第一篇：rfid產品溯源系統設計
基于RFID的特色家禽信息化養殖及產品溯源系統應用
二、項目實施背景、目標和意義
1、基地簡介
學習特色家禽養殖基地坐落于學習縣學習鄉勞光村，占地面積600畝林地、150畝水塘,作為發展養殖種植及開發鄉村旅游基地。學習鄉積極響應國家號召發展三農產業，深入農村，帶動農民致富，于2007年成立了特色家禽養殖基地，基地生態環境優美?；匕l展生態特色養殖種植，特聘請全國著名專家為技術顧問，招收農業院校大學生為技術骨干，已培養出一支擁有特色的技術推廣隊伍。學習鄉大力投入基礎建設,僅基地特色土雞養殖已擁有大棚16座，實行公母分開、批批緊扣式新型養殖方式，平均年出欄五至七萬只土雞,年營業額240萬元,創收入達到130萬左右。
勞光村以“和諧、合作、誠信”作為基地的企業宗旨，自基地成立以來養殖種植業發展勢頭強勁，很快成為市場上一支頗具競爭力的新生企業，基地也從最初的養殖家禽，逐漸擴展到食用真菌、無公害果蔬種植、葡萄、漁業等眾多農牧畜業?；乜焖侔l展并帶動周邊村民，2008年一年就提供30多個固定崗位及200多名零散工，每月定期免費為村民做專業養殖技術培訓并鼓勵支持自行養殖，目前已有30多位村民自行養殖家禽。為周邊務工在家的剩余勞動力及減輕周圍村組負擔提供了良好的平臺。
基地秉承“綠色，健康，和諧”的經營理念，相續在林下建立了生態散養土雞園、生態鵝塘園、生態蘑菇園、無公害果蔬園，后續建立休閑垂釣中心和突出民俗特色的農家別墅。享受農家樂趣，走近大自然，感受農村生活回歸自然?；匾劳匈Y源優勢，優化發展環境，引進高新技術與現代家禽飼養的合理結合，使老百姓吃上真正、明白、放心的特色家禽，促進了產業化進程，并利用當地優良的自然環境，廣闊的林地，合理開發自然資源，充分發揮資源潛力，將建成現代化、科技型特色家禽養殖基地和融參與性、觀賞性、娛樂性、趣味性于一體的中國現代農業主題田園農莊。
2、應用背景
近十幾年來，世界各地動物疫情的不斷暴發，如上世紀末發生在歐洲的瘋牛病、作為頭號家畜殺手的口蹄疫以及至今仍在全世界范圍內蔓延擴散的禽流感疫情等嚴重動物疫病，沉重打擊了各國畜牧業生產，同時也給人類的食品安全和身體健康帶來了嚴重威脅;而以化學物污染和農獸藥殘留引起的中毒事件對消費者身體健康的損害也日益引起了廣大消費者和政府的關注。如何對動物進行有效監管，并對動物源性食品的產、供、銷鏈進行高效跟蹤和追溯，已經成為一個急待迫切解決的全球性課題。
近年來，各國政府紛紛采取措施加強對動物的管理，致力于控制和消滅各種動物傳染病，并著力從源頭抓食品安全衛生質量，建立食品安全的溯源追蹤體系。這些措施實施的關鍵是要解決對動物的識別與溯源追蹤技術難題。傳統的動物識別技術往往用于畜牧育種方面，如養豬業中普遍使用的耳朵缺口編號法、牛羊的塑料耳牌等，在一定程度上解決了部分養殖業生產中的實際問題，但難以適應信息化養殖的要求，特別是對于家禽養殖，如雞、鴨等來說，還沒有一個有效措施。隨著無線射頻識別技術(RFID)的發展和成熟，RFID提供了一種全新的解決動物身份認證和追蹤問題的技術手段。該技術以其存儲數據容量大、使用壽命長、讀取距離遠、多目標識別、可重復使用和環境適應性強等優勢正迎合了對動物識別與溯源追蹤的需要，必將在動物安全管理中發揮著越來越重要的作用，特別是解決家禽養殖業個體禽類難以識別和追蹤問題。
眾所周知，家禽、侯鳥的數量是相當驚人的，由于候鳥的遷徙等導致全世界范圍內每年都會爆發大規模禽流感疫情，其病毒每天都在發生變異，防止禽流感也成為世界各國的頭等大事;面對肆虐的禽流感疫情,有專家認為：“RFID是打敗當前人類面臨的最大威脅之一的關鍵工具。”基于成熟的無線射頻技術，從種雞、雞苗、養殖、運輸以及終端產品銷售等一系列過程，通過建立高效的溯源追蹤體系，能夠有效地提升產業效率與品質，保證禽類產品的質量和食品安全。
3、應用目標及意義
3.1 應用目標
以“電子腳環”為監管手段，以HACCP和EANUCC體系為監管方法，以網絡為傳輸媒介，建立特色家禽養殖信息化平臺，實現特色家禽從繁育、飼養、防疫、用藥、飼料、注冊等養殖環節到疫情預警、運輸、終端銷售等環節的全方位、全過程監控和快速響應，實現“監管信息化、查詢便捷化、源頭追溯化”，與國際食品安全監管追溯體系全面接軌，確保特色家禽產品的衛生安全和品牌正宗。 3.2 項目意義
3.2.1建立“從養殖場到餐桌”的食物供應鏈跟蹤與追溯體系
“民以食為天”，食品是人類賴以生存發展的物質基礎，食品安全是關系人類健康的關鍵所在。近些年來，從歐洲的瘋牛病、二惡英、口蹄疫等以及轉基因產品可能產生的潛在危害，再加上越來越嚴重的禽流感和此起彼伏的食品污染事件，已經使生活在這個世界上的人們頗有些談“食”色變。由動物疫病和藥物殘留等引發的食品安全事件頻頻發生，既給人民生命健康造成重大威脅，也對世界各國經濟和社會發展產生了嚴重影響。在我國，食品中毒事件頻頻發生，食品質量問題層出不窮。我國的消費者也增長了對食品供應的憂慮，產生出“這不能，那不能，還能吃什么”的疑問。浙江省的消費者因食用摻“吊白塊”的粉絲而險些喪命，重慶查出不法廠商用“毛發水”兌制有毒醬油，廣東發現幾百噸黃曲霉素嚴重超標的毒大米„„此外還有長期以來危害消費者的注水肉、蔬菜中農藥殘留超標、面粉增白劑超標等，形成一條在食品領域流行的“毒流”。消費者強烈要求知道我國食品流通領域的安全系數有多低、這樣的“毒流”何時能夠根治。最為嚴重的是各種各樣的高致病性傳染病開始進行變種，慢慢地從動物向人傳染。肉類食物是人類正常的飲食鏈中最重要的食物來源之一，沒有這些多樣化的食物為人提供能量營養，人的健康就很難得到保障。而傳染病的隱蔽性和人類食物鏈的復雜性讓人很難防范。面對美味的菜肴，人們張開的嘴越來越猶豫。
因此，對食品從生產到消費的供應鏈全程進行追蹤，并在發生問題后進行追溯，就成為監控食品安全，保障消息者健康的必要手段，而這也是廣大消費者期望所在。
針對食品安全問題，世界各國政府都積極采取了各項措施，并出臺了相應的法律法規和政策，來保障食品安全。2000年，歐盟頒布了1760/2000號法規(又稱新牛肉標簽法規)，要求自2002年1月1日起，所有在歐盟國家上市銷售的牛肉產品必須具備可追溯性，在牛肉產品的標簽上必須標明牛的出生地、飼養地、屠宰場和加工廠，否則不允許上市銷售。2002年，歐盟又頒布了第178/2002號法規(又稱一般食品法)，要求從2005年1月1日起，凡是在歐盟國家銷售的食品必須具備可追溯性，否則不允許上市銷售，并且禁止進口不具備可追溯的食品。
2002年，美國國會通過了“生物反恐法案”，將食品安全提高到國家安全戰略高度，提出“實行從農場到餐桌的風險管理”。國家對食品安全實行強制性管理，要求企業必須建立產品可追溯制度。在有關的規定中，明確了企業建立食品安全可追溯制度的實施期限，大企業(500名雇員以上)在法規公布12個有后必須實施，中小型企業(11-499名雇員)在法規公布18個月后必須實施，小型企業(10名雇員以下企業)，在法規公布24個月后必須實施，到2006年底所有與食品生產有關的企業必須建立產品質量可追溯制度。
英國政府建立了基于互聯網的家畜跟蹤系統(CTS)，以記錄獲得身份證的家畜從出生到死亡的轉欄情況，以便這些家畜可以隨時被追蹤定位。這套家畜跟蹤系統與標牌(每頭家畜都有唯一的號碼，家畜號碼一般通過兩只耳朵的腳環來進行記錄)、農場記錄(農場必須記錄有關家畜出生、轉入、轉出和死亡的信息)、身份證(1996年7月1日出生后家畜必須有身份證來記錄它們出生后的完整信息，在此之前的家畜由CTS來頒發認證書)，共同構成了家畜辨識與注冊綜合系統。
