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    UHF 超高頻 RFID應(yīng)用于貨車車架監(jiān)管方案

     1.技術(shù)簡介

       RFID無線射頻識別技術(shù)是從2O世紀(jì)8O年代走向成熟的一項自動識別技術(shù).它利用射頻方式進(jìn)行非接觸式雙向通信交換數(shù)據(jù),以達(dá)到識別目的。與傳統(tǒng)的磁卡,IC卡或者條碼識別方式相比,RFID具有遠(yuǎn)距離和非接觸識別的特點，同時對環(huán)境適應(yīng)性強，通過合理的設(shè)計，可工作于各種惡劣環(huán)境，并具備優(yōu)秀的識別效果。RFID識別工作時無須人工干預(yù),適合于實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化數(shù)據(jù)采集，同時，可識別高速運動物體并可同時識別多個電子標(biāo)簽,操作快捷方便。其基本的工作原理圖如下：
       
       RFID讀寫器通過天線向電子標(biāo)簽發(fā)出微波查詢信號，電子標(biāo)簽被讀寫器微波能量激活，接受到微波信號后應(yīng)答并發(fā)出帶有標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息的回波信號。射頻識別技術(shù)的基本特點是采用無線電技術(shù)實現(xiàn)對靜止的或移動的物體進(jìn)行識別，達(dá)到確定待識別物體的身份、提取待識別物體的特征信息的目的。目前，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車生產(chǎn)，交通運輸控制管理，工業(yè)自動化，倉儲物流等諸多領(lǐng)域。
    2.項目應(yīng)用
       深圳市銓順宏科技有限公司作為Trimble & ThingMagic 代理商，提供的 UHF 超高頻RFID 產(chǎn)品滿足該系統(tǒng)應(yīng)用。該系統(tǒng)是基于RFID技術(shù)的中外運貨柜車車架管控系統(tǒng)，將在參考RFID在其他領(lǐng)域成功應(yīng)用經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合中外運貨柜車車架管理的自身需求，以自動化、先進(jìn)性、穩(wěn)定性、可拓展性為原則，圍繞核心的業(yè)務(wù)需求，實現(xiàn)對貨柜車車架的自動識別和跟蹤監(jiān)控。
    本系統(tǒng)的核心是在貨柜車的車頭安裝RFID讀寫器及RFID天線，在車架上安裝RFID電子標(biāo)簽，通過讀寫器對電子標(biāo)簽的識別，來達(dá)到對車架的監(jiān)控管理。系統(tǒng)設(shè)計示意圖如下：
        
     
    2.1 RFID電子標(biāo)簽
       RFID電子標(biāo)簽安裝在車架靠近車頭位置，根據(jù)不同的車架結(jié)構(gòu)特征，選擇合適的安裝位置。同時，車架是金屬材質(zhì)，需采用抗金屬電子標(biāo)簽。為保證電子標(biāo)簽在車架的使用及儲運過程中不被破壞，因充分利用車架自身的結(jié)構(gòu)，來達(dá)到對電子標(biāo)簽的保護。對確沒有保護位置的車架，在兼顧讀取性能的前提下，采用安裝金屬擋板或者緩沖橡膠的方式形成對標(biāo)簽的保護作用。
    電子標(biāo)簽自帶3M雙面膠，且根據(jù)附著面的材質(zhì)和環(huán)境，選擇金屬粘合度高，耐高溫的進(jìn)口雙面膠，可直接粘貼在車架上，使用方便，性能可靠。
    2.2 RFID天線
       RFID天線安裝在車頭靠近車架的位置。因RFID天線本身體積比電子標(biāo)簽大，車頭上不易找到合適的具備保護作用的位置安裝，而車輛在日常的使用過程中，不可避免會出現(xiàn)磕碰事件，容易造成對安裝在車頭上的設(shè)備的損壞。為盡量避免這種意外損壞，本系統(tǒng)將采用邊框背面加厚金屬合金構(gòu)造的RFID天線，耐受能力大幅提升，工業(yè)環(huán)境適應(yīng)能力強。 
    2.3 RFID讀寫器
       UHF 超高頻RFID讀寫器是本系統(tǒng)的核心設(shè)備，在貨柜車上面的應(yīng)用，應(yīng)能達(dá)到車規(guī)級應(yīng)用規(guī)范，包括防塵、防水、防振適應(yīng)能力，并能適應(yīng)電壓、電流的波動，設(shè)備外殼必須堅固耐用，抗腐蝕，適應(yīng)高低溫等戶外環(huán)境使用要求。
    RFID讀寫器可安裝在駕駛室中（所以上述示意圖中并未出現(xiàn)RFID讀寫器），通過射頻電纜線與RFID天線連接，并實現(xiàn)對RFID標(biāo)簽信息的獲取，從而實現(xiàn)對車架的監(jiān)管。
    3.系統(tǒng)流程
       系統(tǒng)使用前，需首先完成電子標(biāo)簽信息的初始化，根據(jù)中外運對車架管理的規(guī)則或規(guī)范，將車架的唯一識別碼寫入到電子標(biāo)簽中，并將電子標(biāo)簽安裝到對應(yīng)的車架上，完成初始數(shù)據(jù)信息的建立。
    本系統(tǒng)中，RFID讀寫器通過串口與車載終端連接，RFID讀取到的數(shù)據(jù)將實時上傳給車載終端。
    貨柜車輛啟動后，RFID讀寫器開始進(jìn)入工作狀態(tài)；當(dāng)安裝有RFID電子標(biāo)簽的車架與車頭完成連接后，電子標(biāo)簽進(jìn)入讀寫器識別范圍，讀寫器即將讀取到的數(shù)據(jù)反饋給車載終端，車載終端經(jīng)過處理后將數(shù)據(jù)發(fā)送給后臺數(shù)據(jù)庫，完成車架的“上車任務(wù)”。
    車架完成“上車任務(wù)”后，RFID讀寫器可根據(jù)系統(tǒng)要求，每間隔一段時間將讀取到的標(biāo)簽信息上車給車載終端，實時更新車架的工作狀態(tài)。
    車架完成任務(wù)后，即被調(diào)離，車架上的RFID電子標(biāo)簽將離開RFID讀寫器的閱讀范圍，此時，RFID讀寫器無法檢測到電子標(biāo)簽的存在，車載終端接受不到讀寫器返回的標(biāo)簽信息，即判斷車架完成“下車”操作。車架的一個完整工作周期結(jié)束，系統(tǒng)實時更新并保存這些信息，達(dá)到對車架的實時監(jiān)管目的。
    本系統(tǒng)，RFID讀寫器需具有較寬的功率調(diào)整范圍，以通過對功率的調(diào)整，在不影響讀取性能的前提下，保障不會誤讀到別的車架電子標(biāo)簽。
    4.硬件設(shè)備
    本系統(tǒng)基于超高頻無源RFID技術(shù)，硬件設(shè)備包括RFID電子標(biāo)簽、RFID天線和RFID讀寫器。
    4.1 RFID電子標(biāo)簽
      TAG-915M01 專門為金屬等復(fù)雜環(huán)境設(shè)計的一款標(biāo)簽。 具有閱讀距離遠(yuǎn)，靈敏度高，物理特性優(yōu)良的特點。 可方便地應(yīng)用于金屬資產(chǎn)設(shè)備管理、車輛管理、物流等場合。
       
