RFID城市车辆定位与导航系统

1、Word文档RFID城市车辆定位与导航系统 系统的总体设计思想 1、定位功能的实现过程 车辆通过安装于底盘上的识读器猎取用来标志唯一道路位置的编码信息之后，将其传递给车载端的GIS数据处理模块，GIS依据此编码信息，结合电子地图信息数据库（GIS模块的一部分），找出此编码信息对应的电子地图上的详细的地理位置点，进而通过显示模块将其显示在电子地图上。这样用户就可以看到自己当前所处的地理位置，实现了车辆自身定位的功能。 2、导航功能的实现过程 所谓车辆导航就是要确定一条车辆当前位置和目的地位置的线路信息，假如车辆现在处于A点，想要到达B点，则将B点的信息（直接输入名称即可）输入到车载GIS模块中，

2、车载GIS模块通过电子地图信息数据库将目的地位置对应找到之后，与电子地图显示上的某一点对应起来，同时在两个点之间确定一条或多条可行路线，并且显示给用户。这样用户就可以依据电子地图上的目的地B点和现在所处位置A点状况，打算实行那条路线到达目的地。可以看出本系统不需要借助外界信号或网络的帮助作用，可以利用车载模块直接单独解决导航问题。 3、监控和调度功能的实现过程 在完成定位功能的同时，识读器将猎取到的位置编码信息和车辆自身的唯一标志信息通过车载通信模块，利用移动通信网络数据传输方式（如GPRS等）传递给后台监控和调度中心，调度中心依据收到的信息，结合中心的GIS系统就可以得知此车辆现在所处的准确

3、位置，从而实现了对车辆的实时监控功能。同时假如调度中心需要车辆去某一个目的地执行某项任务（如消防，医院抢救等）时，调度中心就将目的地的位置编码信息通过通信网络传递给某一详细车辆，车辆得到此编码信息，并与自身电子地图上的点对应起来，从而实现导航，以最快的速度到达任务目的地。所以这主要是针对特别的行业（公交、出租、医院抢救、消防等）应用才需要用到的功能，由于对于一般的私人车辆用户来讲，没必要将自己的位置信息告知给其他方，所以这是一个可选的功能（图中用虚线分割开来）。 系统各组成部分的具体设计说明 1、道路标签 概念用来唯一标志某一详细物理位置的电子标签，它与GIS 电子地图信息数据库中的某一点详细

4、对应，从而实现物理位置的显示和定位。 标签内的数据编码格式电子标签的数据存储量可以达到很大，但是这里却不需要多么简单，由于此编码数据只要能使得实际代表的地理位置的某一点与电子地图信息数据库中的某一点一一对应起来就可以了，所以编码的格式可以特别敏捷，位数也不需要设计的过于简单（这样也可以加快数据读取的速度）。所以完全可以在目前的GIS电子地图中的编码格式的基础上，进行肯定的改动。 标签的道路粘贴和维护这是本系统最大的难点所在，不仅要考虑城市道路路面的状况（软硬，路面材料，路面的变形状况）、还要考虑外界的环境状况（温度的变化，雨雪天气状况），此外还要考虑到一些车辆不规章行驶对标签碾压的情形。就路面

5、状况考虑，系统标签首先考虑粘贴在一些路面状况比较抱负的地面（所谓抱负，主要指混凝土路面等比较坚实，不会随外界压力和温度发生太大型变的状况，比如立交桥、高架桥车道路面就比较抱负）；就外界环境状况的影响，主要取决于标签自身物理特性的提高（耐低温、耐高温，耐变形和压力等品质）。目前已有RFID标签产品的耐温范围已经可以达到-40140，此外对于抗变形和压力可以通过特别的外包装和道路粉刷工艺来进行相应的处理。至于车辆不规章行驶带来的碾压现象，由于标签本身体积很小，同时车辆的轮胎接触面积较大，所以平均下来的压强并不能给标签造成直接的物理损伤，而且不规章行驶的状况在城市道路上并不是主要常见的。 2、车载终

6、端 车载终端主要由识读器模块，GIS信息处理模块，通信模块（可选），显示模块组成，共同协作完成了了整个定位信息的处理和显示。 识读器模块此部分模块负责精确地、快速地猎取位于道路上的电子标签中的位置信息，它对道路标签的数据读取速度和车辆运行的速度直接打算了系统的定位精度。相同的车速状况下，识读器的阅读速度越快，则道路上的标签就可以间隔更小，从而定位的精度就可以更高。目前已有的识读器一般的阅读一个电子标签的时间可达到毫秒级，而在城市道路上运行的车辆的速度一般都限制在60km/h以内，根据这样的数值大约可以计算出标签的间隔距离在5m的状况下，仍旧可以保证标签数据的快速精确的读取。也就是说，定位的精度