從國際發展狀況來看，世界各國也紛紛采取了措施，力圖有效地對整個食品供應鏈進行跟蹤與追溯，即建立“從農場到餐桌”的食物供應鏈跟蹤與追溯體系。實施可追溯既是保障食品安全的現實需求，也代表了當前和未來食品安全保障措施的發展趨勢。從技術手段來看，采用RFID建立農產品全程監管和追溯體系已經成為趨勢。以RFID為標識手段，將EANUCC編碼體系(全球統一標識系統)應用于從種植、養殖到加工、零售的過程控制和信息傳遞，再結合“危害分析與關鍵控制點”(HACCP)應用，就可以有效地對農產品供應鏈全過程進行跟蹤與追溯。
3.2.2有助于規范發展地方特色生態養殖業
2004年，中共中央出臺了《關于促進農民增加收入若干政策的意見》(中發[2004]1號)采取了一系列更直接，更有力的支農惠農政策措施，保護和調動了農民積極性，農村呈現出良好的發展局面，2005年中央《關于進一步加強農村工作提高農業綜合生產能力若干政策的意見》的一號文件，進一步向全黨、全社會發出加強“三農”工作的明確信號，要把發展特色農業，建設基地，培育品種，加強營銷，要在搞好原產地保護和支持產業化經營等方面狠下功夫，加快建設特色農產品標準化生產基地，對特色農產品生產和加工進行規范化管理，真正培育和發展“特色資源，特色環境，特色工藝”的特色農業，注重特色農產品良種繁育和技術推廣服務。優質純種地方土雞是集具地方特色的良種，因此優質土雞生態養殖符合我省的產業發展方向。
地方純種土雞作為有優勢、有特色、有基礎、有前景的特色產業項目，能在較短的時間內創造良好的經濟效益，能有力地推進農業和農村經濟結構調整。由于目前市場的無序和混亂，種雞生產場家急功近利，隨意雜交，導致雞品種的雜亂，優質雞特別是地方優良品種受到嚴重的威脅;其次，少數生產廠家缺乏管理意識濫用抗生素、藥物致使優質雞質量下降和傳染性、遺傳性疾病的增加，為了保證土雞優良的品質特征，良好的環境適應性，和別具特色的品種優勢，建立地方土雞信息化養殖，從繁育、飼養、防疫、用藥、飼料、注冊等養殖環節到疫情預警、運輸、終端銷售等環節的全方位、全過程監控和快速響應。
每一只家禽都配有一個“身份證”-RFID標簽，顧客可通過母雞“身份證”上攜帶的信息，查詢到禽類食品的全生命過程中的信息，包括產品名稱、生產日期、公司名稱、生產地、檢疫證號、檢疫結果、檢疫日期以及種雞、防疫、用藥、飼料、運輸、檢疫等具體信息，從而保證食品的安全和品牌價值。
三、總體流程與功能結構
1、業務概要流程
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家禽養殖管理信息系統可以保障家禽食品安全及可全程追溯，規范生產、加工、流通和消費四個環節，將家禽食品配一個唯一的“電子身份證”(RFID電子標簽)，并建立食品安全數據庫，從食品養殖及生產加工環節開始加貼電子標簽，實現從“養殖場到餐桌”全過程的追蹤和追溯，包括運輸、包裝、分裝、銷售等流轉過程中的全部信息，如養殖場、食品加工、配送、銷售終端等都能通過電子標簽在數據庫在查到相關信息。
2、功能架構
家禽信息化養殖管理系統功能主要包括：中心數據庫系統、養殖場飼養管理信息系統、安全生產與加工管理系統、食品供應鏈管理系統、消費終端查詢系統、檢驗檢疫與監控系統、食品安全公共信息服務平臺系統等組成，如圖2所示。
中心數據庫系統功能主要包括：中心數據庫主要包括：食品分類庫及樣品庫、食品相關監管與生產單位等基本數據、食品安全標準與安全指標、食品生產與管理信息、食品安全監測與檢測數據、管理服務系統等。
養殖場飼養管理信息系統功能主要包括：生產原料管理、生產過程管理、實驗室管理、出場管理、腳環管理、綜合查詢、基礎數據維護等。
安全生產與加工管理系統功能主要是：為養殖場食品進行生產加工進行信息管理。在生產與加工環節中，將養殖環節中電子標簽所標識的信息傳遞入生產加工環節信息鏈，按管理標準與規范采集生產加工不同節點上的信息，通過電子標簽唯一標識，并將該信息傳送到物流配送環節中。
供應鏈管理系統：主要為倉儲和物流配送進行信息管理，通過RFID技術在生產加工及商店供應鏈中建立追溯系統。
消費終端查詢系統：在食品進入終端銷售時，消費者可以查詢食品相關信息。
檢疫監控系統：不僅在養殖、生產加工過程進行檢驗檢疫，基于RFID技術的檢疫監控還可以在道口使用，并將監控鏈延伸到超市。
3、系統結構
家禽信息化養殖管理系統結構主要由三個層次、二級節點和一個 心與基礎構架平臺構成。
三個層次：網絡資源平臺系統、公共服務平臺系統和應用服務平臺系統。 二級節點：由食品供應鏈及安全生產監管中心和食品產業鏈中各關鍵檢測節點組成。數據中心為海量的家禽食品追溯與安全監測數據提供充足的存儲空間，保證信息共享的開放性、資源共享及安全性，實現食品追蹤與安全監測管理功能。各關鍵監測節點包括養殖場節點、生產與加工線節點、倉庫與配送節點、消費節點，實現各節點的數據采集和信息鏈的連接，并使各環節可視。
一個數據中心與基礎構架平臺：一個中心為食品供應鏈及安全生產監管數據管理中心，本中心是構建于基礎支撐平臺RFID之上的管理平臺。
圖3 基于RFID技術的家禽信息化養殖管理系統結構圖
4、部署結構圖
圖4 基于RFID技術的家禽信息化養殖管理系統部署結構圖一
圖5 基于RFID技術的家禽信息化養殖管理部署結構圖二
四、 軟件系統設計和業務流程
養殖場家禽養殖管理涵蓋了家禽養殖的全過程，記錄了飼養過程中的飼料使用、藥物使用、免疫接種等情況。在腳環管理環節主要體現出電子腳環與雞只個體應用的結合，包括個體上環、個體用藥、個體合格評定。
1.功能模塊設計
養殖場飼養信息管理系統 如下圖：
圖6 養殖場飼養管理信息系統模塊組成圖
2、業務流程圖
2.1養殖場飼養管理管理業務總流程圖
圖7 養殖場飼養管理業務總流程圖
2.2、雞苗登記與分配業務流程圖 2.
3、轉批管理業務流程圖 2.4、出場分批及數量核銷流程圖
2.5、藥物來源登記流程圖
2.6、 藥物使用監管流程圖
圖12 藥物使用監管流程圖
3、生產資料管理 3.1、 雞苗登記/分配
3.2飼料登記
3.3 疫苗登記
3.4、 藥物登記
4、生產過程管理 4.1、 飼料使用
4.2、 疫苗使用
4.3、 藥物使用
4.4、轉欄
4.5、臨床檢查
4.7、生產情況查詢
5、出欄管理
5.1、報檢組批
5.2、供出場加工
5.3、非出場出欄
5.4、重新組批
6.腳環管理
6.1上環
6.2、轉批管理
6.3、監裝
7.基礎數據維護 7.1 養殖單元維護
五、硬件系統 1. RFID硬件方案 1.1 頻段選型范圍
RFID電子標簽主要使用的頻段有125K、134K、13.56M、915M和2.4G，其中2.4G不適合本項目，另外4個頻段項目組都進行了詳細的測試。
1.2 選型決定的因素
(1) 電子腳環
必須應用直徑不大于3.5CM的小腳環 腳環需支持讀寫功能 腳環容量不小于256bit (2) 通道式讀寫器
遠距離讀卡器有效識讀距離達到50CM 根據雞通過時的特點，遠距離讀卡器可以覆蓋雞的通過范圍 (3) 手持設備
手持機具備讀寫腳環功能，讀寫距離不低于5CM ?
