在冶金企业的物资计量过程中,存在最多,也最简单的计量作弊方式是更换车辆牌照,套牌作弊。车号自动识别系统的应用是解决了 这一问题的有效途径之一,其核心是赋予车辆电子身份的新概念,从而在车辆行驶的情况下,可以准确无误的读出每节列车、每辆汽车的车号 及相关信息。本文叙述了计量车号识别系统的体系结构、系统功能以及关键技术和解决途经。
1.射频系统的基本原理及组成
(1)基本原理
射频识别读出设备发出微波查询信号时,安装在 被识别物体上的电子标签将反射回载有电子标签数 据信息的微波信号,反射回的微波信号经解调处理 后,读出装置得到电子标签存储的识别代码信息。该 信息具有无接触、自动识别运动物体的身份编码的功 能。其工作原理如图1所示。
⑵基本组成
射频识别系统的基本组成包括两部分:
①电子标签
电子标签用于存储有关物体的身份信息,在应用 中电子标签附着在待识别物体的表面。
②阅读器
阅读器主要包括地面读出设备和微波发射天线。 应用时可无接触的读出并识别电子标签中所存储的 信息从而达到自动识别物体的目的。
2.包钢计量车号识别系统的组成及工作过程
(1)标签图及系统硬件组成图见图2、图3)
图3为汽车衡硬件组成图。轨道衡的硬件组成图 (略)与汽车衡的区别在于:汽车衡所用电子标签由车 主到计量处主管部门申领,写入车辆牌照、发货单位 等名称。车辆加装电子标签,标签内写入车辆信息后 帖于车辆挡风玻璃前,标签不可拆卸,一旦拆卸标签 即告损坏,这样可以有效的防止车辆更换车牌,交换 车牌的作弊方法。轨道衡的电子标签由铁路局在每 辆国铁车辆底盘下安装,内有车号、车型等车辆信息。 并且汽车衡的天线设计位于秤体中央,高于秤体水平 5米,轨道衡的天线位于秤面上。
每种标签配合以相应且专用的读写设备,可以实 现对所在车辆远距离和移动中自动识别,还可以读写 用户自定义的数据侮枚标签内有全球唯一的D号 对应唯一车辆)。
⑵系统工作过程
当车辆驶达称重台面时,称重计算机通过信号电 缆线给识别设备一个开机信号,表明已有车辆准备过 磅,天线此时接到来自读出设备的射频信号并发出微 波激励准备过磅车辆的电子标签开始工作,电子标签 将自身的信息编码载波到此射频信号上并反射回去, 读出装置将反射回的信号接收并调阅数据库,查询对 应的车号,便可达到对车辆的识别,称重计算机收到 每辆车的车号等数据信息后,可从称重显示仪表获取该车的当前重量信息,并存储在称重计算机中,识别 过程完成后,计算机发出指令关闭识别天线,称重计 算机可根据相应的称重管理程序对相应的数据予以 处理,整个过程结束。
3.车号自动识别称重系统设计与应用
包钢的车号自动识别系统目前主要应用于原燃 料的称重过程管理。进出包钢的国铁车辆已经全部 安装了电子标签。具备车号自动识别称重的条件。 包钢目前运输原燃料的汽车车辆大约有3000辆左右, 其中大部分是固定运输车辆,对固定车辆发放电子识 别标签是可行的。部分零担运输车辆可以特殊处理。
3. 1车号识别方式
车号的识别可以采取两种方式:直接读取电子标 签内存储的车号信息;读取电子标签的D号,查询在 线标签数据库,找出D号对应的车辆牌照。我们首 先采取的是直接读取电子标签内存储的车号、车型等 信息。但是,在试验过程中,我们发现识别率比较低, 并且识别速度慢,识别一车将近2秒。D号是全球唯 一的电子标签编码,16位16进制数字,不可以修改。 识别一车只需要2毫秒。读取D号的方式,不仅速度 快,识别率高,而且杜绝了有人修改电子标签内存储 的车号信息等项目,保证识别车号与车辆真实牌照一 致。
3.2车辆识别的过程控制
为了减少识别天线工作过程中对人体的电磁辐 射,我们设计了软件启动、关闭识别天线功能。称重 软件检测称重台面重量,当称重台面重量大于500kg 时,启动识别天线。根据车辆上衡通过识别区域的速 度、距离计算有效识别时间,大约为8秒。设计软件识 别20次,如果20次内识别到车号,显示车辆牌照。封 闭称重软件的车辆牌照输入窗体,否则,退出识别过 程,授权用户手工输入车号。如此设计,既最大程度 的减少了天线的辐射,又解决了零担货物运输车辆的 计量称重问题。
3. 3识别天线的选择与安装调试
RFD无线射频)是通过天线来激活、接收电子标 签信息的。天线的功率与安装的角度、高低等因素直 接决定了识别率。考虑到对计量人员有可能造成的 电磁辐射,我们首次选用小功率的天线,但是,在试运 行过程中,发现识别率只能达到(70〜80) %。后来选 用大功率天线,又有扫描到台面下后一车的情况发 生。经过多次测试,我们终于找到了功率合适的天 线。天线的高度选择距称重台面4 6米的位置。天线 的仰角大约30度。
3.4如何解决电磁辐射安全的问题
车号识别系统中,包括天线、识别器、电子标签等 电磁产品都具有电磁辐射,可能对人体造成电磁辐射 伤害。为了尽可能减少电磁对人体的辐射伤害,我们 采取了以下措施:
识别天线由称重计算机控制其启动工作与关闭 状态。称重软件判别控制是否有车辆进入称重台面, 如果有,启动识别器天线,并在20秒内扫描电子标签 采集车号。然后关闭识别器天线,以减少电磁辐射。
4.车号自动识别称重系统特点
(1)较传统的光学模式识别方式,采用射频识别 技术,系统的识别率高出20个百分点,能够达到95% 以上,超越了传统摄像识别及其它识别技术在率方面 的局限。
(2)不受诸如粉尘、油污、振动、遮挡物等的形晌, 抗电磁干扰能力强,可在寒冷、炎热的恶劣环境全天 候工作。
(3)能够实现车辆运动状态下自动识别车号,为 快速、准确、稳定的进行称重提供保障。为实现动态 自动称重方式提供车辆的自动识别。
(4)管理软件功能强大,界面友好,操作简单易 学,数据库保密性好,数据读写速度快。
(5)采用识别D号的方式,不仅识别率高,而且 识别时间由秒级缩短到毫秒级。可以达到唯一识别。
5.结束语
目前,称重系统一般都可在低速或静态通过时 称出重量信息,其称重速度慢。操作不方便,人为造 成的误差比较多,这种落后的计量方式已明显制约 着称重系统发展,车号自动识别系统在称重系统中 的应用达到了快速、准确的计量,提高了工作效率, 减少了劳动强度,避免称重过程中人为的更换车辆 牌照,为包钢减少了经济损失,适应我国计量称重现 代化发展。