7、相应的也可以相应的达到5m以内的精度，当然此外还要考虑GIS模块的数据处理和显示速度，所以保证10m的定位精度是理论可行的。 GIS信息处理模块此部分模块负责将识读器猎取的道路标签的编码信息进行处理，与电子地图信息库中的详细位置点对比，从而实现物理位置和电子地图上的显示点之间的对应。同时在导航应用中，此部分模块还要能够实现查询功能，即将输入的目的地转化为电子地图上的某一详细对应点的信息，从而供应给车辆导航路线。从某种意义上来讲，此部分模块的设计是整个系统的核心和难点，由于全部的定位、导航数据的处理全部由它来完成，详细实现时，可以借助目前已有的GIS 车载端模块，做一些必要的转变即可。 通信模块

8、主要负责将车辆识读器读取到的道路标签的编码信息传递给后台掌握和调度中心，或者将后台中心的掌握和目的地信息传递到车载端，从而实现中心对于车辆的监控和调度。由于系统在不需要外界网络支持的状况下已经完全可以单独完成定位和导航等功能，所以此部分模块本身就是可选的。主要针对一些特别的行业应用，比如公交系统，消防，医院抢救，交通事故处理系统等，在这些行业中，都要求实时地把握系统内车辆的精确位置信息以便在紧急大事时做出最为有效和快速的反应。就目前的网络状况而言，可以借助于GPRS网络，由于GPRS网络一方面数据传输速率比较高，另一方面它可以实现持续在线，流量计费的特点，适合于突发性数据量的传送需求。 显示模

9、块即将GIS 处理后的信息数据完整地展现在电子地图上，但决不只是一个简洁的显示，由于要完成单独导航时，需要输入目的地的有关信息，此时可以采纳当前流行的触摸屏显示终端，将操作和显示界面集成在了一起，从而降低系统的操作简单度。 系统方案实现的详细分析 本系统在详细工程实施阶段必需考虑以下几个问题： 1、道路路况的优劣，目前主要的城市道路还是停留在沥青路面的时代，这样的路面对于标签的布设会带来致命的威逼，由于在高温下，这样的路面发生较大的变形，直接影响标签的位置和稳定性，甚至直接造成标签丢失、移位； 2、车辆违反交通规章造成的标签碾压，这一点可以说是一个必需要考虑的问题，但是可以通过许多种途径来避开

10、和尽量削减，其中道路标签基本都布设在每条行车车道的中央，大多数状况下车辆通过是不会形成碾压的；其次可以改进标签布设工艺，增加标签的受力面积，即在标签之外包装一层高硬度的防水硬性材料（目前市场已有的许多标签已经都具备肯定的穿透力量，这样不会造成对标签阅读范围的太大影响），同时通过特别的路面粉刷工艺，可以大大提高标签 的受力限度； 3、环境状况的影响，由于标签位于路面之上，不行避开地会遇到雨、雪天气的影响，为了削减外界条件变化带来的影响，要求标签的有很强的耐腐蚀，耐高温、低温特性，这都是对标签工艺的直接挑战，目前的标签已经消失了耐温范围在-40140的产品； 4、成本的影响，标签的价格现在已经做到

11、几美分到几十美分的范围内，但是车载终端的价格却还会带来较大的问题，但是依据目前GPS 车载终端进行改造，加上识读器模块，实际上也不会带来太多的问题；此外在标签的使用过程中，对于由于一些特别意外的缘由造成的标签损坏，还要进行准时的更新，虽然费用不是许多，但是同样也应予以考虑。 系统应用的设想： 基于以上工程实施必需考虑的实际问题，对本系统前期应用的主要领域和场合进行了如下的设想： 1、由于城市道路路况构造，标签的物理特性，以及部分司机不规章行驶等问题，直接大范围内铺设和推广此系统还为时过早，同时考虑到目前大多数城市（如北京）道路路况周边的环境并非都是高楼密集区，所以利用GPS即可，没有必要一次到位； 2、系统应用的定位：作为现有的GPS等已经成熟应