物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在公交巡更管理系統(tǒng)中的應(yīng)用實現(xiàn)

李思淵　葛瀛龍

摘 要： 社會經(jīng)濟的高速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的加快，使得公共交通擁堵問題日趨嚴(yán)重，全國各地都在推廣“公共交通優(yōu)先”的發(fā)展戰(zhàn)略。做好公交安全問題的防范工作也顯得尤為迫切和必要。文章就對停車場中公交車輛的巡更檢查問題，對基于Windows Mobile的公交巡更系統(tǒng)進行了概括性的介紹，其中包括巡更系統(tǒng)的研究背景、研究現(xiàn)狀、現(xiàn)實意義等，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在巡更管理系統(tǒng)中的應(yīng)用和RFID的應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上，對公交巡更系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計與實現(xiàn)等作了相應(yīng)探討。

關(guān)鍵詞： 公交巡更； RFID； Windows Mobile； 物聯(lián)網(wǎng)

中圖分類號：U492 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）04-27-03

Abstract： With the development of economic society and urbanization， the traffic congestion in city has become increasingly serious. All over the country are promoting public transport priority development strategy. It is very urgent and necessary to maintain the security of public transportation. The problem of bus patrolling inspection is targeted on in this paper. The bus patrolling system based on windows mobile is introduced， including the research background， recent status and the meaning to the reality. The demand of the system is analyzed and the technology that will be used such as IOT and RFID is described. Above these， the function module design and database design of the bus patrolling system are discussed.

Key words： bus patrol； RFID； Windows Mobile； IOT

0 引言

伴隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進程的加快，城市交通壓力越來越大，公交系統(tǒng)也不例外，公共交通及其安全也是各國政府必須面對的問題。事實上，公交系統(tǒng)的問題，關(guān)系到經(jīng)濟、環(huán)境、社會、科學(xué)技術(shù)等眾多方面，牽扯到諸多利益的協(xié)調(diào)，它是一個復(fù)雜的社會系統(tǒng)工程[1]。

巡更，即管理部門在特定的區(qū)域定時、定點地進行巡視檢查。為了使管理者更有效、方便地對特定的區(qū)域進行管理，在安防管理領(lǐng)域里產(chǎn)生了電子巡更系統(tǒng)。巡更人員到達巡更點的時候，將手持POS機靠近指定線路點的信息鈕，巡更點相應(yīng)的信息反饋到手持POS機，并自動記錄下來。電子巡更系統(tǒng)的巡更機和信息鈕之間的信息傳輸是由射頻識別技術(shù)來實現(xiàn)的，因此電子巡更系統(tǒng)融入了射頻識別系統(tǒng)[2]。

無線射頻識別技術(shù)是利用無線射頻方式在閱讀器和電子標(biāo)簽之間進行非接觸式的雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達到數(shù)據(jù)交換的目的。射頻識別技術(shù)和RFID標(biāo)簽具有諸多優(yōu)勢。在資源有限的條件下，傳統(tǒng)的管理方式已經(jīng)滿足不了對于效率和安全性的要求。因此，需改善停車管理系統(tǒng)的技術(shù)，運用智能化的手段對停車場進行管理，以滿足巡更規(guī)范化、管理高效化需要。建立RFID公交停車場巡更系統(tǒng)，己成為人性化城市的發(fā)展方向[5]。本論文提出的巡更系統(tǒng)能夠更加智能的管理巡更情況，同時方便查詢、修改、添加等操作。具有先進、安全、可靠等特點。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國家的支持和企業(yè)的推動給我國的RFID技術(shù)創(chuàng)造了很好的發(fā)展環(huán)境。典型的如在全運會和世博會中運用的RFID技術(shù)，還有我國第二代居民身份證中也使用了RFID技術(shù)。在安防巡更領(lǐng)域中，更是取得了很大的成績，RFID成功克服有線巡更的局限，并且在應(yīng)用中不斷在創(chuàng)新，將RFID技術(shù)應(yīng)用于巡檢領(lǐng)域。在工業(yè)自動化方面，準(zhǔn)時制等現(xiàn)代生產(chǎn)方式對各個環(huán)節(jié)的協(xié)同提出了越來越高的要求，借助RFID技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)存貨管理的自動化，零部件的數(shù)量和位置全在掌控之中——當(dāng)任何一處的存貨水平降低到額定值以下時，系統(tǒng)就會自動發(fā)出補貨指令[6]。但是在一些應(yīng)用方面仍存在一定的問題需要進一步研究和探索，如通過“云”技術(shù)、高清顯示技術(shù)、移動通信技術(shù)等來獲得更好的發(fā)展。

