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射频识别系统是由射频标签、读写设备和计算机三部分组成的。射频识别系统的基本工作原理是:读写设备通过相关发射设备发送固定频率的射频信号,当标签进入发射设备工作区域时,会产生相应的感应电流。标签接收到感应电流后被激活,并通过自身内置的发射线将自身的编码等信息发送到系统的天线调节器,天线调节器再将接收到的载波信号传送给读写设备,进行信号的解调和解码,最后将解码信号输入主系统处理,由主系统判断标签的合法性,并发出指令处理和控制不同的标签。射频标签和读写设备之间是通过耦合元件实现信号空间耦合的,并在耦合通道内实现数据的互相交换和能量的传递。射频信号耦合类型主要有以下两种。
1.1电感耦合
电感耦合是依据电磁感应的有关规律,通过空间中的高频交变磁场实现的。电感耦合一般被广泛应用于中频或低频的近距离射频识别车辆管理系统中。其识别距离一般为10~20cm,最长不超过1m。因为电感耦合本身没有电源,所以,芯片的能量全部来自读写设备。读写设备的发射天线线圈能够产生穿透线圈横截面的强电磁场。其中,小部分的磁力线能够进入射频标签的发射天线线圈,并与电容形成一个振荡回路。当其通过振荡回路时,射频标签发射天线线圈的电压达到最大,整流后可作为射频标签芯片的能量使用。
1.2电磁反向散射耦合
这种耦合方法主要是基于雷达原理,利用电磁波在空间中相关的传播规律发射电磁波,且反射电磁波会携带一些相关的信息。这种耦合方式在高频或超高频的远距离射频识别车辆管理系统中的应用比较广泛,其识别距离一般为3~10m。
2车辆管理系统的组成原理
在现存的车辆管理问题中,小区车辆管理问题占有较大的比例。以小区的智能化车辆管理系统为例,系统地研究了智能化车辆管理系统的相关工作原理。小区智能化车辆管理系统一般是由读写设备、控制中心(计算机)和射频标签卡三部分组成的。在智能化车辆管理系统中,先要设置1个控制中心,也就是主计算机系统。这台主计算机内置了小区智能化车辆管理系统的软件,可以自动运行,一般不需要人为干预,只是在发放射频标签时需要工作人员操作。控制中心可以通过停车出入口的读写设备及时掌握各时间段车辆进出停车场的相关情况,并及时将相关信息输送到主计算机处理和控制,实现闸机的开关、车辆数量的统计和停车费用的计算等。小区车辆管理人员可以及时查看相关数据,大大节约了相关的人力、物力和财力。在使用系统的过程中,车辆拥有者要先注册并领取1张射频标签卡,并将车辆数据、标签卡身份代码输入控制中心的数据库中建立关联。当车辆出入停车场时,停车场出入口的读写设备会将经过车辆的射频标签转为身份代码,以确定出入车辆的相关信息。
3射频识别技术存在的问题
3.1射频识别技术还不成熟
由于能支持射频识别技术的设备并不多,而射频识别信号又极易被阻挡,所以,使得射频识别技术发展得比较缓慢。另外,射频识别技术本身的技术要求和设备要求不能很好地实现,比如,读写设备的制造、芯片的设计制造、发射天线的设计制造和数据库软件开发等都没有达到既定的要求,这就给射频识别技术发展带来了一定的阻碍。
3.2标签识别率不高
在使用射频识别技术识别标签的过程中,经常会出现由于金属对电磁波的吸收造成空间电磁波减少的现象,这对识别的准确性有很大的影响。怎样解决这一问题,提高识别的准确性,是目前需解决的主要问题。相关技术开发人员提出,可从工程技术的角度提高射频识别系统的标签识别率,比如采取多次读取射频标签的方法,有效提高射频识别的识别率。
3.3不能保证数据的安全性
