利用射频识别技术（RFID),开发了 “载货车辆称重管理系统”介绍了射频识别技术的优点，以及系 统的组成和系统中存在的数据冲突问题以及解决方法。通过数据采集服务程序处理存储到数据库中的数据，供 管理人员对载货车辆称重信息以及货物信息进行查询统计，方便了货物和车辆的管理，提高了企业中车辆的安 全运行效率和货物的管理效率。
大型厂矿中,原料的品种多数量大,货物的采购、 调拨和计量统计等等,在整个管理过程中占据很大的 比例。采取人工记录的方式来管理,效率很低,安全性 不高。为了提高效率和安全性,结合RFD技术开发了 载货车辆称重管理系统。本系统可以通过局域网、因特 网连接实现数据和图像的实时监控,数据查询、统计、 汇总。可以通过数据采集服务程序自动采集RFD卡 中的数据,来决定是否放行车辆的进出,可以自动采集 称重仪表中毛重、皮重、车辆牌照等信息,不能手工输 入,杜绝人为因素的干扰,防止大车过镑小车回皮或小 车过镑大车回皮的现象发生,杜绝司机的作弊行为。管 理人员在查询镑房的历史称重记录时,可同时调出当 时的现场图片,并且有毛重、皮重两组信息可供对比, 确保称重过程的准确可靠、透明、公正。
1 .RFID技术介绍
2 1.1组成
RFID系统主要由三部分组成：电子标签(Tag)、 阅读器(Reader)和天线。阅读器主要负责发送射频信 号产生无线电波，电子标签通过感应就会产生电流获 得能量。标签用于存储信息,接收阅读器所发出的信 号,并由电磁感应提供电力支持实现编解码功能。天线 用来发射和接收信号。
1.2 RFID的主要特点
①物理性能优越:可以储存永久性数据和非永久 性数据。在可重写存储器内的信息更改自如。数据可 动态更新,反复使用,使用寿命长,耐高低温。能适应各 种工作环境和工作条件,尤其适用于油污、粉尘、放射 等恶劣环境；
②只要在信号范围内就可传送信号,可放置在任 何位置进行读取；
③存储容量大:存储容量是2的94次方以上(近 万字)，它彻底拋弃了条形码的种种限制；
④读取速度快,而且采用了防冲撞算法,可同时 读取多个数据,加快了处理效率；
⑤更高的安全性:可采用安全协议或者相应的安 全算法来保护标签中存储信息的安全性和使用者的个 人隐私。
1.3 RFID中的关键技术
在很多应用场合,阅读器要在很短时间内尽快识 别多个标签。由于阅读器和标签通信共享无线信道。阅 读器和标签的信号可能发生冲突,使阅读器不能正确 识别标签,即发生了碰撞(collisbn)。因此,需要一种 防冲撞技术减少冲突达到快速准确识别多个标签的目 的。
R FI D系统中的冲撞分为标签冲撞和阅读器冲 撞。对于阅读器冲撞问题比较容易解决,此处不再详述。标签冲撞是指多个标签同时响应阅读器的命令而 发送信息,引起信号冲突,使读写器无法识别标签。目 前主要是使用基于时分多址访问(TDMA)的方法来 解决标签的冲撞问题的,本文釆用ALOHA随机算法 处理冲突。
2.系统的设计原则和数据的釆集
2.1该系统的设计原则
①实用性。系统釆用友好的图形用户界面方式, 形象直观,实现全屏幕菜单操作,用户能简单、方便地 釆集基础数据,实现信息共享与交换。
②可靠性。系统在设计过程中,把可靠性作为系 统设计成功与否的重要标志,在设计过程中考虑到安 全管理人员对计算机知识的局限性,釆用了较强的容 错功能,对用户的非法操作均有限制和提示,数据出错 时具有相应的提示信息及处理能力,并且每个处理环 节都具有高度的可靠性、保密性及安全性。
③先进性。系统釆用软件工程的理论进行开发; 釆用目前流行的可视化开发工具VC+ +进行系统开 发。
2.2系统中数据的釆集
系统主要由传感器,电子磅称重仪表,读卡器和射 频卡,PC机,视频监控器组成。
系统中RFD卡的数据读取釆集原理为：装有 RFD卡的载货车辆进入阅读器的感应线圈作用范围 内,感应线圈用电缆连接至读卡器,将信号传输到读卡 器一控制器一服务器一计算机进行处理。读卡 器通过感应线圈接收到RFD卡信号,数据釆集服务 程序通过RS232从读卡器上接收RFD卡信号,并将 所接收信号处理成数据写入载货车辆称重管理系统数 据库中,供给管理人员分析查询。数据釆集程序还提供 一个车辆视频监视窗口，可以实时查看车辆的出入情 况和称重操作情况。为了提高抗干扰能力,降低车辆出 入判断错误和称重时刻车辆的识别错误,在对RFD 卡读取数据时,程序中釆用了相应的防冲撞算法,实现 了同时有多张卡的识别。系统的前三个模块(后面会提 到)中都会用到RFD卡的数据釆集原理。
称重管理中数据的釆集:在此模块中,RFD卡的 数据釆集如上,另外,当读取到卡的信息之后,必须通 过编制相应的软件将卡中的数据读取到电子过磅仪表 中,在称重结束后,再将相应数据写入RFD卡中，以 便车辆将携带RF D卡的信息到别的站点被读取。
管理中心和各个站点之间通过无线WEB网络来 实现数据的传输,各个分站点在接到管理中心命令后 可以实现实时数据上传,监控管理中心实现实时监控 各个站点的操作,实现操作公平透明。