1.2 國外研究現(xiàn)狀

世界各國都在大力發(fā)展RFID，美國早在1970年就開始了RFID的民用化推廣，1980年末美國與歐洲的很多家公司開始生產(chǎn)RFID電子標(biāo)簽，如今RFID技術(shù)已被光放應(yīng)用到各個領(lǐng)域，如門禁管理，城市一卡通，物流管理追溯等。歐美市場的RFID技術(shù)的應(yīng)用比較成熟，采用EPCglobal標(biāo)準(zhǔn)，走在了世界的前列，如一些半導(dǎo)體廠商ST、Philips、Siemens、T1德州儀器成為RFID芯片的主要獨占商家；RFID的中間件SAP公司、IBM、Microsoft、惠普等也在積極開發(fā)相應(yīng)的軟件及系統(tǒng)來支持RFID的應(yīng)用。Symbol等已經(jīng)研發(fā)出可以同時閱讀條形碼和RFID的掃描器。日本提出UID標(biāo)準(zhǔn)，并且在電信及郵政部門運用RFID技術(shù)，但要成為國際標(biāo)準(zhǔn)而被廣泛應(yīng)用還需要一定的時間[7]。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 系統(tǒng)研究的目標(biāo)

本系統(tǒng)研究的目標(biāo)主要是對公交公司巡更信息進行操作，為控制中心了解巡更信息，并對其進行操作提供方便。

2.2 系統(tǒng)概述

本文設(shè)計的基于WM的公交車輛巡更系統(tǒng)，就是利用基于WM的手持機，對巡更點的標(biāo)簽信息進行讀取，然后連接到后臺，實現(xiàn)巡更信息的自動化管理和監(jiān)控，提高效率，并可對巡更信息進行查詢、修改、導(dǎo)出等操作。

2.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

本系統(tǒng)相關(guān)的用戶和角色包括：

⑴ 管理員：統(tǒng)計分析場內(nèi)各類巡更管理數(shù)據(jù)，查看巡更情況；

⑵ 巡更員：對場內(nèi)的各個巡更點的情況進行核查。

2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計需要充分了解系統(tǒng)的需求，準(zhǔn)確表達數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，在能夠存儲和管理數(shù)據(jù)的情況下，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和一致性，通過主外鍵、非空、限制、惟一索引等保證數(shù)據(jù)的健壯性，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計在系統(tǒng)設(shè)計中很關(guān)鍵。

本系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫實體主要有“巡更線路”、“線路信息”、“巡更點信息”等。其中，巡更信息和線路信息是多對一的關(guān)系，每條巡更信息包含一個線路信息。巡更系統(tǒng)E-R圖如圖2所示。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 硬件設(shè)計

3.1.1 設(shè)備模塊設(shè)計

射頻收發(fā)模塊：RI-R6C-001A是針對非接觸IC卡讀寫的多協(xié)議收發(fā)芯片。它給用戶提供有效的數(shù)字接口，應(yīng)用十分方便快捷，此模塊采用曼徹斯特編碼方式。

主處理器與射頻模塊接口：RI-R6C-001A芯片若要運作正常，完成射頻閱讀器的功能，不但需要有外圍電路，而且還需要有控制器對其進行適當(dāng)?shù)目刂啤Ｔ诖嗽O(shè)計中選用了ARM微處理器作為控制器，ARM處理器有非常高的處理速度，精簡的指令集，能夠模擬RI-R6C-001A傳送數(shù)據(jù)的時序以及時鐘切換的時序。基于RFID的巡檢設(shè)備組成框圖如圖3所示。

3.1.2 信息鈕和采集器

巡更點信息鈕和采集器如圖4所示。

3.1.3 讀卡器硬件電路設(shè)計

天線電路設(shè)計：讀卡器內(nèi)的接收和發(fā)射射頻信號的天線使同非接觸式智能卡通信成為可能。天線主要作用是產(chǎn)生用于向應(yīng)答器提供電源并在讀寫器和應(yīng)答器之間傳送信息的磁通量。