在射频识别智能化车辆管理系统的使用过程中,普遍存在数据安全性较低的情况。因为目前使用的射频识别系统没有相应的安全机制,不能有效保障车辆和用户数据的安全,这就引发了数据被窃取的情况。倘若射频标签中的相关数据信息被窃取并非法使用,就会造成不可挽回的损失。针对这种问题,具体的解决方法有两种,即设计更大的内存容量、将微处理器设置得更加复杂。用这两种方法实现加密算法的复杂设计,防止数据被窃取带来的不必要的经济损失。
4结束语
根据无人机运输工作所面临的各种困难,可以得知巡检车辆管理体系必须克服上述困难,并满足以下条件:
1.需要大马力发动机,排量应在2.4L以上,轮胎宽厚,全轮驱动,达到有效的防滑性;
2.车身宽度控制在2米以内,这样方便在窄路上行驶;
3.轴距较短,能有效应对山区道路中的各种急弯;
4.底盘较高,不会因为路上的石块或土坑损伤底盘;
5.油量储备充足,油箱容积最少70L,足够跑到300公里以上的山路;
6.座位最低为5座,这样才能满足无人机巡检工作的人员要求;
7.后备箱空间足够大,可以放下无人机机箱,并能增加一些稳定装置;由此可见,在采购车辆时,应按照上方的条件进行相应的选择,不可随意购买。
根据小型无人机运输工作面临的困难以及车辆应满足的条件可知,所选车辆必须底盘高,座位数量足够,轴距短,能基本应对山区道路的各种困难。由此可见,目前市面上符合运输和巡检作业要求的车型主要有三种:面包车系列(9座)、轻型皮卡系列和越野车系列。在座位数量上,三种车型都符合要求;在装载无人机的后备箱空间上,面包车系列需要改装;在山区道路的适应能力上,越野车系列的性能最佳。综合来看,基于山区地形的无人机运输车辆最好配置为越野车系列,并且为了适应坡度较大的山路,车子的排量应大于3.0L。
二、无人机巡检车辆管理体系建设
无人机巡检车辆配置以后,在车子的后备箱上还需增加一套能稳定无人机机箱的支架、减震泡沫和海绵等,提高无人机运输的平稳性和可靠性。其次要使线路巡检工作顺利进行,就必须有相应的管理体系作保障,这样才能不断促进无人机与人工协同巡检作业技术的发展。首先,在人员方面,对小型无人机巡检车辆选择一名合格的专职司机和一名后备司机,他们除了要对道路交通规则烂熟于心外,还要特别熟悉山区地形的路面滑、坡面陡、道路窄、弯道急等特点,这样才能安全、平稳、可靠的完成运输任务。其次,在车辆使用方面,为保障小型无人机巡检车辆的质量和使用寿命,需要对其定位为无人机专用车辆,只能作为无人机的运输车辆而不可随意转借他人使用,或者转为其它用途。这样才能最大限度的保障无人机运输车辆的使用质量,提高运输工作的效率。然后,在组织措施方面,每次开展小型无人机巡检作业任务时,一是要做好车辆“三查”工作,即出车前的检查、行驶中的检查、收车后的检查;二是在执行运输任务前严格执行工作票相关制度,即详细的填写工作内容、工作时间、工作地点、出勤人员等,并交给上级负责人审核和签字,保证程序到位;三是在运输过程中若遇到雨雪冰雹等灾害天气,根据任务类型和作业地点,严格按照明文规定暂停或终止运输。这样以来,就保障了小型无人机运输管理体系的组织措施,进一步提高了安全、可靠执行运输任务的能力。最后,在维护保养方面,需要严格按照车辆的维护保养手册,定期对它进行保养和维护,如发动机系统、变速箱系统、冷却系统、刹车系统等保养。这样就能最大限度的保障无人机巡检车辆管理体系的建设,提高运输效率,提高小型无人机的使用寿命。
三、结论
1、赛格储运有限公司整体概况
1.1公司整体的概况