手持機可通過串口或藍牙方式與PC進行通訊 手持機提供編程接口，可支持應用開發
1.3 各頻段測試情況
1.4 選型結果
結合項目對硬件的需求及項目組測試的各頻段設備情況，最終采用國際動物識別領域通用標準的134.2K頻段，使用RLF102A遠距離讀卡器、PT850D手持機，飛利普High-tag芯片，經實際測試，各項參數如下：
(1) 菲利普High-tags芯片腳環 ?
腳環為直徑3.5CM的小腳環 腳環支持讀寫功能，其中通過手持機可讀可寫，通過遠距離讀卡器只能讀 腳環容量256bit，其中除去內臵標識碼，剩余可用空間為192bit。
(2) RLF102A遠距離讀卡器 ?
腳環垂直時可以保證讀到50CM 有輕微傾斜角度可穩定讀到40CM 完全水平沒有角度只能讀10到15CM (3) PT850D手持機
手持機具備讀寫腳環功能 手持機讀寫距離為3-8CM 手持機可通過串口方式與PC進行通訊 手持機提供編程接口，可支持應用開發
2. 長柄手持機設計方案
PT850D手持機可以滿足項目基本需求，但由于識讀距離只有3到8CM，每次讀取腳環信息工作人員都要拿手持機貼近雞腳，實際應用起來不方便?？梢栽赑T850D手持機的基礎上，采用長柄手持機PT850E。
2.1 長柄手持機需求
為了更方便企業工作人員與政府部門監管人員進行讀寫活雞腳環信息的操作，手持機需要滿足以下需求：
人員可以在遠離雞1到2米的地方操作 在雞群中能夠準確的讀到指定雞的信息 電子腳環完好情況下識讀率達到100% 2.2 長柄手持機設計思路
目前市場上所有134.2K頻段的手持機讀取3CM大小的電子腳環的最遠距離不超過15CM，為了滿足項目需求，必須改變現有手持機的設計思路，傳統手持機都是將天線與RFID讀頭集成在手持機本身。此次我們改變設計，單獨設計天線，制作了一根長1.5米的延長天線(漁桿狀)，在延長天線的最前部集成了RFID讀頭，延長天線與手持機通過串口方式連接。 2.3 長柄手持機應用方法
實際進行讀取活雞腳環操作時，工作人員一手拿手持機，另一手拿延長天線，在遠離活雞1到2米的地方，伸長延長天線，使RFID讀頭靠近活雞腳環，在腳環完好情況下，可保證100%識讀率。 3.通道門設計方案 快速，批量查驗經過通道的雞 ?
在腳環完好情況下經過通道門雞識別率>99% 能及時顯示通過時雞的證書及檢驗信息 ?
通道建設:在原企業的出雞通道旁建設一新通道(寬度40-45cm),新通道兩端與原通道連通,通道中部安裝兩臺垂直布臵兩臺RLF102,這樣整個通道截面全部復蓋到讀寫器讀寫范圍內。
4. 中控機設計方案 4.1 中控機需求 運行企業腳環發放軟件 運行企業通道監裝軟件 ?
能及時上傳已發放的腳環序列 能及時上傳監裝數據
4.2 實現方式
1、連接腳環發卡器,發放腳環
2、連接通道門前端讀卡器,實施監裝過程
3、過接CDMA無線Modem 上傳腳環發放及監裝數據
六、項目周期及經費預算
1. 項目建設周期和進度計劃
系統建設周期一年，從2010年5月到2011年6月，具體建設過程為： 2010.05-2010.07 系統需求分析 2010.08-2010.10 基礎設施建設
2010.11-2011.01 軟件平臺的移植、開發及完善 2011.02-2011.04 系統整合、安裝聯調 2011.05-2011.06 竣工驗收 2. 項目組織保障 2.1 領導組 組 長：趙 霞(學習鄉黨委書記) 副組長：韓 東(學習鄉勞光村第一書記) 成 員：王 林(學習鄉組織委員)
吳金余(學習鄉民政辦主任)
周恒芝(學習鄉勞光村黨總支書記) 劉守躍(學習鄉勞光村村委會主任) 余春生(學習鄉勞光村文書)
2.2 技術指導組
組 長：黃秋亮(學習縣家禽養殖技術中心主任) 副組長：王玉華(學習鄉養殖協會主任) 成 員：孫啟發、何成功、魏先凱 3. 經費預算表
七、 項目經濟和社會效益
項目輻射帶動力強，輻射區域可達學習鄉范圍內所有村及周邊鄉鎮，項目符合國家產業政策及本區規劃，充分發揮企業在經濟發展中的示范帶頭作用，通過發展、刺激引導，促進了種植業的發展，有利于改善人民生活水平，豐富和改善人們的食品結構;有利于促進新興產業的發展，使農民增收;有利于改善生態環境，實現農業可持續發展;有利于促進農業結構調整。項目區農民在實施項目后可提供200個就業崗位，帶動農戶100戶，人均年增收2000元左右，實現年利潤300萬元。
八、術語解釋
RFID：
Radio Frequency Identification射頻識別 RFID是射頻識別技術的英文(Radio Frequency Identification)的縮寫，射頻識別技術是20世紀90年代開始興起并逐漸走向成熟的一種自動識別技術，射頻識別技術是一項利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實現無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術。 與目前廣泛使用的自動識別技術例如攝像、條碼、磁卡、IC卡等相比，射頻識別技術具有很多突出的優點：第一，非接觸操作，長距離識別(幾厘米至幾十米)，因此完成識別工作時無須人工干預，應用便利;第二，無機械磨損，壽命長，并可工作于各種油漬、灰塵污染等惡劣的環境;第三，可識別高速運動物體并可同時識別多個電子標簽;第四，讀寫器具有不直接對最終用戶開放的物理接口，保證其自身的安全性;第五，數據安全方面除電子標簽的密碼保護外，數據部分可用一些算法實現安全管理;第六，讀寫器與標簽之間存在相互認證的過程，實現安全通信和存儲。 目前，RFID技術在工業自動化、物體跟蹤、交通運輸控制管理、防偽和軍事用途方面已經有著廣泛的應用。 電子標簽：
利用RFID技術的集成電路芯片，具有一定的數據存儲空間，可以封裝成各種形式。 電子腳環：
將電子標簽封裝成可以掛在(或釘上)動物耳朵上的裝臵，用于動物識別與追蹤。 查驗門：
門狀電子標簽讀寫設備。當家禽只通過時，可以自動識別并且讀寫信息，當和計算機系統連接時可以根據要求產生報警等信息。 EAN-UCC編碼：
EAN〃UCC系統，由國際物品編碼協會(EAN International)和美國統一代碼委員會(UCC)共同開發、管理和維護的全球統一和通用的商業語言,為貿易產品與服務(即貿易項目)、物流單元、資產、位臵以及特殊應用領域等提供全球惟一的標識。 EAN〃UCC系統在世界范圍內為標識商品、服務、資產和位臵提供準確的編碼。這些編碼能夠以條碼符號或RFID標簽(射頻識別標簽)來表示，以便進行電子識讀。
第二篇：農產品標準化生產溯源管理系統簡介
**安全農產品溯源標識信息管理體系建設將緊緊圍繞“著力構建現代農業發展平臺”的總體思路，遵循“以實現溯源為核心，以信息化手段為支撐，以農產品認證為基礎，以檢測檢驗為保障”的工作原則，推行公司運作、市場引導、品牌帶動的運作模式，按照“生產過程有記錄、記錄信息可查詢、流通去向可跟蹤、主體責任可追究、問題產品能召回、質量安全有保障”的目標要求，應用二維碼、RFID等信息技術采集傳輸農產品生產的各個節點信息，實現農產品全產業鏈質量管控，探索安全農產品溯源的途徑，著力打造**農產品品牌。
溯源系統劃分如下步驟：
農用物資：對農資采購的審核。經過審核通過的農用物資才能進入農產品的生產。
種植管理：《農產品標準化生產、溯源系統自動化監控平臺》對農事大棚作物的操作進行自動化監控，通過預警信息來提醒操作員應該對農作物進行相關農事操作。操作者無需實地進行操作，只需在自動化控制平臺點擊農事操作按鈕，即可實現在田間地頭的農事操作。比如大棚作物需要澆水，只需點擊水管開啟功能按鈕，即可實現對作物的澆水操作。
農事管理：將農事管理分為產前信息、產中信息、產后信息。產中信息，記錄了農產品的全部生產過程，其工作流程包括：整地→播
種定植→噴藥→施肥→除草→澆水→采收→土地清茬。產后信息記錄了產品從采收之后進行加工、包裝、到最后的銷售。
質量檢驗：對于采收之后的農產品，由檢測中心進行質量鑒定。病蟲害防治：可對農作物每個部位進行智能化的診斷，在溯源系統的病蟲害診斷界面，選擇診斷部分，比如葉片，然后點擊查詢按鈕，可查詢出所有的關于此農產品葉片的病蟲害圖片，用戶可根據這些圖片和自己的農作物病蟲害進行對比，找出此作物的病情，做到對癥下藥。用戶管理：對用戶包括監管部門用戶、技術員用戶、教授專家用戶、檢驗員、合作社用戶統一管理。
此外，該系統特別適合于發揮政府部門在農產品質量溯源過程中的監管，安裝和使用成本也不高，是一套有效、便利、先進的農產品質量溯源管理系統。
第三篇：基于RFID的倉庫管理系統設計
摘 要
存儲作為物流系統的一部分，它在原產地、消費地，或者在這兩地之間存儲管理物品，并且向管理者提供有關存儲物品的狀態、條件和處理情況等信息。從物流發達國家來看，倉儲在物流戰略中的重要性日益提高，在物流管理中占據著核心的地位，并己成為供應鏈管理的核心環節。供應鏈環境下的倉儲管理涉及大量各類型的產品，同時對應的業務和結構比較復雜，對信息的準確性和及時性要求非常高。目前，倉儲管理通常使用條碼標簽或是人工倉儲管理單據等方式。但是條碼的許多方面容易造成人為損失，使得現在國內的倉儲管理始終存在著缺陷。射頻識別(RFID)技術是在無線電技術基礎上，利用射頻信號對靜止或移動的物體進行自動識別和數據交換的技術。RFID技術的優點使其在物料跟蹤、運載工具和貨架識別等要求非接觸數據采集、交換和頻繁改變數據，具有很大的發展潛力與前景。本文針對傳統的物流倉儲管理存在的缺陷，利用RFID技術來解決傳統物流倉儲管理存在的問題，滿足當前物流倉儲管理的需要。
