北斗衛星及RFID在隧道中的通信技術及應用

鐘東潘紅兵沈華飛

（1. 南京長江隧道有限責任公司，江蘇南京 210061；2.江蘇北斗衛星應用產業研究院有限公司，江蘇南京 210061）

北斗衛星及RFID在隧道中的通信技術及應用

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（1. 南京長江隧道有限責任公司，江蘇南京 210061；2.江蘇北斗衛星應用產業研究院有限公司，江蘇南京 210061）

介紹北斗衛星及RFID定位在隧道中的通信技術原理和關鍵技術以及應用，北斗衛星導航系統應用前景十分廣闊。比如，在車輛安裝北斗衛星定位終端、RFID讀寫器、RFID天線，當車輛在隧道外行駛，可以通過北斗衛星定位系統對車輛進行定位，隧道內使用RFID分體機設備，通過讀取隧道內RFID標簽，進行輔助定位。

北斗定位 RFID讀寫 通信技術應用

1　前言

典型的隧道中的位置服務（Location Based Services， LBS）包括對人員/車輛的位置獲取，人員考勤，安全管理等。

全球定位系統（Global Positioning System， GPS）或北斗定位系統是迄今應用最為成功的定位系統，它通過北斗/GPS衛星信號接收機捕獲、測量來自在軌衛星的廣播信號，可以在全球范圍提供高精度、全天候的連續定位能力。但在隧道和室內、高樓密布的城區等信號遮擋嚴重的密集環境中，由于接收機捕獲不到足夠強度的衛星信號，北斗/GPS的定位質量難以得到保證甚至無法完成定位，使其可用性受到嚴重制約。

針對隧道復雜的隧道內外環境下的定位和安全管理需求，提出一套基于北斗+RFID的位置定位管理系統，對隧道內移動的車輛提供相對準確的定位。系統基于北斗衛星定位標準協議，適用于隧道外的車輛人員定位。隧道內使用RFID分體機設備，通過讀取隧道內RFID標簽，進行輔助定位。

2　北斗+RFID定位通信特點

北斗+RFID定位方式具有以下特點：

2.1北斗衛星定位系統解析

北斗衛星定位系統由空間段、地面段和用戶段三部分組成，可在全球范圍內全天候、全天時提供高精度、高可靠定位、導航、授時服務，并具短報文通信能力，定位精度10米，測速精度0.2米/秒，授時精度10納秒。

2.2RFID輔助定位特點

RFID讀寫器每隔1秒發射一次射頻信號，讀取標簽信息，讀取時間維持100毫秒，讀寫器會讀取前方所能讀到的所有標簽編號信息，并根據讀到的信號強度計算車輛所讀到的標簽編號。當讀寫器讀取到標簽編號，編號信息通過車載主機上傳到平臺，平臺匹配經緯度坐標，在管理平臺顯示位置信息。

2.3RFID標簽編碼規則

RFID標簽采用EPC編碼作為唯一標識碼，其編碼由16位數字組成，具體如下：

字母E（1位） + 發卡日期（6位） + 隧道代碼（2位） + 方向代碼（1位）+ 岔路標記符（1位）+ 組別號（3位）+ 單張號（2位）。

2.4其通信過程中干擾因素和制約因素

北斗衛星定位除了隧道內不能接收到衛星信號，還易受天氣等環境因素的影響。RFID讀寫器在讀取標簽的過程中，容易受到讀寫器角度、標簽的距離、讀寫過程中是否被遮擋等因素的影響。

3　北斗衛星+RFRD定位技術原理

北斗衛星定位終端，對車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其他狀態信息進行記錄、存儲并可通過接口實現數據的輸出。集成有北斗定位模塊和GPRS/CDMA通信模塊，可以通過GPRS/CDMA上傳數據信息。RFID讀寫器讀取到的標簽信息通過串口同步傳輸到北斗衛星定位終端，再由GPRS/CDMA通道上傳數據信息。

通過射頻識別技術。又稱電子標簽。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。

4　應用

北斗衛星導航系統應用前景十分廣闊。比如，在車輛安裝北斗衛星定位終端、RFID讀寫器、RFID天線，當車輛在隧道外行駛，可以通過北斗衛星定位系統對車輛進行定位。當車輛在隧道內行駛，讀寫器發射射頻信號，讀取標簽信息，當讀寫器讀取到標簽編號，編號信息通過車載主機上傳到平臺，平臺匹配經緯度坐標，在管理平臺顯示位置信息，實現車輛在隧道內的定位。實現對車輛的行駛速度、停車時間、駕駛時間等的監控。有效提高車輛的監控管理效率。

目前城市的道路建設中越來越多的采用隧道的方式，隧道類型涵蓋江底隧道、市內湖底隧道、快速路隧道、穿山隧道等。北斗衛星定位及RFID輔助定位系統可以得到廣泛的復制推廣，建立標桿項目。

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鐘東（1971—），男，江蘇南京人，工作單位：南京長江隧道有限責任公司，職務：總經理，研究方向：北斗衛星在長江隧道的應用。