深圳赛格储运有限公司隶属于深圳市赛格股份有限公司(深证A、B股公众上市公司),是一家专业从事集多式联运、仓储、产品包装、流通加工、信息处理一体化的第三方物流企业。公司成立于1989年1月,1994年10月,在福田保税区投资建设赛格储运大厦(建筑面积为25000平方米的保税仓);1995年5月,经国家经贸委批准在香港设立分支机构(赛格储运(香港)有限公司),从事海、空运输、港深陆路运输及货代业务。经过十几年的不懈努力,公司已发展成为拥有资产总额超过亿元的,拥有5吨、8吨箱式车和施头车共24辆,形成货运能力达14万吨/年,同时拥有28000平方米的保税仓库,具备完善的物流服务设施、能力、许可和经验,能够为客户提供全程的第三方物流服务的现代物流企业,成为深港两地颇具实力和影响的大型商贸服务性企业。
1.2公司运输车辆概况
在运输方面,深圳赛格储运有限公司主要服务客户为大型的加工厂、通讯公司、国际大型货代公司等。目前,公司自有各式两地车辆48辆(集装箱30辆;吨车18辆。其中12辆集装箱和7辆吨车是三地牌照车,可以同时进出福田保税区);每部车辆装备无线电话及对讲机,能随时与司机沟通,灵活指挥车辆。运输车辆部分配备GPS卫星定位系统,可以随时掌握车辆的具置;固定停车场面积香港8000平方米;蛇口车场8000平方米。
1.3公司国内运输车辆概况
在国内运输方面,深圳赛格储运有限公司主要服务于国内外大型生产型厂商和国际货代公司。目前,公司自有国内集装箱海关监管运输车辆44辆(其中货柜42辆;吨车2辆),部分国内运输车辆配备GPS卫星定位系统,可以随时掌握车辆的具置,国内运输车固定停车场面积蛇口车场8000平方米。
2、车辆运作现状分析
2.1车辆资源总体不够
物流业是个系统性的服务行业,车辆在物流中集现代运输仓储、保管搬运、包装流通以及物流信息于一体,发挥着综合性的作用,因此,可以讲,车辆资源是最基本的资源,是物流企业物流整体能力提升的重要保障。从目前深圳赛格储运有限公司的运输车辆和国内运输车辆资源来看,现有的集装箱车、吨车和货柜已远不能满足日益增长的货运和国内货运物流业务需要,存在着物流配送车辆资源总体不够的问题,制约了企业物流能力的全面提升。
2.2淡季旺季业务及车辆分配不均
受社会消费环境影响,物流行业存在明显的淡季和旺季。一般来讲,每年春节后的2、3月份,五一、国庆、春节等法定假日期间,6、7、8月是物流行业的淡季。其余的月份则是物流行业的旺季。从目前深圳赛格储运有限公司的车辆分配上来看,由于公司对淡季旺季业务缺乏深入分析,加之收货价格弹性不够,班车运营、自备车辆运营专线网点等车辆空置率较高,在淡季存在车辆资源利用不够的问题。在旺季,由于相关的物流业务量大增,现有车辆不能满足业务要求,许多能够实现的利润白白流失。另外,在车辆分配上,缺乏有效的手段对车辆资源分配使用进行统筹安排,各个运营线路存在的车辆分配不均的问题,形成了有的线路存在部分车辆闲置,而有的线路车辆配置却严重不足的资源配置矛盾,影响了公司整体的物流运营效率。
2.3车辆与司机运行时间的管理
在车辆与司机运行时间的管理上,深圳赛格储运有限公司缺乏科学的管理方式和手段。一方面,在行车排班计划制定方面,行车计划、车辆排班计划、人员排班计划结合的不够紧密,时间管理意识、流程管理意识等观念不强,车辆生产调度和运营考核需要进一步优化考核,使之更加科学合理。另一方面,发车调度管理、行车调度管理中,发车调度与司机运行的时间,行车调度与司机运行的时间衔接的不够紧密,存在粗放化管理的问题,时间管理优化不够,营运业绩考核不够,需要进一步开展物流业务流程优化工作,激励司机的工作积极性和主动性,提高时间管理水平。
2.4车辆长短途运行比例的分配
