铁路车号识别系统
UHF读写器
 
 
 

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射频识别技术在红外线中的应用

一、   射频及射频识别技术

射频简称RF射频就是射频电流,它是一种高频交流变化电磁波的简称。电磁波频率高于100khz时,电磁波可以在空气中传播,并经大气层外缘的电离层反射,形成远距离传输能力,我们把具有远距离传输能力的高频电磁波成为射频,英文缩写:RF

射频识别技术是目前国际上迅速发展起来的一项新技术,其英文名称为 Radio Frequency Identification ,简称RFIDRFID利用射频术实现对物体的自动识别。该项技术的基本思想是通过采用一些先进的技术手段,实现人们对各类物体或设备(人员、物品)在不同的状态(移动、静止或者恶劣环境)下的自动识别和管理。

二、RFID组成及工作原理

    RFID系统的组成一般至少包括两个部分:⑴电子标签 ⑵阅读器。电子标签是射频识别系统的数据载体,电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。依据电子标签供电方式的不同,电子标签可以分为有源电子标签(Active tag)、无源电子标签(Passive tag)和半无源电子标签(Semi—passive tag)。依据频率的不同可分为低频电子标签、高频电子标签、超高频电子标签和微波电子标签

射频识别系统工作原理非常类似于雷达系统。当阅读器(或称为读出器)向电子标签发射电磁波查询信号时,电子标签会将部分电磁波能量转换成直流电源供标签电路工作,并将储存的数据信息调制到电磁波信号上反射回阅读器,阅读器接收处理反射信号即得到标签数据信息。如图1所示:

                  

电子标签

天线

阅读器

 

                                      1

 

三、RFID在红外线中的应用

随着科学技术进步发展,网络技术得到了广泛的普及应用,铁路全线也已经完成了信息网络管理工程,实现了全路联网。红外线轴温探测系统的所有信息都被汇集到铁道部查询中心,并且在各铁路局形成星形拓扑网络,授权人员可以在任何地方通过网络及时快速的获取全路红外线轴温探测系统采集到的信息。

在这种大环境影响下,RFID与红外线技术的结合也日趋紧密,RFID在铁路安全生产中的作用也日益突出。为了实现铁路列车在全路联网的准确定位和识别,采用射频识别技术的车号智能跟踪装置应运而生。铁路号射频自动识别系统可实时准确地识别铁路机车车号,车辆车号、集装箱编码及相关信息等。自动采集车辆信息,来提高热轴预报准确率,保证列车及轴温的全程跟踪,是实现对车辆实时跟踪管理的关键设备。

下面以已在铁路系统中推广应用的铁路车号自动识别系统为例说明射频识别技术在红外线中的良好应用。

1、铁路车号自动识别系统基本组成和作用

铁路车号自动识别系统采用的是无源微波反射调制技术,基本系统组件包括:电子标签、电子标签编程器(用于向电子标签内以有线方式写入机车、车辆的识别信息,即车次、车号信息)和地面读出装置。

电子标签是系统中最基本的部分,采用无源设计方案,是一种非接触式的自动识别技术,它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据,相当于货车(机车或车辆)的“身份证”。每个电子标签内除写有车辆的车次、车号信息外,还写有其它一些属性信息,这些信息对分布在铁路沿线的红外线轴温探测设备来说,也是一种重要的信息源。

地面读出装置由安装在轨道间的地面天线、车轮传感器及安装在探测机房的RF微波射频装置、读出计算机(工控机)等组成。

车号自动识别系统可以自动获取机车、车辆信息,实时准确地识别铁路机车车号,车辆车号。另外与红外线轴温探测设备的结合还可以实现自动计轴判辆。

2RF射频装置和微波组件

在铁路车号自动识别系统中,RF射频装置和微波组件都很好地结合利用了RFID射频识别技术。

    RF射频装置的功能是产生微波信号和接收处理标签反射回的已调微波信号并解调出数据信息。当RF射频装置接收到读出计算机下达的命令后,开启天线,通过天线向外界发射微波信号,同时接收天线返回的带有标签数据信息的已调信号,经放大、滤波,解调然后送到读出计算机进行下一步的处理。

3RFID射频识别技术在工作过程中的应用

实际应用中   铁路车号自动识别系统与红外线轴温探测系统相结合,不仅能够准确识别车号、车次,还能够实现标签定位、计轴判辆。布局示意图如图2所示:

  

             

 

                                       2

其工作过程是一个自动启动,自动传输的过程。具体如下:当有列车经过,车轮压过1#开机磁钢(车轮传感器)时,车号自动识别系统(以下简称AEI)感知这一变化,启动射频功放模块经天线辐射出微波信号,设备进入准备接车状态,列车到达天线上方时,若车底装有标签,AEI会接收标签信息。AEI还会根据2#3#开关门磁钢信息完成计轴判辆工作。当列车经过后,AEI设备关闭射频功放模块,将收到的标签信息和计轴判辆结果等形成标准的AEI报文,然后将报文送入车站机房的CPS集中管理系统。如果AEI设备带有GPRS装置,还可以将报文发送到指定的服务器。如图3所示:

                  

                                   3

    从以上RF射频技术在   车号自动识别系统中应用的例子不难发现,RF射频技术是自动获取机车、车辆信息;实时准确地识别铁路机车车号、车辆车号的基础,对于辅助红外线轴温探测、高质量地实现列车运行的全程跟踪、热轴的准确预报都起到了十分重要的作用。

RFID技术的发展前景

RFID直接继承了雷达的概念,并由此发展出一种生机勃勃的AIDC新技术—RFID技术。2001以来,随着整个社会信息化水平普遍提高,标准化问题日趋为人们所重视,RFID技术的理论得到丰富和完善,RFID技术及其应用正处于迅速上升的时期,被业界公认为是本世纪最具潜力的技术之一,它的发展和应用推广将是自动识别行业的一场技术革命。

  采用RFID技术以后,铁路车辆管理系统实现了统计的实时化、自动化,提高了管理的信息化水平,取得了明显的经济和社会效益。这种分散检测,集中报警,网络运行,远程监控,信息共享的防范、预警体系,极大地提高了车辆的保安能力,在铁路安全生产中发挥了巨大的作用.


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