關鍵字：RFID,智能存儲,信息技術
前言
物聯網是新一代信息技術的重要組成部分。其英文名稱是“The Internet of things”。顧名思義，“物聯網就是物物相連的互聯網”。這有兩層意思：第一，物聯網的核心和基礎仍然是互聯網，是在互聯網基礎上的延伸擴展的網絡;第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯網的定義是通過射頻識別(RFID)、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。
射頻技術(RFID)是一種世界上較為領先的自動識別技術，RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多標簽，操作快捷方便。RFID是一種突破性的技術："第一，可以識別單個的非常具體的物體;第二，其采用無線電射頻，可以透過外部材料讀取數據;第三，可以同時對多個物體進行識讀。此外，儲存的信息量也非常大。目前該技術廣范應用于以下領域，如身份識別、防偽、大型設備固定資產管理、藥品物流識別、檔案、車輛管理等諸多領域。
最基本的RFID系統由三部分組成：A、標簽(有、無源)：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在物體上標識目標對象;B、讀寫器：讀取(可以寫入)標簽信息的設備;C、天線：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。
目錄
摘要 關鍵字 前言
一.案例描述應用
1.1系統特色及應用領域.„ „„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 二.需求分析
2.1.實驗箱模塊的選擇„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5
2.2.開發語言的選擇 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„ „6 2.3.存儲系統設計及分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 三.整體描述和實現
4.1.系統模塊的連接„„„„„„„„„„„„„„„9 4.2.系統模塊的數據讀寫設計„„„„„„„„„„„„„„„11 4.3.應用系統UI設計„„„„„„„„„„„„„„„13 四.代碼 ……………………………………………………..……15 五.總結……………………………………………………………29 六.致謝……………………………………………………………30 參考文件………………………………………………………31
一.案例描述
1.1應用系統特色及應用領域
信息的管理。它不但增加了一天內處理貨物的件數，還監看著這些貨物的一切信息。射頻卡是貼在貨物所通過的倉庫大門邊上，讀寫器和天線都放在叉車上，每個貨物都貼有條碼，所有條碼信息都被存儲在倉庫的中心計算機里，該貨物的有關信息都能在計算機里查到。當貨物被裝走運往別地時，由另一讀寫器識別并告知計算機中心它被放在哪個拖車上。這樣管理中心可以實時地了解到已經生產了多少產品和發送了多少產品。并可自動識別貨物，確定貨物的位置。另外，從全球發展趨勢來看，隨著RFID相關技術的不斷完善和成熟,RFID產業將成為一個新興的高技術產業群，成為國民經濟新的增長點。因此，RFID技術有望成為推動現代物流加速發展的潤滑劑。
二.需求分析：
1、所有的設備均配備有唯一標識的RFID標簽。通過固定讀寫器和天線可以實現對貨架上的所有設備進行進行實施的狀態跟蹤。
2、可通過手持機隨時獲取設備編碼并查詢設備相關信息。
3、可使用手持機在一定距離內對貨架上的設備進行定位。
4、可以通過管理系統提供設備外借歸還功能。
5、管理系統可以提供查詢功能，可隨時獲知各設備的狀態。
6、設備庫房出入口配備有固定讀寫裝置，當帶有標簽的設備在到達出入區域時，該設備的信息和進入時間將會被
7、對于未辦理外借手續的設備到達出入區域時，系統將會發出報警并記錄。
8、系統配備有盤點功能，利用PDA可以實現對設備的快速盤點并生成盤點文件。 2.1實驗箱模塊的選擇;
高頻RFID閱讀器
設計中選用高頻閱讀器模塊，做基于高頻RFID的實驗室管理系統?？紤]到高頻工作頻率在3MHz～30MHz，典型頻率為13.56MHz。其工作范圍比較大，性價比高，綜合考慮采用高頻RFID閱讀器。 2.2開發語言的選擇;
Microsoft Visual C++，(簡稱Visual C++、MSVC、VC++或VC)微軟公司的C++開發工具，具有集成開發環境，可提供編輯C語言，C++以及C++/CLI等編程語言。VC++整合了便利的除錯工具，特別是整合了微軟視窗程式設計(Windows API)、三維動畫DirectX API，Microsoft .NET框架它以擁有“語法高亮”，IntelliSense(自動完成功能)以及高級除錯功能而著稱。比如，它允許用戶進行遠程調試，單步執行等。還有允許用戶在調試期間重新編譯被修改的代碼，而不必重新啟動正在調試的程序。其編譯及建置系統以預編譯頭文件、最小重建功能及累加連結著稱。這些特征明顯縮短程式編輯、編譯及連結花費的時間，在大型軟件計劃上尤其顯著。
Visual Studio 是微軟公司推出的開發環境，Visual Studio 可以用來創建 Windows 平臺下的 Windows應用程序和網絡應用程序，也可以用來創建網絡服務、智能設備應用程序和 Office插件。Visual Studio是目前最流行的Windows平臺應用程序開發環境。
Visual Studio 2008 包括各種增強功能，例如可視化設計器(使用 .NET Framework 3.5 加速開發)、對 Web 開發工具的大量改進，以及能夠加速開發和處理所有類型數據的語言增強功能。Visual Studio 2008 為開發人員提供了所有相關的工具和框架支持，幫助創建引人注目的、令人印象深刻并支持 AJAX 的 Web應用程序。[2] 開發人員能夠利用這些豐富的客戶端和服務器端框架輕松構建以客戶為中心的 Web應用程序，這些應用程序可以集成任何后端數據提供程序、在任何當前瀏覽器內運行并完全訪問 ASP NET應用程序服務和 Microsoft 平臺。 2.3存儲系統設計及分析; SQL Server SQL Server 是一個關系數據庫管理系統。它最初是由Microsoft Sybase 和Ashton-Tate三家公司共同開發的，于1988 年推出了第一個OS/2 版本。在Windows NT 推出后，Microsoft與Sybase 在SQL Server 的開發上就分道揚鑣了，Microsoft 將SQL Server 移植到Windows NT系統上，專注于開發推廣SQL Server 的Windows NT 版本。Sybase 則較專注于SQL Server在UNIX操作系統上的應用。
SQL Server 2000 是Microsoft 公司推出的SQL Server 數據庫管理系統，該版本繼承了SQL Server 7.0 版本的優點，同時又比它增加了許多更先進的功能。具有使用方便可伸縮性好與相關軟件集成程度高等優點，可跨越從運行Microsoft Windows 98 的膝上型電腦到運行Microsoft Windows 2000 的大型多處理器的服務器等多種平臺使用。
三.整體描述和實現(在實驗室搭建)：
3.1系統模塊的連接
3.2系統模塊的數據讀寫設計
1)建立數據庫，2)建立信息存儲表，3)通過DBMS連接SQL server,將開發軟件vs2005通過ADO連接數據庫，在系統中插入原始表，用來存儲信息 3.3應用系統UI設計
1)系統流程分析
根據物聯網的結構定義和設備資產管理領域的實際情況，智能貨架管理方案將根據功能劃分為三層，即感知層、網絡層和應用層，具體的系統結構如下圖;
如圖所示，貨架上各個設備均安裝的RFID無源抗金屬標簽、貨架上安裝的固定讀寫器和天線組、PDA手持機、位于出入口的固定讀寫器及天線以及資產借還器組成了RFID智能貨架管理系統，其工作原理和流程如下：
2)系統UI設計
四.代碼
// 課設.cpp : Defines the class behaviors for the application. //
#include "RFID.h" #include " 智能貨架.h" #include "智能貨架Dlg.h"
