基于RFID的沥青混合料运输信息系统的设计.doc

基于RFID混合料运送信息系统设计唐建亚 徐慧（江苏中路信息科技有限公司，南京，210000）摘要：沥青路面施工过程中，混合料运送是施工前、后场联系衔接。本文设计了一种基于RFID技术混合料运送信息系统，结合RFID通信采集、3G传播及计算机软件技术，对混合料运送车辆牌照、运送开始与结束时间、摊铺桩号实现监控，实现了混合料运送开始时间、摊铺时间、摊铺桩号采集，为沥青路面质量溯源提供了根据，实现了混合料运送过程量化记录。核心词：RFID；混合料运送；信息系统；质量溯源基金：吉林省交通科技项目（-4-1-8）近年来，沥青路面智能管控技术逐渐得到推广应用，其中混合料生产监控系统推广应用相对早，其实现了混合料生产过程质量实时在线监控参照文献李鞭焕，苏子兴等，热拌沥青混合料实时监控系统在云南昭会高速应用J.公路交通科技（应用技术版）,(7),92-94.2魏宏云,谢文斌,周卫峰,李源渊.基于物联网道路路面施工质量实时监控系统研究J.公路交通技术,01:6-10.。但从质量溯源角度出发，道路工作者还需要理解拌合监控混合料，详细铺筑工程桩号，或是可依照工程桩号能溯源至混合料拌合质量。本信息系统以混合料运送过程为研究对象，以为普通公路工程施工相对封闭，运送车辆相对固定、运送路线相对固定，重点研究应是何时生产混合料，何时到达摊铺现场，且摊铺至详细哪一种工程桩号。设计了基于RFID射频辨认技术混合料运送信息系统，实现了混合料运送过程监管，且可结合混合料生产监管系统，溯源至该车混合料生产信息数据，使工程质量管控更为精细，实现不同施工环节数据共享3强茂山,杨亮,邓焕彬.高速公路建设项目集成化管理评价体系J.清华大学学报:自然科学版,50(9):1369-1373.4王猛.基于RFID车间制造信息管理系统研究与开发D.南京航空航天大学,.5黄玉兰.物联网射频辨认(RFID)核心技术详解M.人民邮电出版社,.6李文清,李思李,何璐,王同,孙涛. 基于RFID水泥混凝土路面质量安全溯源系统研究J. 公路交通科技(应用技术版),08:114-117.7唐建亚，张志祥等，一种沥青混合料运送时间周期采集测试办法P.中华人民共和国专利：ZL10360549.8,-08-03.。一 RFID概述（一） RFID技术简介RFID（Radio Frequency Identification），即无线射频辨认技术。它是以无线电波为载体，无需人为接触或者瞄准，可以在各种恶劣环境下工作一种自动辨认技术4。它通过电磁场进行数据和信息读取，具备很大优势，如体积小、容量大、辨认速度快、安全性强、自动化限度高、可同步辨认各种目的、使用寿命长等。随着集成电路发展，RFID技术成本不断减少，当前被广泛应用于各个行业，如货品销售、图书馆管理、材料流通、自动收费或辨认车辆身份系统及公司生产等。（二）RFID工作原理RFID基本构成某些有3个，分别为电子标签（Tag）、阅读器（Reader）和天线。其工作原理如图1所示。图1 RFID工作原理当阅读器发出某一射频信号，电子标签进入该区域时产生电流从而获得能量，以载波信号形式将标记电子标签唯一产品信息发送给阅读器，阅读器读取信息并发送到服务器端进行数据分析和解决。二 基于RFID混合料运送信息系统设计（一） RFID设备定型选取本系统所采用电子标签为ISO18000-6C合同，工作频率为超高频率915MHz，辨认距离为3-5米，以保证运送车辆与摊铺机进行对接卸料时，记录精确摊铺时间与桩号。电子标签采用ABS塑料外壳、环氧树脂胶进行封装，以适应高温、淋雨等复杂使用环境。电子标签采用无源标签，即不需要电源，使安装更为以便，且也许减少有效期间维护工作量。电子标签分别安装于混合料运送车辆驾驶室侧厢、尾厢位置，便于在施工前、后场阅读器接受信息。本系统所采用阅读器同样采用ISO18000-6C空中接口合同，工作频率为超高频800-1000MHz，分别安装于拌合后场出料口或磅房位置，施工前场摊铺机械上。阅读器连接3G或4G无线通信模块，与中心服务器通信。此外，为获取混合料摊铺工作桩号，本系统在前场摊铺机械上安装RTK-GPS定位设备，测量摊铺机平面坐标信息数据，并依照工程独立坐标与WGS84坐标体系转换关系，获得摊铺机械厘米级工程桩号。