隨著物聯(lián)網(wǎng)的應用和發(fā)展，特別是RFID技術的廣泛應用，對人們的工作和生活都產(chǎn)生了不同程度的影響，也為各行各業(yè)強化管理提供了多種一體化的解決方案。本文主要從業(yè)務需求、技術實現(xiàn)、功能開發(fā)等方面介紹了射頻識別技術在浙江內河船舶管理中的應用，供大家探討。

　　1 系統(tǒng)概述

　　浙江是水運大省，全省內河航道近千條，航道里程一萬多米，擁有京杭運河、杭申線、長湖申線、乍嘉蘇線、杭湖錫線、六平申線、錢塘江等干線航道，內河營運船舶數(shù)量常年保持在三萬以上，船舶數(shù)量多，管理面廣、量大。基于這一背景，浙江內河船舶綜合監(jiān)管系統(tǒng)便應運而生，該系統(tǒng)主要通過RFID技術的應用，全面對船舶實施自動識別和動態(tài)化綜合監(jiān)管。

　　2 系統(tǒng)設計

　　2.1系統(tǒng)架構

　?。ǎ保┚W(wǎng)絡結構
　　系統(tǒng)網(wǎng)絡結構主要由市級監(jiān)控中心和現(xiàn)場監(jiān)控點組成，其網(wǎng)絡架構圖如下圖所示： 

圖1 船舶監(jiān)管自動識別網(wǎng)絡架構圖

　?。ǎ玻┫到y(tǒng)數(shù)據(jù)采集
　　船舶識別通過船載RFID標簽、讀卡器、傳輸網(wǎng)絡和后臺船舶綜合數(shù)據(jù)庫共同完成，數(shù)據(jù)采集傳輸流程如下圖所示： 

圖２ 船舶識別數(shù)據(jù)采集流程圖

　　2.2 系統(tǒng)組成
　　浙江內河船舶綜合監(jiān)管系統(tǒng)主要由電子標簽、射頻讀頭和管理系統(tǒng)等組成，系統(tǒng)組成圖如下： 

圖３ 船舶識別系統(tǒng)組成圖

　　2.2.1 船載RFID電子標簽

　　船載電子標簽根據(jù)管理需求由廠家定制，并設計了唯一的ID號，該ID號可以通過RFID船載電子標簽管理系統(tǒng)與船舶參數(shù)信息綁定。用戶使用時，船載電子標簽應安裝在船舶指定位置，標簽ID號就是船舶身份證，再通過航道讀卡器和船載電子標簽來進行船舶識別，實時采集船舶數(shù)據(jù)。

　　2.2.2 航道RFID讀卡器

　　航道讀卡器作為船載電子標簽的數(shù)據(jù)采集設備，主要用于采集過往船舶的ID信息，并通過有線或無線數(shù)據(jù)通信方式上傳數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)采集服務器。船載電子RFID標簽與航道RFID讀頭通訊采用國家無線電管理委會批準的，廣泛應用于交通、工業(yè)、醫(yī)療等行業(yè)的2.4G頻段。

　　2.2.3 數(shù)據(jù)采集服務器控制系統(tǒng)

　　航道讀卡器通過VPN/VPDN接入數(shù)據(jù)采集服務器，數(shù)據(jù)采集服務器控制系統(tǒng)負責接收多個航道讀卡器的數(shù)據(jù)，并把服務器接收到的數(shù)據(jù)進行預處理、數(shù)據(jù)庫存儲和數(shù)據(jù)發(fā)布，最后提供給相關系統(tǒng)應用。

　　2.2.4 航道讀卡器管理系統(tǒng)

　　航道讀卡器管理系統(tǒng)主要負責航道讀卡器基本信息和部署信息的管理，確保所有讀頭能正常在線，對不在線的系統(tǒng)會提示報警，及時發(fā)現(xiàn)和診斷航道讀卡器的設備故障。

　　2.2.5 船載電子標簽管理系統(tǒng)

　　船載電子標簽管理系統(tǒng)主要負責船載電子標簽的發(fā)卡、回收、掛失、注銷、采購、分配、調配、接收等管理，嚴格RFID標簽卡的管理工作。

　　2.3 RFID電子標簽設計

　　船載電子標簽的外殼設計為長方體，尺寸為70cm*50cm*0.5cm，正面印有代表標簽ID的編號及標簽生產(chǎn)日期，背面為3M膠。考慮到船舶管理的實際應用，我們將標簽分為了長期卡和臨時卡，并以顏色來進行區(qū)分，將長期卡外表顏色設計為灰白色，臨時卡的外表顏色設計為黃色?；野咨灰孜仗柟鉄崃?，有利于提高卡的壽命，而黃色作為警示色便于提醒用戶預防丟失。

圖４ 電子標簽設計樣圖

　　2.4 船載RFID標簽安裝

　　根據(jù)專業(yè)人員現(xiàn)場多次安裝測試和總結分析，RFID電子標簽一般安裝在船舶駕駛艙前擋風玻璃內側右上方識別率較高，工作情況良好、穩(wěn)定。其安裝位置如圖所示： 

圖５ 電子標簽安裝圖

　　3 系統(tǒng)主要功能

　　3.1 船舶實時數(shù)據(jù)采集功能

　　船舶實時數(shù)據(jù)的采集主要通過航道讀卡器和船載電子標簽共同實現(xiàn)。航道讀卡器通過對船載電子標簽定時發(fā)送的ID信息進行船舶識別，實時采集船舶數(shù)據(jù)。

　　3.2 船舶實時數(shù)據(jù)處理功能

　　船舶RFID數(shù)據(jù)的采集與處理分別通過數(shù)據(jù)接收、解析、預處理、和存儲組件來完成。數(shù)據(jù)接收組件負責多個航道讀卡器的并發(fā)和雙向通信；數(shù)據(jù)解析組件負責航道讀卡器與數(shù)據(jù)采集服務器間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議解析；數(shù)據(jù)預處理組件負責對大量RFID數(shù)據(jù)的去噪聲和去重復，過濾掉不符合規(guī)范的RFID數(shù)據(jù)，減少RFID數(shù)據(jù)的量，以航次（船舶航行經(jīng)過固定地點的次數(shù)）為標準，記錄和發(fā)布RFID船舶動態(tài)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)存儲組件負責RFID船舶動態(tài)數(shù)據(jù)的存儲、查詢、備份等功能。

　　3.3 船舶實時數(shù)據(jù)監(jiān)管功能

　　通過船載電子標簽實現(xiàn)了船舶營運狀態(tài)的數(shù)據(jù)自動采集，并與后臺船舶數(shù)據(jù)中心一一匹配，檢索船舶相關數(shù)據(jù)信息對船舶實施綜合監(jiān)管、自動預警。初步實現(xiàn)了船舶的定點定位跟蹤管理和船舶通行免停船檢查，提高了船舶通行率，大大方便了船主。

　　4 總結與展望

　　近年, RFID技術在國際上被廣泛應用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化、交通運輸控制管理等領域，在我國，由于這方面技術起步較晚，大規(guī)模的生產(chǎn)應用也剛剛起步；RFID技術在浙江內河船舶綜合監(jiān)管中的應用也只是做了一些有益的探索，對船舶自動識別起到了很好的效果。RFID技術在內河船舶管理中的不斷深入應用其意義重大，也必將在提升船舶管理效益和管理水平方面起到積極的作用，尤其在實現(xiàn)船舶信息采集、船舶自動化監(jiān)管、不停航檢查、不停船收費、船舶證書防偽等方面應用前景廣闊。