长短途管理是物流企业车辆管理中的一项重要内容,涉及企业各部门的主要业务,有效的、科学的、合理的长短途管理,对于实现营运车次和车辆优化调度,降低物流企业的运营成本,提高企业的整体运作效率和服务水平,有着重要意义。目前,深圳赛格储运有限公司在车辆长短途运行比例的分配上优化不够,缺乏精细化的优化措施和方法,存在一定程度的车辆长短途运行比例分配不均的问题,制约了整体车辆使用效率的提高。
2.5对司机的业务及安全操作培训
抓好司机专业训练,使驾驶员具备良好驾驶技术和心理素质,对于提高物流运输的整体水平,保证行车安全有着不可低估的作用。因此,抓好驾驶员专业培训,提高其综合素质,是做好物流运输工作,预防车辆事故工作的有效途径之一。在这方面,深圳赛格储运有限公司主要存在三种问题,一是对驾驶员的“安全第一”思想观念培训不够,部分司机安全观念仍然匮乏,存在较严重的侥幸心理,二是相关的安全培训制度不够健全完善,培训内容、手段、方法需要进一步更新和完善。
3、提高车辆周转率的解决方案
3.1充分利用现有车辆资源
上述的分析中,我们能够看到,虽然表面上深圳赛格储运有限公司存在车辆资源总体不够的情况,但是对车辆资源的整体统筹不够,淡旺季车辆使用不够科学等也是造成车辆资源总体不够的重要因素。鉴于此,在车辆管理中,公司应该从车辆统筹管理、淡旺季市场用车等方面进行优化,充分利用现有车辆资源,实现资源使用效率最大化。一是要对公司所有车辆的使用进行统计、调研和分析,摸底车辆的空置率,重点优化空置率较高的车辆,使车辆使用上物尽其用;二是要具体问题具体分析,针对物流市场的淡旺季,采取灵活措施,进行车辆管理,针对淡季市场,公司应灵活定价,提高收货的弹性,提高车辆使用效率,针对旺季,可以采取临时租用车等方式,把握市场资源。
3.2加强使用GPS等的信息化应用
从深圳赛格储运有限公司的物流信息化程度来看,目前仍处于传统的物流管理格局之中,企业原有管理方式已不能适应形势的新发展需要。企业应借助微机辅助管理,全面开展信息化管理建设,从静态管理向动态管理的转变,通过安装使用GPS、GIS等物流企业车辆管理信息系统,对车辆运行进行动态监控,突出对车辆和驾驶员的时间管理,优化时间节点,提高运营效率,实现企业管理水平的全面提升,适应市场形势。
3.3协调客户装卸货时间以便提高效率
在车辆管理中,客户装卸货时间对于整体物流效率有着重要影响,因此在实际车辆管理中,应突出对客户装卸货时间的协调,以提高效率。针对这一情况,在实际车辆管理中,应通过开展流程优化工作,重点对装卸货流程进行优化完善,以客户为中心,形成起端于货主,以公司配送过程中的装卸货位主要衔接纽带,以收货客户为终结的送货工作流程,并通过制定作业手册等方式,使相关员工熟悉掌握整个装卸货工作流程,剔除影响装卸货时间的工作环节,形成简单、实用,富有可操作性的流程。在装货现场管理方面,装货前要做好和货主的沟通衔接,做好相关准备工作,提前与货主确定装货时间、地点和货物数量、空间等,做好科学衔接,提高装货环节的衔接,提高效率,缩短装货时间。同样,在卸货环节,应提前与收货主沟通联系,确定好收货时间、地点和相应的人员准备,避免货物到站后收货主不能及时到达,进行收货,造成时间上的浪费。
3.4控制车辆的往返空载率以提高效率
传统物流的一个突出的不足就是车辆往返空载率较高,导致物流运输的整体效率较低,制约了企业竞争能力的提升。针对车辆的往返控制较高的问题,建议公司引起重视,一是通过全面实施GPS系统,提高车辆管理的信息化水平,GPS系统的车辆导航作用,解决目前货物跟踪、合理调度车辆等工作中存在的问题和矛盾,减少往返车辆空载率,二是对去程车辆的装载率要严格控制,实施满载发车,并与相关人员的薪资待遇相挂钩,将车辆满载发车作为一项重要指标,加强考核,最大化利用车辆的装载空间。