#ifdef _DEBUG #define new DEBUG_NEW #undef THIS_FILE static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif
///////////////////////////////////////////////////////////////////////////// // CMyApp
BEGIN_MESSAGE_MAP(CMyApp, CWinApp) //{{AFX_MSG_MAP(CMyApp)
// NOTEcxIcon + 1) / 2;
(WPARAM)
int y = (rect.Height() - cyIcon + 1) / 2;
// Draw the icon
dc.DrawIcon(x, y, m_hIcon); } else {
CDialog::OnPaint(); } }
// The system calls this to obtain the cursor to display while the user drags // the minimized window. HCURSOR CMyDlg::OnQueryDragIcon() { return (HCURSOR) m_hIcon; }
void CMyDlg::OnButton4() { // TODO: Add your control notification handler code here
// TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼
UpdateData();
m_srb1.Empty(); m_srb2.Empty(); m_srb3.Empty(); m_srb4.Empty(); m_srb5.Empty(); m_srb6.Empty(); m_srb7.Empty(); UpdateData(FALSE);
char cmd[256],reply[1024];
if(!RFOn()) {
MessageBox(TEXT("RFID MB_ICONSTOP);
return ; }
Filed On Failed"), 0,
if(hasTag()) {
strcpy(t22ipayloadbits,"0002");
strcpy(t22spayload,"0");
t22execcmd(WRITE_BASIC_MODE,cmd,reply);
BOOL bok=TRUE;
if(strstr(reply,"OK"))
{
strcpy(t22ipayloadbits,"0224");
t22execcmd(READ_SEQUE_START,cmd,reply);
if(strstr(reply,"OK"))
{
CString t1,t2;
t1=reply;
m_srb1=t1.Mid(7,8);
m_srb2=t1.Mid(15,8);
m_srb3=t1.Mid(23,8);
m_srb4=t1.Mid(31,8);
m_srb5=t1.Mid(39,8);
m_srb6=t1.Mid(47,8);
m_srb7=t1.Mid(55,8);
}
else
bok=FALSE;
}
else
bok=FALSE;
if(!bok)
AfxMessageBox(TEXT("Err"), MB_ICONSTOP, 0); } else
AfxMessageBox("There is no tag", MB_ICONSTOP, 0);
RFOff();
UpdateData(FALSE);
}
void CMyDlg::OnBnClickedButton5() { // TODO: 在此添加控件通知處理程序代碼
CWaitCursor wc;
UpdateData();
if(m_readeraddr.IsEmpty()) {
AfxMessageBox(TEXT("請輸入讀MB_ICONINFORMATION, 0);
return ; }
LPTSTR p = m_readeraddr.GetBuffer(); char ccommno=*p; m_readeraddr.ReleaseBuffer();
器地址"), 寫
CString t; GetDlgItem(IDC_BTN_CONNECTTOREADER)->GetWindowText(t);
if( TEXT("連接") == t) {
if(m_modsel != m_presel)
{
if(!SetConfigInfo("HFExample",m_modsel))
TRACE("Set HFExample Config info ERR ");
}
DWORD newcom;
newcom=_tcstoul(m_readeraddr,NULL,10);
if(newcom != m_precom)
{
if(!SetConfigInfo("HFExampleCom",newcom))
TRACE("Set HFExampleCom Config info ERR ");
}
if(m_modsel == 0) //網關模式
{
TCHAR _comm[10]={0};
_stprintf_s(_comm ,9, TEXT("COM%c"),ccommno);
CSelector seler(_comm);
if(!seler.SelHF())
{
AfxMessageBox("HF模塊未準備好", MB_ICONSTOP, 0);
return ;
}
}
if(!m_preader->ConnectToReader(m_readeraddr))
{
AfxMessageBox("連接失敗", MB_ICONSTOP, 0);
return ;
}
GetDlgItem(IDC_BTN_CONNECTTOREADER)->SetWindowText(TEXT("斷開"));
GetDlgItem(IDC_BTN_CARDREAD)->EnableWindow(TRUE);
GetDlgItem(IDC_RADIO1)->EnableWindow(FALSE);
GetDlgItem(IDC_RADIO2)->EnableWindow(FALSE); } else {
if(m_preader->DisConnectFromReader())
{
GetDlgItem(IDC_BTN_CONNECTTOREADER)->SetWindowText(TEXT("連接"));
GetDlgItem(IDC_BTN_CARDREAD)->EnableWindow(FALSE);
GetDlgItem(IDC_RADIO1)->EnableWindow();
GetDlgItem(IDC_RADIO2)->EnableWindow();
} }｝
五.總結
通過對物流信息的課設，以及物流信息技術應用的基本情況的研究，我們發現，目前許多市場意識強的企業，已把物流作為提高市場競爭力和提升企業核心競爭力的重要手段，把現代先進的物流信息技術引入企業經營與管理之中，來提高經濟效益。
通過對這篇文章的研究，我們發現了影響物流信息技術應用的因素，有技術本身的因素，還有一些影響物流信息技術能夠充分運用的外界環境因素，我們能做的只有是加快技術研究的步伐，提高物流信息技術的質量，加強物流信息技術的應用意識，緊跟國外先進的步伐，取其精華，去其糟粕，創造出適合物流信息。
致謝
此次課設是對之前所學嵌入式知識的一次具體的運用，是對所學知識的一次總結和升華。
課設的順利完成離不開老師的悉心指導和同學的幫助鼓勵。在此感謝我嵌入式的RFID老師薛建彬，在平時的嵌入式學習中張老師給了我莫們大的幫助，課設中老師對于完成室內信息的采集給了我們指導性的意見，對于所遇到的問題給予了詳細的解答，體現出了嚴謹求實的態度，值得我們學習。
感謝我的同學，在搜集資料的過程中給與我實實在在的幫助，讓我能夠有充足的資源和信息，為課程設計的實施過程開辟了良好的空間。在遇到一些類似的問題時，可以相互討論和交流經驗，起到了很好的促進作用。在設計的過程中給與的關心和鼓勵，給了我莫大的動力。
參考文件
[1] 劉媛，郝銘. 基于RFID和WSNs的倉儲監管系統的設計.微計算機信息，2006，10-2: 283-285. [2] 余雷，基于RFID電子標簽的物聯網物流管理系統.微計算機信息，2006,1-2: 232-235. [3] 安結.圖書館領域中淘汰條形碼的新技術—RFID[J]. 圖書館學研究,2004(9):9-11. [4] 龐娟.RFID與倉儲管理系統的應用結合[J].中國儲運, 2004(5):47-48. [5] 鄭平標. RFID 技術在倉儲管理系統中的應用[J]. 鐵道貨運, 2005(12):18- 21. [6] 耿雪霏. RFID 技術在供應鏈管理中的應用[J]. 物流科技,2005,28:79- 80. [7] 趙宏,王小牛,任雪惠.嵌入式系統應用教程[M].北京:人民郵電出版社,2010,9. [8] 李文仲.ZigBee線網絡原理.冶金工業出版社-3版
