RFID射頻識別技術介紹

本文應用射頻識別（RadioFrequencyIdentification，RFID）技術，結合設置在路面的讀寫裝置、安裝在車輛上的射頻標簽，設計了一種LED路燈自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對LED路燈的智能開關，既能夠節(jié)約能源又可以有效減輕工作人員管理路燈系統(tǒng)的工作負擔。

與使用傳統(tǒng)光源（如高壓鈉燈、金鹵燈）的路燈相比，LED路燈具有無需預熱、耐頻繁開關、壽命長、抗震性好、光色好、無污染、適應的環(huán)境范圍廣及節(jié)能的優(yōu)勢，因此，國內(nèi)已有多個城市建成了LED路燈示范道路。但是，我國大多數(shù)城市特別是中小城市的路燈管理系統(tǒng)均采用鐘控、光控或較簡單的自動控制系統(tǒng)，在這種粗放的管理方式中，存在路面長時間無車而路燈仍處于開啟狀態(tài)的問題，不僅給道路照明造成很大能耗負擔，也與當前倡導的節(jié)能環(huán)保理念相違背。

1基于RFID的LED路燈智能控制系統(tǒng)組成結構

路燈控制系統(tǒng)由監(jiān)控中心服務器和RFID智能終端兩部分組成，二者之間采用無線網(wǎng)絡傳送加密后的數(shù)據(jù)和指令。監(jiān)控中心服務器由配置管理服務器、監(jiān)控中心數(shù)據(jù)庫和無線通信子系統(tǒng)三個部分組成。RFID智能終端由RFID讀寫器、智能控制、無線通信三個模塊組成，各個RFID智能終端的間隔距離根據(jù)道路限速確定（如限速60km的道路，通常為3km左右安裝1套，參見本文3.2節(jié)）。

智能照明設計：利用RFID射頻識別技術的LED路燈智能控制系統(tǒng)

2基于RFID的LED路燈智能控制系統(tǒng)主要功能

基于RFID的LED路燈智能控制系統(tǒng),其中在汽車上安裝車載RFID電子標簽，道路邊安裝帶有RFID讀寫器YXU1861的智能終端，交通管理部門中心機房安裝監(jiān)控中心服務器。除特殊情況下監(jiān)控中心服務器可以強制亮燈外，其他時段均可利用RFID智能終端來控制路燈的開啟和關閉，可以達到節(jié)約能耗和人力的目的。除此之外，本系統(tǒng)還具有集中控制與自動控制相結合、實時數(shù)據(jù)采集、關鍵數(shù)據(jù)保護、終端與監(jiān)控中心服務器互相認證、車輛跟蹤的功能。

（1）集中控制與自動控制相結合

通過中央控制和RFID控制相結合，系統(tǒng)提供靈活、方便、可靠的開關燈控制功能，監(jiān)控中心服務器自動執(zhí)行群控開關燈，也可全天候控制任一智能終端執(zhí)行開關燈，可隨意設置路燈的省電模式，也可對一年中的各類節(jié)假日進行開關燈設置。

（2）實時數(shù)據(jù)采集

智能終端將通過其作用范圍內(nèi)帶有RFID電子車牌的車輛數(shù)目、類型等參數(shù)通過無線信道發(fā)送回監(jiān)控中心，監(jiān)控中心配置管理服務器對這些數(shù)據(jù)加以分析、處理后，以直觀的圖形或表格形式提供給管理人員，為相關決策提供準確的依據(jù)。關鍵數(shù)據(jù)保護

智能終端有備用電池，以確保交流供電中斷后系統(tǒng)仍能正常運行。RFID智能終端的數(shù)據(jù)保存在FLASH中，保證數(shù)據(jù)不丟失以及保障系統(tǒng)同監(jiān)控中心全天候通訊。監(jiān)控中心配備UPS不間斷電源，保證主機正常運行和與智能終端之間的通訊。

智能照明設計：利用RFID射頻識別技術的LED路燈智能控制系統(tǒng)

（4）終端與監(jiān)控中心互相認證

監(jiān)控中心可以設定自己的系統(tǒng)命令密碼，智能終端只對符合密碼的命令接收和執(zhí)行，不符合密碼的命令被忽略，這樣可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，防止他人干擾。

