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基于RFID技術(shù)的智能車輛定位及測(cè)速系統(tǒng)解決方案

一、方案背景

隨著經(jīng)濟(jì)和汽車技術(shù)的發(fā)展， 現(xiàn)在擁有汽車的居民越來(lái)越多， 堵車現(xiàn)象也越來(lái)越嚴(yán)重，堵車不僅浪費(fèi)了大家寶貴的時(shí)間，也使交通事故頻發(fā)。如何充分利用路網(wǎng)、縮短車輛運(yùn)行時(shí)間、降低行車延誤、保障行車安全、提高道路通行能力等道路資源優(yōu)化問(wèn)題成為當(dāng)前每個(gè)城市需要解決的重要課題。

另外，隨著企業(yè)規(guī)模及業(yè)績(jī)的不斷擴(kuò)大，配送及運(yùn)營(yíng)所需的車輛逐漸增多，跑私活、干私事、外出車輛的風(fēng)險(xiǎn)管控、超速控制、區(qū)域報(bào)警等相關(guān)功能越來(lái)越受到企業(yè)管理者的關(guān)注。

二、車輛定位現(xiàn)狀及對(duì)比

在目前的車輛定位系統(tǒng)中，典型的車輛位置信息獲取方法主要是基于GPS 定位系統(tǒng)與加速度傳感器的車輛定位。

這是一種基于移動(dòng)站的定位方法，即車載定位設(shè)備向車輛提供位置信息，然后車輛通過(guò)無(wú)線通信將得到的位置信息上報(bào)給車輛管理系統(tǒng)。這種由被定位物體主動(dòng)發(fā)送位置信息的方法具有占用通信資源多、系統(tǒng)運(yùn)行成本高的缺點(diǎn)，并且在城市高樓區(qū)、高架橋下、林蔭道及隧道內(nèi)，可能會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)的定位盲點(diǎn)。

三、系統(tǒng)構(gòu)成

該系統(tǒng)主要由裝有RFID智能車牌的車輛、數(shù)據(jù)無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)（RFID遠(yuǎn)距離閱讀器）、CDMA模塊、GIA系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)處理及控制中心組成。下圖是一種車輛定位及測(cè)速系統(tǒng)的示意圖：

四、系統(tǒng)運(yùn)行原理

該系統(tǒng)基于讀取RFID電子標(biāo)簽的方法獲取車輛的身份信息，采用基于TODA 的多基站無(wú)線定位方法獲取車輛的位置信息，通過(guò)對(duì)車輛移動(dòng)產(chǎn)生的多普勒頻移進(jìn)行處理的方法，獲取車輛的速度信息。每一個(gè)RFID 車牌都存儲(chǔ)了該車輛的車牌號(hào)、車輛用途、載貨量、載客量、車主姓名及號(hào)等信息。根據(jù)不同地區(qū)的建筑特點(diǎn)和交通流量裝有一定數(shù)量的數(shù)據(jù)無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)，以期獲得資源的利用，減少節(jié)點(diǎn)布置的浪費(fèi)。每個(gè)數(shù)據(jù)無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)按一定頻率定向發(fā)送已經(jīng)編碼和調(diào)制的命令信號(hào)，處于節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍內(nèi)的RFID智能車牌收到此命令，經(jīng)過(guò)認(rèn)證，如果正確的話，將按命令的要求把自己的UID發(fā)送過(guò)去，數(shù)據(jù)無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)接到此信息，對(duì)其進(jìn)行解調(diào)和解碼得出該車輛身份信息，通過(guò)CDMA 模塊將其發(fā)送至數(shù)據(jù)處理單元，再由數(shù)據(jù)處理單元發(fā)送至城市數(shù)據(jù)處理及控制中心。基于多基站無(wú)線定位的方法是由無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)節(jié)點(diǎn)主動(dòng)獲取車輛位置信息，利用接受信號(hào)強(qiáng)度（RSSI）、到達(dá)時(shí)間（TOA）、到達(dá)時(shí)間差（TDOA）定位。步估計(jì)過(guò)程中，采用魯棒性估計(jì)方法，可以減小其對(duì)估計(jì)值的影響。

在步估計(jì)的基礎(chǔ)上，找到與RFID 智能車牌距離最近的3個(gè)數(shù)據(jù)無(wú)線收發(fā)節(jié)點(diǎn)，應(yīng)用這3 個(gè)節(jié)點(diǎn)的TDOA 值進(jìn)行第二次定位，從而得出車輛的位置信息，并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理及控制中心，數(shù)據(jù)處理及控制中心根據(jù)得到的信息便可大致描繪出該車輛的運(yùn)行軌跡。通過(guò)對(duì)由車輛移動(dòng)所產(chǎn)生的多普勒頻移進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì)，數(shù)據(jù)處理可以對(duì)該車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)速。