[9]李俊斌，胡永忠.基于CC2530的ZigBee通信網絡的應用設計[J]. 電子設計工程，2011(16)：108-111
第四篇：遠程RFID公交智能交通系統設計方案
遠程RFID公交智能交通系統
設計方案
系統版本：R2.0 (Cover Title 2) 文檔編號：CHI-PT-NJBL-A2
南京北路自動化系統有限公司
2010年6月
遠程RFID公交智能交通系統設計方案
目
錄
1 2 3 系統概述 ............................................................................................................... 3 系統原理與組成 ................................................................................................... 3 系統功能與特點 ................................................................................................... 6
3.1 3.2 系統功能 ...........................................................................................................6 系統的特點 .......................................................................................................7
4 系統技術指標 ....................................................................................................... 9
4.1 系統指標及主要設備參數 ................................................................................9
4.1.1 4.1.2 4.1.3 系統指標 ........................................................................................................ 9 識別分站 ........................................................................................................ 9 識別卡 .......................................................................................................... 10 5 結束語 ................................................................................................................. 10
遠程RFID公交智能交通系統設計方案
1 系統概述
城市公共客運系統基本上還是采用"定點發車、兩頭卡點"的手工作業的調度方式，調度人員無法實時了解運營車輛情況，難以及時有效地采取調度措施。公交車輛調度處于"看不見、聽不著"現狀，具有較大的盲目性和滯后性。導致公交車輛的行車速度下降、行車間隔不均衡，且時常出現"串車"、"大間隔"現象，嚴重影響了公交客運的服務質量。再就是等車公眾不能及時了解所等班車的運行情況，不知道要等多久才能等到所乘班車。利用將RFID技術、電子地圖和無線網絡技術建設公交管理系統，可以實現公交車遠距離、不停車采集信息;進出站信息自動、準確顯示。使公交調度系統準確掌握公交停車場公交車進出的實時動態信息。通過實施該系統可有效提高公交車的管理水平，對采集的數據利用計算機進行研究分析，可以掌握車輛運用規律，杜絕車輛管理中存在的漏洞，實現公交車輛的智能化管理，提升城市形象。從而提高城市公共交通運營調度的管理水平。
RFID公交智能交通系統采用先進的信息通訊技術，收集道路交通的動態、靜態信息，并進行實時地分析，并根據分析結果安排車輛的行駛路線，出行時間，以達到充分利用有限的交通資源，提高車輛的使用效率，同時也可以了解車輛運行情況，加強車輛的管理。RFID技術作為交通調度系統信息采集的有效手段，在交通調度管理系統中將扮演重要角色。
2 系統原理與組成
射頻識別技術，英文全稱為 Radio Frequency Identification (簡稱為 RFID )，是指相關的無線電技術在自動設備識別( AEI )領域中的具體應用。該技術利用無線射頻方式進行非接觸的雙向通信，以達到識別目的并交換數據，以實現人們對各類物體或設備(人員、車輛、物品)在不同狀態(移動、靜止或惡劣環境)下的自動識別和管理。
完整的 RFID 系統由識別卡(Transponder 或 Tag)、基站式識別器(Reader)以及后臺應用系統構成。在有關車輛識別的應用中所采用的是遠距離RFID技術，其工作原理是在目標車輛上配置RFID識別卡，識別卡發出的含有唯一識別碼的射頻信號在監測范圍內被基站式識別器采集，通過電腦或內嵌系統的分析，即可準確判斷車輛的身份、經過的地點和時間
RFID技術的無線識別功能運用到公交車輛的跟蹤上，可以采集道路交通中公交車輛位置信息，也可有效的獲取交通流量等其他交通數據。
遠程RFID公交智能交通系統設計方案
RFID公交智能交通系統是由信息采集網絡(識別基站、LED或液晶顯示屏、識別卡)以及指揮中心組成。信息采集網絡是由策略性分布在公交交通系統中重要交通監測部位的信息采集點構成的監測網絡。每個信息采集點安裝一個識別基站。這些識別基站安裝在現有的交通附屬設施上(比如紅綠燈、路燈、車站、路牌、交通標志及指示牌等等)以減少施工成本。各采集點通過有線或無線數據通訊網與指揮中心的計算機系統連接。其中的數據通訊網可以是有線通訊網、無線專用網，也可以利用移動通信的GSM網或GPRS互聯網平臺實現。識別卡作為識別裝置安裝在入網公交車輛上，每張識別卡具有唯一性的電子識別特征(識別碼)，以滿足識別的要求。
網絡結構如下圖：
系統的原理是由安裝在已知地點的識別基站通過無線讀取數據的方式對經過該地點的車輛所配備的識別裝置進行識別，由分布在不同地點的識別基站構成數據采集網絡，通過計算機的分析處理，實現對運動中的公交車輛進行識別定位。
遠程RFID公交智能交通系統設計方案
上圖是公交車通過站臺時的過程，識別基站的天線覆蓋范圍在100-300米，基本能覆蓋整個站臺，公交車在通過站臺時，裝在公交車頂部的識別卡將公交車的識別卡將公交車的車輛身份信息和到站時間，無線發送到識別基站，識別基站利用移動通信的GSM網或GPRS互聯網平臺，將車輛信息發送至每條線路的調度室，市級行政機關的交通管理部門通過對各調度室信息的收集來監控市內公交線路的整體運營質量。通過對公交車輛的識別定位和數據網絡的傳送，在站臺的led屏或液晶屏可以向乘客實時顯示該條公交線路的運行情況以及下一趟車離到站的情況，使乘客有更多的“知情權”，等車做到心中有數。
這些識別器及通訊單元除站臺外，也可以安裝在現有的交通附屬設施上(比如紅綠燈、路燈、車站、路牌、交通標志及指示牌等等，當采集點的分布達到一定的密度時，采集網絡可以有效的覆蓋一定區域內的交通道路。通過對持卡車輛在不同時刻通過不同采集點的數據的分析，就可以掌握車輛的運動軌跡、運動速度和最近位置。
指揮中心的計算機系統接受信息采集網絡采集的數據并進行分析處理。同時也管理有關的數據庫并運行應用軟件，擔負相應的指揮、通訊的任務。
對采集到的數據進行進一步的分析，還可以獲得車輛平均速度、交通流速等其他有關交通信息，為智能化交通管理提供支持。同時也為政府交通管理部門對道路交通的規劃提供參考。公交車的特點是站點和行駛線路基本固定，遠距離RFID識別技術恰好可以利用公交的這一特性布設監測網絡。而目前城市中一個公交站點往往同時為幾條線路共用，因此，安裝在一個站點的識別基站可以為幾條線路服務，這就大大降低了設備成本。
遠程RFID公交智能交通系統設計方案
3.1 系統功能與特點
系統功能
RFID應用在公交管理系統中實現的功能和特性有以下幾個方面:通過不停車遠距離自動識別，實時定點采集公交車輛進出站的時間，站臺LED 顯示牌及時顯示到站信息,同時對車輛的調度、流量統計、車輛考勤、任務考核、以及維修保養期提示、車輛維修記錄、審驗記錄等方面的自動化管理。 ? 站點信息顯示
通過對公交車輛的識別定位和數據網絡的傳送，可以通過站臺的LED屏或液晶電視向乘客實時顯示該條公交線路的運行情況以及下一趟車離到站的情況，使乘客有更多的“知情權”，等車做到心中有數，也可以及時發布通知和廣告信息。
?