3.系统的功能及实现
3.1门禁安全检查
实时显示所有载货车辆的出入场信息,查询、打印 某段时间内全部车辆或某个车队或者具体某辆载货车 辆的出入场信息,或者按照值班人员,查询打印当班期 间车辆进出场情况。也可以实现RTOD卡的发放、挂 失、注销。
3.2数据维护
可以对一些常用信息进行预存,如货物信息(货 名、收货单位、发货单位、规格、等级、型号、品种)司机 资料,车辆资料等。数据备份及恢复功能。可以把称重 数据备份到指定的位置,并可以将备份的数据进行恢 复,确保数据的安全。如图2所示。

3.3称重信息
可以按照称重时间段,货物类型,车辆,进出场类 型等来查询统计信息。
司磅员可通过称重计算机主界面监控到秤台上汽 车停的位置是否符合要求,在称重过程中是否有人站 在秤台上,驾驶室里是否有人,回皮时车箱里是否有物 品等称重过程中的作弊行为等;称重过程中毛重,皮重 只能自动接收称重仪表上显示的重量信息,每一次保 存毛重和皮重信息时,都会把当时的现场照片一块保 存下来；同一车牌号的车进行第二次称重时可以调出 第一次称重时的照片进行对照,司磅员可以看到每一 次称重和第二次称重时是不是同一辆车,这样可以杜 绝小车过磅、大车回皮或大车过磅、小车回皮这样的作 弊行为的发生;杜绝称重过程中前车轮或后车轮不完 全停在秤台上造成重量过轻这样的作弊行为。
3.4管理人员的监控
管理人员在办公室里面打开后台监控机,可以进 行数据的实时监控,镑房操作人员每操作一个记录都 会同时传到管理人员的计算机上,如果管理人员想监 控任意一个电子镑称重时的现场情况,只需选择该镑 的台号,便可监控到该磅在称重时的动态画面,同时可 以看到车辆在秤台上停时的重量以及操作员输入的车 号、发货单位、收货单位、货物名称等信息,即实现了图 像与数据的实时传输。管理人员在查询历史记录时,选 中一条记录后,可以调出该记录毛重和皮重的两组图 片进行对照、比较,照片上可以显示当时的日期、时间， 并且可以放大显示。
3.5系统中数据冲突的解决
在门禁模块和称重模块均会出现多辆车同时进入 阅读器感应区域的情况,数据冲突能否有效的解决,影 响该系统RFD卡识别的效率,本系统中采用ALOHA 随机算法。
算法思想:在标签信息发送过程中如果有其他标 签也在发送数据,那么发生信号重叠从而导致部分冲 突或者完全冲突,阅读器检测信号判断有无冲突,比如 通过循环冗余校验,一旦发生冲突,阅读器发送命令让 标签停止发送,标签随机延迟一段时间再发送,则因为 延迟的随机数不同,避开了冲突。如果没有冲突,阅读 器发送一个应答信号给标签,标签从此转入休眠状态。 只要要求标签的数目不要太多,选择合适的退避区间， 该算法实现起来方便简单,成本低,该系统中识别标签的数目不会超过10个,经过仿真得到表1的结论。

由上面的仿真数据可以看出，在退避区间为t 0. 02时,识别10张标签所需要的时间最短而且重发次 数也不多,在t 0. 2时,重发次数不变,但是识别10张 标签时花费的时间达到了 183. 67,是0~ 0.02区间时 的9倍，由此可见,选择0- 0. 02退避区间可以很好的 识别多张标签。
4.结论
本系统将RFID技术应用到载货车辆称重管理 中,很好地提高了企业中载货车辆的管理效率。使用该 系统,所有车辆的出入实时显示,司机不用再下车进行 签单;称重过程实现了自动化,实时监控称重过程避免 了作弊现象。由于所学知识有限，目前只能用ALOHA 算法解决冲突,至于别的高效的解决冲突的方法,还有 待于进一步的学习。