          

    型號

    TAG-915M01

    頻率范圍

    902-928MHz

    芯片

    Alien H3

    讀寫協(xié)議

    ISO 18000-6C, EPC global C1Gen2

    瞬間防靜電電壓

    +/- 3KV

    防水等級

    IP67

    工作溫度

    - 40 ℃  to + 85 ℃

    材料

    高密度PC外殼 (High Density Poly Carbonate Casing)

    安裝方式

    3M雙面膠

    尺寸

    133mm(L) x 22.4mm(W) x 11mm(H)

     

    4.2 RFID天線

    RFA915-6H70A是一款適用于UHF頻段RFID應(yīng)用場合的通用型天線，具有高增益、低駐波等特點。 外形美觀小巧、采用防水圈與硅膠雙重防水設(shè)計、外殼采用加強筋位設(shè)計、適合各種惡劣環(huán)境使用。 可方便地應(yīng)用車輛、倉儲、物流、零售等UHF頻段的RFID場合中。

         

    型號

    RFA915-6H70A

    頻率范圍

    840-960MHz

    增益

    6dBi

    駐波

    1.3

    極化方式

    左旋、右旋圓極化

    連接器

    SMA型，其他可定制

    3DB波瓣寬度

    70°

    防護等級

    IP67

    尺寸

    128m(L) x 128mm(W) x 20mm(H)

    4.3 RFID讀寫器

    ThingMagic-Vega是一款車規(guī)級RFID讀寫器，它通過了汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：TS16949 ， 內(nèi)嵌高性能M5e UHF RFID模塊，滿足于惡劣環(huán)境作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求，非常適合部署于叉車和各類汽車應(yīng)用上。 

    型號

    ThingMagic Vega

    標(biāo)簽協(xié)議

    EPC Class 1 Gen 2（ISO 18000-6C）；  DRM支持，先進(jìn)的防沖撞和抗干擾性能

    天線連接器

    三反向TNC天線端口支持單50歐姆天線（在電壓駐波比小于1.5:1頻率范圍操作）

    RF輸出

    獨立的讀寫模式，5至30dBm輸出(1W)，±1dBm可調(diào) 

    頻率特性

    頻率可依據(jù)如下要求調(diào)節(jié)：

    FCC902-928MHz； ETSI865.6-867.6MHz； MIC910-914MHz

    GPIO

    2通用輸入和一個輸出，可連接Molex©

    工作溫度

    -40℃to75℃；交流電源適配器:0℃ to40℃

    環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

    確認(rèn)滿足車載標(biāo)準(zhǔn)為:
    動力熱循環(huán)；熱沖擊阻力一個& B；動力振動耐久；機械沖擊；濕度溫度循環(huán)；水/液體入口；連接器/利用拉推；電壓過分強調(diào)；靜電放電

    標(biāo)簽識讀率

    大于190標(biāo)簽/秒

    安全

    IEC 60950-1 (ed.2)

    US-17640-UL

    尺寸

    216mm長×133mm寬×38mm高

    深圳市銓順宏科技(taishans.cn)作為RFID領(lǐng)導(dǎo)品牌--Trimble旗下的ThingMagic代理商，在向各大運營商/集成商提供ThingMagic全系列產(chǎn)品的同時，致力于配合運營商/集成商將ThingMagic--超高頻RFID設(shè)備應(yīng)用到車輛管理、智慧交通、航空航運、倉儲物流、服裝零售、生產(chǎn)制造、防偽溯源等更多領(lǐng)域各種應(yīng)用中。

     

    深圳市銓順宏科技(taishans.cn)以專業(yè)的技術(shù)團隊，優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，優(yōu)惠的價格，為廣大客戶提供世界一流的RFID設(shè)備解決方案和高質(zhì)量的售后服務(wù)。

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