對讀卡器天線的構(gòu)造有以下基本的要求：

⑴ 用于產(chǎn)生最大的磁通量中使天線線圈的電流最大；

⑵ 足夠的帶寬，以便無失真的傳送數(shù)據(jù)調(diào)制的載波信號；

⑶ 功率匹配，以便最大程度地利用磁通量的可用能量[9]。

3.2 軟件實現(xiàn)

⑴ 登錄管理模塊

輸入數(shù)據(jù)賬號和密碼，然后與后臺數(shù)據(jù)庫核對，如果正確則登錄系統(tǒng)，否則要求重新登錄。

⑵ 巡更點信息管理模塊

用來管理巡更點的基本信息，包括查看、查詢、添加、刪除、導(dǎo)出數(shù)據(jù)等。巡更點的信息包括編號、名稱、停車場編號等。

⑶ 巡更線路管理模塊

用來管理巡更線路的基本信息，包括查看、查詢、添加、刪除、導(dǎo)出數(shù)據(jù)等。巡更線路的信息包括編號、名稱、停車場編號等。

⑷ 巡更信息管理模塊

主要實現(xiàn)對POS手持機傳送過來的數(shù)據(jù)進行查看、導(dǎo)出數(shù)據(jù)等操作，是記錄巡更情況的模塊，其按照特定的巡更線路進行巡更。

4 結(jié)束語

電子巡更巡檢的產(chǎn)生能夠使管理者更有效地對車輛巡更進行管理。應(yīng)用RFID的電子巡更系統(tǒng)提高了管理水平，對巡檢人員的考核和監(jiān)控更加科學(xué)化，使得對巡邏巡檢人員無法準(zhǔn)確考核監(jiān)控的現(xiàn)象相對減少，同時也使得管理者對場地等信息的了解更加準(zhǔn)確，保障了企業(yè)的工作流程井然有序。此外，為了達到滿足各種場合的特殊考勤，我們通過系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定特定時間人員的考勤范圍、地點和方便記錄工作人員到達巡查點的時間及狀態(tài)信息，讓工作人員更加清楚地了解停車場的狀況。

目前，基于WM的公交停車場巡更系統(tǒng)雖較為完善，但在使用中仍會出現(xiàn)新的問題，需要我們不斷地鍛煉自己的實際開發(fā)能力，開拓思維能力，摸索最新技術(shù)，用于改進當(dāng)前系統(tǒng)。在不斷發(fā)現(xiàn)問題，解決問題中，系統(tǒng)會更加完善。在未來，公交停車系統(tǒng)一定會更加便利，能更好地為更廣大的市民服務(wù)。

參考文獻：

[1] 蔣利波，于明友.基于RFID技術(shù)的無線巡更管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2005.15（1）：52-53

[2] 楊橋富，高龍琴，倪厚強.基于射頻卡的保安巡更系統(tǒng)的研制開發(fā)[J].電子工程師，2005.2（3）：2-23

[3] 葛瀛龍，金凌.物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)在公交停車場管理系統(tǒng)中應(yīng)用研究[C].

第八屆中國智能交通年會學(xué)術(shù)委員會.第八屆中國智能交通年會優(yōu)秀論文集.工業(yè)出版社，2013.

[4] 朱兵，奚慧婷，黎飛鴻，王慰生.基于MLX90121多協(xié)議RFID收發(fā)器的巡更管理系統(tǒng)設(shè)計[J].電子設(shè)計應(yīng)用學(xué)報，2005.2（3）：2-23

[5] 王保泉，趙發(fā)明，駱乃趙.新型電子巡更系統(tǒng)的設(shè)計[J].南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2009.5（7）：16-22

[6] 郎為民.射頻識別（RFID）技術(shù)原理與應(yīng)用[M].機械工業(yè)出版社，2006.

[7] 孫丹.射頻識別技術(shù)在車輛信息采集系統(tǒng)中的應(yīng)用[D].南京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005.

[8] 梁海燕.無線電子標(biāo)簽手持終端的設(shè)計[D].南京理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2011.

[9] 傅曦，齊宇，徐駿.Windows Mobile手機應(yīng)用開發(fā)[M].北京人民郵電出版社，2005.