公交調度管理
可實現實時監控掌握整條線路所有在途車輛的運營情況，并及時迅速地針對不同的突發狀況作出反應，從而保證了公交服務的穩定性。當公交車輛遇到堵車情況時，調度管理中心可通過聯網電腦及時得知情況，并通過網絡定位迅速判斷出車輛所在的路段，在盡可能短的反應時間內，將相關路況信息提供給之后會經過該路段的其他車次，還可及時采取相應的調度措施。體現這一優勢的基本點在于，通過遠程跟蹤保證調度方及時得知公交線路的運營情況，獲得比較充足的反應時間來應對突發狀況，從而更好地解決危機，實現公交車輛的跟蹤監控管理，并塑造良好的城市公交服務形象。
經過一個較長時期的數據積累，線路調度管理部門可獲得一組可靠的參考數據，通過數據了解不同季節、不同時間段以及工作日、雙休日、節假日的客流基本情況，從而實現合理化配置發車數量與間隔等各種因素，保障市民的出行方便，同時減少了公交公司的運營成本及員工的勞動成本兩方面的支出，帶來盡可能大的整體收益。 ? 公交車輛養護
通過對每輛車在一階段內行駛的路程長度和平均速度的統計，管理者能夠合理安排行駛路程過長的車輛進行維修保養，使交通工具資源得到最大效益的利用。
? 車輛考勤管理
遠程RFID公交智能交通系統設計方案
在目前的車隊考勤管理中，常見的實施辦法是讓車輛駕駛員或者票務人員在某中途站下車到中途考勤點打卡以記錄車輛到達該站點的時間。這樣的辦法不但因為手工采集數據匯總、分析效率低，而且因為是在途中考勤，一定程度上耽誤了車輛正常行駛，也產生一些安全隱患。
當攜帶車載標簽的車輛經過設有RFID識別設備的站點，車輛上車載標簽發送每一輛車輛對應的唯一的識別碼。車站上的識別設備將自動記錄下此表示車輛唯一號碼的識別碼和此刻的具體時間，通過數據網絡發送到相應的計算機，有此計算機將這些保存至相應的數據庫中。
系統將按照上述原理自動對每輛公交車輛進行經過相應站點的時間考勤，并且能夠統計出車輛每天的運行情況。這樣，當天的考勤情況可以幫助車隊管理者及時了解整條線路的運營情況，調度車輛來提供高質量整條線路乘運服務。而一段時間的歷史數據積累有可以幫助管理者方便地對駕駛員進行績效考評。通過都識數據此套系統來進行考勤管理，避免了人為的誤差，大大減輕了勞動強度，增加了準確率。
值得注意的另外一點是，此例應用中，車隊僅在需要考勤的站點上才設置RFID識別設備，例如起始站、終點站和途中個別特定的站點，相對起前述應用一提到的需要在所有站點都架設識別設備的跟蹤系統，本方案的成本有較大幅度的降低。因此本方案與應用一所述方案原理類似，但所需投入資源不同，應用單位可根據實際需要選擇合適的方案。 ? 公共交通規劃分析
通過對各個線路的數據收集，城市政府的交通管理部門工作人員便擁有了真正的可視化監督管理工具，并且直觀、真實、可靠，能夠比較全面而客觀地反映出當前城市公共交通存在的各種問題，從而促使其加大力度進行維護和改善。無論是當天實時的交通信息，還是一個階段積累后所獲得的歷史數據，都可成為城市各條線路運營質量評估的參考依據與評價標準，對于運營狀況不佳的，可及時加以整改，調整線路或停止運行;對交通不方便的路段增加基礎設施建設或整修道路。此外，綜合各條線路的運營狀況，交通管理部門可以整體評估城市公共交通的現狀，為公共交通問題的進一步發展與改善提供思路。
3.2 系統的特點
與現有的其它公交智能交通技術實施方案相比，遠距離RFID技術的方案具有其獨到之處：
遠程RFID公交智能交通系統設計方案
? 與地埋線圈相比：
感應式地埋線圈最主要的缺點在于只能采集交通流量信息而不能對具體車輛進行識別跟蹤，因此應用范圍有限。而RFID技術恰恰彌補了地埋線圈的這一缺點。
? 與衛星定位相比：
GPS衛星定位雖然可以識別車輛，各地也進行了一些試點運行，但存在著GPS車載設備價格較貴，信號不穩定等問題。另外，交通是經濟的動脈，如果交通系統過度依賴GPS技術，一旦癱瘓則難以恢復到傳統的管理方式，這必將給國民經濟造成巨大的損失和負面影響。
GPS最主要的問題是目前國內商用GPS系統的衛星信號源為國外控制，我國自主的高性能的GPS系統實現尚待時日。一旦因為政治或經濟沖突的原因失去信號來源，國內的GPS應用系統將面臨癱瘓的危險。遠程RPID公交智能交通解決方案，不依靠衛星信號，采用RFID技術，完全不會受到上述問題的困擾，從而保障了系統運行的長期穩定可靠。
當然，RFID技術在靈活性方面不及GPS,但足以滿足公交在固定線路、固定站點特點之下的行業需求。 ? 低成本：
與GPS需要昂貴的車載設備相比，基于RFID技術的系統可以將主要的識別及通訊設備由車載移至固定的地面數據采集點。因為采集點的數量遠少于需要定位服務的車輛數量，所以所需的交通信息采集網絡的投資要遠小于為眾多車輛安裝GPS設備的投資。
在實現同等功能的情況下，RFID電子標識卡安裝在每輛公交車輛，成本明顯低于GPS車載設備。而且車輛跟蹤平臺建成時，由于經過同一站點的多條線路可以復用一個站臺設備，那么整體實施RFID系統(車載標簽+站點信號接收器)的成本也將低于GPS系統(車載設備+基站)。此外，RFID系統實施后，也可以為其他社會車輛提供增值服務，具有可觀的潛在附加經濟效益。 ? 擴展性好：
從橫向來看，基于RFID公交智能交通系統能和其它ITS(智能交通系統)系統有機整合，為其它系統提供有價值的信息，并實現不停車收費、闖紅燈拍照、車速監控等功能。從縱向來看，作為標準的ITS系統，能為架構在RFID基
遠程RFID公交智能交通系統設計方案
礎上的其它軟件提供完備的接口。進一步的深度信息挖掘，將給整體的ITS 提供更多的信息服務。
? 識別卡功耗低 ，使用壽命長
識別卡2.4GHZ芯片，一體化的電路設計，功耗僅1mw，識別卡采用可更換電池，單個電池可持續工作三年以上，電池用完后，自動告警，更換電池即可。
? 抗干擾能力強、響應速度快
抗干擾能力強，系統運作基本不受外界自然環境干，讀卡時間僅為0.01ms/32bits，用獨特的數據處理技術，準確快速的識別卡，有效的解決了同頻干擾問題，解決了同一時間卡量太多，讀卡器數據沖突造成錯讀、漏讀識別卡而導致的考勤定位不精確和人員統計不準確的問題。 ? 安裝方便：
識別基站通過無線網連接，基站體積小，只需提供外接電源即可工作，識別卡一顆干電池可工作3年，只需安裝在公交車頂部即可，無需取電。
4.1
4.1.1 系統技術指標
系統指標及主要設備參數
系統指標
最大系統容量：2000臺識別分站 最多識別卡數量：20000個以上 漏讀率：百萬分之一
識別分站有效接收距離：不小于200m(最大300m) 被測目標最大移動速度不大于80km/hr 無線工作頻率：2.4GHz 傳輸誤碼率：≤10-6
4.1.2 識別分站
電源功率 小于10w 無線工作頻率 2.4GHz
遠程RFID公交智能交通系統設計方案
調制方式 工作溫度
GFSK -40℃-85℃
環境濕度 ≤95%
數據上傳 GPRS、CDMA、3G等無線移動網
4.1.3 識別卡
發射功率 小于 1mw 工作頻率 2.4GHz 調制方式 GFSK 防爆型式 本安 工作溫度 -40℃-85℃ 環境濕度 ≤95%
電池工作時間 3.6伏鋰離子干電池工作3年以上
5 結束語
南京北路自動化有限公司設計的遠程RFID公交智能交通系統設計方案為公交公司的調度智能化管理提供了自動化管理，對于車輛進出的數據采集提供了全自動化方案，對車輛進出與監控發揮了重要作用。一方面大大提高了樹立全新的城市的公交車輛管理的形象，預防了人工操作的漏洞，，資料存檔，保證公交車輛進出的安全與可靠，也大大地促進了城市自動化建設步伐，為行業樹立了一個成功應用新技術的范例。