3.5引进专业化的调度人才和加强对司机的培训
在对车辆管理上,公司应以人为本,通过对专业化调度人才的引进和对全体司机人员的培训,提高管理人员和执行人员的知识水平、技能结构,为车辆管理能力提高奠定人员基础。一方面,应通过开展校园招聘、社会人才招聘等方式引进物流调度专业人才,促进公司车辆管理等工作的专业化水平的提高,实现整个车辆调度技巧的提升。另一方面,应针对司机人员,广泛开展物流管理知识、物流成本管理、车辆管理等相关知识技能的培训,提高司机员工的工作素质和能力,进而切实提高司机人员的车辆管理能力。
系统中心模块:系统中心模块主要分为3个部分:MCU最小系统、蓝牙模块、SIM908模块。系统中心模块框图如图2所示:
1.1STC15FK60S2处理器在系统中心模块中,STC15F60S2处理器起着很重要的作用,STC15F60S2是STC公司生产的单时钟/机器周期(1T)的单片机,是高速/高可靠/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机,其性能远高于传统的8051,其最高运行频率可达到35MHZ,接口资源丰富。选择STC15FK60S2处理器,通过串行接口USART0与蓝牙模块进行数据通信,构建系统中心模块与智能手机AndriodApp进行数据交互功能。同样通过串行接口USART1与SIM908模块进行数据通信,完成数据的接受和发送。其具体完成的功能为:负责接受SIM908模块接收到的GPS数据进行解析和处理并进一步地将这些处理好的数据通过SIM908模块的GSM网络发送到远程中心服务器;负责将蓝牙模块接收到的数据保存到MCU的EEPROM,并读取MCU保存EEPROM的数据信息发送到智能手机中,起到存储、中转、数据处理等功能。
1.2SIM908模块SIM908是一款包含了GPS导航技术的四频GSM/GPRS模块的芯片。细小紧凑的模块尺度将GPRS和GPS整合在一个单独的SMT封装中,为客户实现内嵌GPS和GPRS的应用节省了大量的费用和开发时间。因此通过SIM908模块的GPS来获取运输车辆的经纬度等信息,并利用它集成的GSM功能将这些信息传输到远程中心服务器;所以有GPS和GSM信号覆盖的任何地方无论何时都能实现不同资源的无缝追踪和共享。SIM908模块与远程中心服务器通信是通过处理器STC15F2K60S2单片机应用底层软件进行相关串口编程,其中就涉及重要的AT指令,在建立TCP/IP连接前,建议先依次执行多条AT指令。比如AT+CSTT=“cmnet”设置前,请先确GPRS网络已经附着,否则会返回error提示;AT+CIICR激活移动场景这里需要说明一下,模块开机后会自动附着GPRS网络,只要SIM卡有GPRS业务,真正应用必需要激活移动场景(PPP拨号过程中得PDP上下文激活),获得本地IP才可以应用数据业务;AT+CIPSTART建立TCP(UDP)/IP连接;因为SIM908模块的串口电平不能直接连接5V的单片机STC15F2K60S2,因此必须通过三极管或者电平转换芯片进行兼容才能进行串口通信,如SIM908模块与MCU串口连接图3所示:
1.3蓝牙模块蓝牙模块由BRF6100、DSP、液晶、音频AD/DA、Flash组成,其中主要核心控制单元是DSP;音频(AD)的作用是将采集的模拟语音信号转化成数字语音信号,音频(DA)将数字语音信号转换成模拟语音信号,输出到音箱或者耳机。音频DA和AD的后端和前端都会放大或滤波电路,一般而言,音频DA和AD集成在一块芯片上,本系统使用的是TI公司的TLV320AIC10,采样设置的频率为8kHz,键盘的作用是控制和输入,液晶显示器的作用是显示各种信息;DSP所需要的程序是用Flash进行保存的,供DSP在上电时进行调用;DSP的仿真接口是JTAG,HPI口是DSP来提供,计算机连接到该接口,可以下载计算机服务器中的文件并由DA来进行播放,同时也能将数字语音信号传送到计算机中进行保存和处理。ARM主要用来控制设备,DSP用来对数据进行处理;模块DSP中采用的是OMAP5910,嵌入式DSP是由TI公司的DSP提供的,具有两个处理器的结构,片内集成了DSP和ARM处理器。OMAP5910中的DSP是基于TMS320C55X核的处理器,提供一两个成累加单元,一个16位的算术逻辑单元和一个40位的算术逻辑单元,DSP采用的是双ALU结构,大部分指令可以同时运行,其功耗更低,并且工作频率达到了150MHz。ARM和DSP可以相互协同工作,通过片中的MMU控制,内存和设备可以得到共享,OMAP5910可以用在图像处理、视频、和移动通信,图像加速器、数据处理和音频处理、图形。系统中使用的OMAP5910,目前是用于个人移动通信。ARM在OMAP5910中是基于ARM9核的TI925T处理器,包括一个协处理器,指令的长度是32位或16位。一般而言多字节参数数据最右边的字节是最先传送的,各数据的分组是通过Endian格式进行传输。HCI的传输层中可以传送四种分组:ACL、SCO数据、event以及数据命令(command)。各分组的区别是分组指示符(PacketIndicator)。ROK101008模块中的HCI传输层的事件分组格式、命令、与蓝牙标准所描述的是完全一致的。值得注意的是:HCIACL数据分组里传输的数据格式必须是L2CAP,例如ACL数据分组020120050002000000CC:表示HCIACL数据分组的是HCI分组符;当前所用到连接的句柄是“01”;PB、BC标志以和句柄高位为“20”;HCI数据长度即真实长度为0005用“0500”来表示;L2CAP报头是“01000000”,我们实际所传输的数据(数据长度和信道ID)是“AA”。ACL数据传输过程是由完整的主、从单片机通过蓝牙模块进行的。建立逻辑连接是在传送数据之前,先发出HCI命令的是主、从机,等主、从的蓝牙模块准备好了以后,发起查询的是主机模块,响应的是从机模块,通过它们就能建立一个用于异步数据传输的逻辑链路。相应的命令状态事件的返回是每条命令正确执行后都有的。MCU单片机发出命令后,判断该命令是否完成是在通过接收返回事件的基础上进行的。首先主机发出HCIInquiry查询命令,会收到该模组的响应从机数事件包、从机模块的地址号包以及命令状态事件包。蓝牙设备地址被读取后,两机开始相互建立连接。该模块的底层传输协议完成从机蓝牙模块中的地址号响应,这个响应是不需要单片机的参与来完成的。主机发出建立HCICreateConnection连接命令之后将收到从模块发来的ConnectionComplete连接完成事件包和本模块返回的命令状态事件包。从模块也会收到主模块发来的ConnectionComplete连接完成事件。主从机之间可以按前述数据包格式发送数据,因为此时主、从之间已成功建立了一条ACL传输链路。
2远程中心监控程序设计
主要利用2003开发软件编写远程中心监控程序。首先开放服务端口允许客户端访问该端口,接着使用相应的通信协议与客户端进行远程通信。远程中心监控程序主要进行系统中心模块的设置,数据接收,命令发送和历史数据查询等。其程序结构如图4所示。监控程序通过发送命令获取运输车辆出站时间、到站时间、车牌号、运输轨迹等信息,并将这些信息及时存储到数据库。
3结语