（二） 信息数据传播流程沥青混合料运送系统采用自动辨认RFID技术，以3G或4G通讯网络为载体，有效地监控车辆运送时间及其运送周期，准拟定位每车混合料摊铺桩号，从而实现路面施工质量溯源。现场数据采集与通信传播流程见图2所示。图2 信息数据传播流程RFID与系统服务器传播方式重要通过Web服务来进行互相联通，重要如下几种环节：1）提供Web服务系统一方面依照需求制定服务程序，以及服务对外访问地址和接口；2）应用系统组织好需要上传信息，通过Web服务发布地址以及交互API接口函数规定，把数据发送给接受方；3）接受方收到数据后进行有关解决，同步会返回给应用系统与否传播成功和解决后需返回数据。（三） 软件数据库设计本系统重要采用游览器/服务器（B/S）构造设计。由于系统中涉及到车辆信息管理、车辆进出场时间管理等，选取MySql作为该系统数据库。系统界面使用MVC模式、Java编程语言等进行设计。其中涉及混合料运送数据表涉及：车辆信息表（vehicleInfo）、RFID阅读器表（readerInfo）、GPS定位表（gpsInfo）。车辆信息表（vehicleInfo）是记录车辆车牌号和标签号。车辆编号与车辆标签编号是唯一相应关系，这样阅读器读取标签编号时，系统才干精确无误地判断是哪个车牌号车辆，设计如表1所示。表1 车辆信息表（vehicleInfo）字段名称字段类型字段描述idnametagIdintvarchar(32)int车辆编号车辆车牌号车辆标签编号RFID阅读器表是记录阅读器位置、读取标签编号以及阅读器检测到标签时时间。RFID阅读器和电子标签是一对多关系，一种阅读器可以读取各种电子标签，与车辆信息表通过tagId字段关联，其字段设计如表2所示。表2 RFID阅读器表（readerInfo）字段名称字段类型字段描述readIdreadPlacetagIdtimeintvarchar(50)intdatetime阅读器编号阅读器安装位置标签编号检测到标签系统时间三 工程应用效果本运送信息系统，可应用于水稳混合料、沥青混合料运运送监管，在江苏江广改扩建、江西昌宁高速等工程项目上进行了应用。采用ABS塑料外壳、环氧树脂胶封装后电子标签，分别安装于驾驶室侧厢及尾厢位置。当混合料运送车在拌合后场完毕装料，开始运送时，安装电子标签车辆进入RFID阅读器读取范畴，阅读器将读取到标签ID通过无线通信模块传播至系统数据库中。图3 运送车电子标签安装位置图4 拌合后场RFID阅读器安装位置当运送车辆向摊铺机内卸料时，安装于运送车尾厢上电子标签，与摊铺机上阅读器距离在3-5米辨认范畴内，安装于摊铺机上控制主机将RFID电子标签ID、摊铺机定位坐标等信息传播至系统数据库中。图5 摊铺前场RFID阅读器安装位置图6 安装于摊铺机上定位设备信息系统通过标签tagId匹配，计算获得车辆牌照、运送开始时间、摊铺开始时间、摊铺结束时间、摊铺开始桩号、摊铺结束桩号，由此实现了混合料运送全过程监管，成为质量溯源根据。图7 通过信息系统可查询车辆运送全过程信息通过运用本信息系统可实现混合料运送全过程监管，通过工程桩号查询至混合料运送开始时间，并结合混合料拌合生产监管系统，实现任一工程桩号混合料拌合参数质量溯源。同步还可进行混合料运送时间周期控制，若水稳混合料或沥青混合料超过施工组织方案中规定运送时间周期，可实时向工程管理人员进行预警信息推送，防止超过水泥初凝时间水稳混合料，或温度过低沥青混合料铺筑于路面，从而可保证路面施工质量。四 结论本运送信息系统基于RFID技术，对混合料运送过程进行数据采集、监管。实现后场拌合、运送、前场摊铺施工各环节间数据共享，使沥青路面施工前、后场衔接联系更为紧密，其对于提高沥青路面施工质量、提高工程管理效率等方面有着积极意义。且RFID采集技术成本低、标签易安装、信息传播高速，使得本运送信息系统具备较强推广价值。作者简介：唐建亚（1983.9-），男，江苏盐城人，工程师，重要从事工程领域信息化系统方面研究。E-mail：。地址：南京市江宁区胜利路89号，紫金研创中心4号楼503室邮编：210000电话：