第五篇：基于RFID物品防盜系統的設計方式論文
1 前言
射頻識別RFID(Radio Frequency Identification)技術是通過無線射頻方式傳輸和獲取相關數據，并對物體加以識別。RFID解決了無源(卡中無電源)和免接觸兩大難題，可實現運動目標識別、多目標識別，其突出優點是環境適應性強，能夠穿透非金屬材質，數據存儲量大，抗干擾能力強。目前已廣泛用于學校、公共交通、門禁、物流、醫療等領域，已成為21世紀最熱門的技術之一[1]。
典型的RFID系統由電子標簽、閱讀器、應用系統等組成，電子標簽有主動標簽、半主動標簽與被動標簽之分，電子標簽有著全球唯一的電子編碼，且有一定的存儲空間，可以存儲所標識物體的一些信息。電子標簽可通過讀寫設備重新寫入信息，來實現標簽的重復利用[2]。
現如今人們出門在外通常會攜帶一些必備物品，手機、平板電腦、錢包及各種卡片，如信用卡、身份證、公交卡等。這些物品基本上是日常生活離不開的，更有一些物品是集多功能于一身的。但若出門忘帶或者不小心丟失這些東西則會給人們帶來不便甚至會造成損失;還有一些貴重物品趨于袖珍化，被不法分子順走也不易被發現。因此如果有一套系統將這些物品管理起來，當物品脫離系統范圍就發出報警，這樣人們就會很輕松地管理隨身物品，為防盜提供可靠保障。
2 系統設計及實現
本系統設計的思路是將要管理的物品貼上無源電子標簽，設計一個易攜帶、低功耗的閱讀器來管理這些標簽從而實現防盜。因系統采用電池供電，對低功耗要求比較嚴格，因此采用超低功耗的MSP430芯片作為主控芯片，閱讀器芯片采用AS3991，系統框圖如圖1所示。
AS3991是奧地利微系統公司研制的一款用于超高頻(860MHz～960MHz)RFID閱讀器的專用芯片，內部集成了射頻的發射與接收，支持 EPC Class1 GEN2協議，但芯片對ISO18000-6A/B協議的支持并不完全，只能直接串行輸出碼流，因此解碼與校驗必須由MCU完成[3]。AS3991內部可輸出最高為0dBm左右的已調射頻載波信號，這一功率遠遠不夠驅動遠距離的無源標簽，需增加外部功放電路來提高發射功率。功放芯片采用RF5110G，其典型工作頻率為800-950MHz，還可以通過調整控制電壓來改變輸出功率。因為射頻部分的電路設計復雜且要求較高，系統采用已設計好的閱讀器電路，只留有電源接口及數據接口。通過控制器GPIO就可以實現對閱讀器的編程及數據收發，電路原理圖如圖2所示。
系統采用超高頻(UHF)閱讀器及標簽，是因為其可以實現遠距離傳輸，也具有一定的穿透性，而常用到的高頻(13.56MHz)只有幾厘米到十幾厘米的作用距離[4]。該系統可以將電子標簽進行注冊，然后將注冊在案的標簽進行保護，當標簽不在系統的閱讀范圍內，則可以發出聲音報警的功能，提醒主人。還可以通過搜索的功能在系統閱讀范圍內尋找指定的在冊的標簽，若發現，則發出聲音提醒。
系統有三大主要功能：
⑴注冊標簽功能。將重要物品貼上電子標簽，將撥動開關撥到注冊端，這時系統就啟動了注冊功能，此時的閱讀器發射功率低，只能激發厘米級范圍內的標簽，近距離可以避免在公共場所內搜索到附近他人的標簽。此時系統掃描到電子標簽，會與存儲器中的信息比較，如果是一個新的標簽，將會提示是否注冊，注冊成功后，標簽信息將保存在芯片24C08中。24C08是一種電可擦可編程只讀存儲器，其保存的數據在掉電后不會丟失。
⑵標簽防盜功能。將撥動開關撥到防盜端，系統即啟動防盜功能，此時的閱讀器發射功率較高，閱讀距離可達1米左右。系統會定時去掃描已被注冊的電子標簽，若在掃描過程中找不到某個標簽，系統會發出報警聲，提醒主人;若在掃描過程中發現所有的標簽都在閱讀范圍內，系統轉為睡眠模式，以便節電。一段時間后，系統通過定時喚醒進行下一輪的掃描。
⑶搜索標簽功能。當系統發現標簽不在閱讀范圍內時發出報警。用戶可以檢查物品是否丟失，若發現真的不見了，用戶可以按下搜索按鈕，此時系統的發射功率又可以增強，閱讀范圍可達到1-3米。這樣當標簽進入閱讀器范圍時，系統同樣會有聲音提示。這個功能可以為公安人員搜查盜竊嫌疑人提供手段。
3 軟件部分
MSP430與AS3991構成一套主從設備，由MSP430控制完成與AS3991的通信。AS3991內部已嵌入了對EPC GEN2協議的支持，集成了很多直接命令，用戶只需直接調用相應的代碼就可以了。軟件流程圖如圖3所示。
系統軟件的設計除了要實現對標簽的讀取外，還要實現兩個功能，第一，通過軟件控制閱讀器的發射功率，從而改變其閱讀距離;第二，標簽及閱讀器的防沖突問題。
3.1 控制發射功率
系統采用無源電子標簽作為信息載體，它只有靠接收到來自閱讀器的激發才能與閱讀器進行通信。閱讀器向標簽傳遞能量時存在路徑損耗，所謂路徑損耗是指傳輸到閱讀器發射天線的功率與標簽接收天線獲得的功率之差。因此應先做件鏈路預算的工作，包括前向鏈路與反向鏈路兩個方向的預算，確保標簽與閱讀器能在指定距離處穩定通信[5]。因為系統有三種不同閱讀距離，單靠硬件來實現這種功能比較復雜，可以通過程序來控制硬件實現三種不同的發射功率，從而實現不同的閱讀距離。
如圖2所示，Rf5100的ACP1與ACP2管腳的電壓可以控制PA的輸出增益。配置AS3991的8位寄存器(地址為0x18)來控制DAC端的輸出電壓，可以實現0～3.2V的變化，步階是：3.2/256=0.0125V。DAC端的可變電壓能夠控制PA的變化輸出。
3.2 防沖突算法
在RFID系統中，標簽和閱讀器之間的通信是通過共享的無線信道進行的，在多個閱讀器或者多個標簽同時發送信號的時候，必然會引起發送信號相互之間的沖突。因此在RFID系統中存在兩種類型的沖突：標簽沖突和閱讀器沖突[6]。而對于本系統來講，所管理的標簽數量不是很大，且標簽ID都是已知的，閱讀器要激活標簽時，只需發送指定的ID號就可以了。本系統面臨的沖突問題可能是閱讀器的沖突，因為閱讀器是每個人都隨身攜帶，且其閱讀距離有些近，容易造成在某一個小范圍內，同一個標簽處于好幾個閱讀器的閱讀范圍，尤其在擁擠的公交車等公共場所，因此解決閱讀器的沖突是本系統的重點。
閱讀器防沖突的方法有：基于控制閱讀器發射功率方法、基于時序的方法、基于載波偵聽方法以及其它方法[7]。本文采用了基于載波偵聽的方法，其思想是：將通信信道分為兩部分，控制信道和數據信道?？刂菩诺烙糜陂喿x器之間的通信來偵聽是否有閱讀器在工作;數據信道用于閱讀器和標簽之間的通信?？刂菩诺朗钦麄€RFID系統頻段的一部分，控制信道和數據信道相互之間不會產生干擾[6]。
4 結束語
本設計采用超低功耗的MSP430為主控制芯片，以超高頻RFID為技術手段設計了一套隨身物品防盜系。用戶只需將要保護的物品貼上超高頻電子標簽就可以被系統保護，或者直接將超高頻射頻卡作為保護的對象。該系統可以程控閱讀距離實現不同的功能，系統多數時間處于休眠模式，真正實現低功耗。該系統的不足之處是沒能實現標簽的通用性，尤其是不能識別身份證、門禁系統等常用的高頻(13.56MHz)射頻卡。
[參考文獻]
[1]孫曄，王艷秋.RFID射頻識別技術及應用[J].電大理工.2009，(01)：12-14.
[2]趙斌，張紅雨.RFID技術的應用及發展[J].電子設計工程.2010，18(10)：123-126.
[3]郭曉峰.UHF RFID閱讀器芯片功率放大器設計[D].北京：北京交通大學.2009.
[4]游戰清，劉克勝，吳翔.無線射頻識別(RFID)與條碼技術[M].北京：機械工業出版社.2006.
[5]佐磊，何怡剛，李兵，等.無源超高頻射頻識別系統路徑損耗研究[J].物理學報.2013，62(14)：150-157.