位置并做出列车执行操作判断，发送至列车完整性模块，对列车进行相应控制。 轨道定义：可以将轨旁标签写入定义内容，定义当前路段为限速路段、加速路段及需制动路段等，并

6、通过车载设备读取并传输至车辆端。序号名称数值备注1输入24v dc20%2通讯接口mvb/can/rs4853维护接口rj45/usb4机械尺寸400*400*300mm5数据存储周期60天6定位精度10cm7测速精度1%3%速度越快，精度越高8射频频率900930mhz9射频响应范围10m10防护等级ip6511冲击振动1类ben6137312无线传输选配系统参数三、结束语结合对rfid相关技术进行全方位的分析与探讨以后发现，我国很多行业领域都开始综合使用rfid技术，同时也取得了较好的成效。但需要注意的是，我国各个行业在使用rfid的时候，整体技术层次还有所不足，同时物联网等各类先进模块还没有在轨道交通体系中得到全方位的贯彻实施。因此在后续的发展过程中，我国应该结合rfid技术的发展现状，不断完善技术产业链，同时还要积极整合产业内部资源，突破关键核心技术，提高rfid的整体技术层次，促进这套技术在轨道交通领域里的长远发展。参考文献1郭展宏，杨志雄. rfid与gfsins组合的地铁列车定位方法研究 装备机械.2019年02期第5-8页2刘小磊,黄璞,rfid技