（5）車輛跟蹤

當安裝了RFID電子標簽的被盜搶車輛經(jīng)過RFID智能終端時，RFID智能終端根據(jù)監(jiān)控中心更新的被盜搶車輛名單，及時反饋被查車輛經(jīng)過的路段、時間及其附近車輛信息等，監(jiān)控中心將上述信息及時傳送給警方，以便迅速中止犯罪行為。

3基于RFID的LED路燈智能控制系統(tǒng)工作流程

3.1核心處理流程

RFID智能終端向監(jiān)控中心服務器定時發(fā)送本機狀態(tài)；RFID智能終端讀寫器YXU1861不間斷掃描路面的RFID電子標簽信息，并記錄，然后根據(jù)得到的標簽信息進行處理；RFID智能終端將處理結果和RFID電子標簽信息上報到監(jiān)控中心服務器；監(jiān)控中心服務器根據(jù)具體業(yè)務類型來決定是否干預智能終端的動作或者向RFID智能終端發(fā)出指令。系統(tǒng)運行后，不間斷重復以上步驟，根據(jù)具體情況，隨時可以人工介入處理過程。

3.2車輛通過時路燈控制處理流程

RFID智能終端的讀寫器模塊不間斷掃描經(jīng)過車輛的RFID電子標簽信息，并記錄到本地數(shù)據(jù)庫；RFID智能終端的智能控制模塊根據(jù)得到的RFID電子標簽信息進行處理，并根據(jù)車輛當前情況判斷是否開啟路燈，如果車輛靜止，則不開啟路燈；如果車輛正常行駛，則將車輛行駛方向前方的一定范圍內(nèi)的路燈全部開啟，并設定持續(xù)點亮時間，每次開啟的路燈范圍和持續(xù)點亮時間根據(jù)道路情況設定，一般開啟范圍設定為限速行駛3min車程內(nèi)的路燈，路燈的持續(xù)點亮時間為2倍的行駛時間，以便能夠對慢速行駛的車輛提供照明，例如限速為60km，則智能終端開啟前方3km內(nèi)的路燈，持續(xù)點亮6min；對于滯留在禁停路段的車輛則定時上報其標簽和本機ID。

3.3車輛通過時追蹤處理流程

RFID智能終端實時更新盜搶車輛追蹤名單，并記錄到本地數(shù)據(jù)庫，并對被盜搶車輛的標簽自動啟動追蹤處理，實時向監(jiān)控中心服務器發(fā)送該車輛的行使信息和本機ID；監(jiān)控中心服務器將被追蹤車輛的信息發(fā)送給該RFID智能終端相鄰的智能終端，以便及時調(diào)整讀寫器天線參數(shù)，更好地追蹤該車輛；當被追蹤車輛靜止時，智能終端定時向監(jiān)控中心服務器上報該車輛信息和本機ID，以便監(jiān)控中心即時確定車輛具體地理位置。

RFID智能終端與監(jiān)控中心服務器持續(xù)交換信息，包括更新追蹤名單、上報標簽信息、執(zhí)行監(jiān)控中心服務器的指令并返回執(zhí)行結果，二者之間所有交互信息都有應答，消息全部采用加密方式，每次會話都經(jīng)過雙方相互認證的過程；RFID智能終端在口令修改和程序遠程升級時會中斷其他業(yè)務處理，但不停止本機狀態(tài)信息向監(jiān)控中心服務器的傳送。

4結論

基于LED光源的光效優(yōu)勢和RFID射頻識別技術的先進性，本文設計了一種LED路燈管理控制系統(tǒng)。它與傳統(tǒng)路燈控制系統(tǒng)相比具有功能強大、節(jié)約能源、便于安裝、維護方便以及節(jié)省人力等優(yōu)點，對路燈照明可以實現(xiàn)智能化管理控制。在已經(jīng)實施RFID射頻識別技術進行路橋收費的城市采用本文路燈管理控制系統(tǒng)，可以在原有車輛標簽基礎上擴展應用，實現(xiàn)一種標簽多種用途。應用RFID射頻識別技術的路燈控制系統(tǒng)不僅在道路照明方面可以節(jié)約能耗，更在年費管理、套牌車稽查、盜搶車輛定位等領域擁有廣泛的應用前景。