馬興成

哈爾濱工程大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，黑龍江哈爾濱150001

為確保城市公交車的行車安全，公交公司要求車輛每天必須到檢測(cè)場(chǎng)進(jìn)行車況檢查，以發(fā)現(xiàn)并排除車輛的事故隱患。傳統(tǒng)的檢查方法是人工記錄回場(chǎng)車輛，最后檢測(cè)場(chǎng)再進(jìn)行人工統(tǒng)計(jì)。這種方法不但工作強(qiáng)度大，而且存在漏簽和非法替簽等現(xiàn)象。所以只有通過先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，才能切實(shí)落實(shí)安全管理制度。本系統(tǒng)采用先進(jìn)的射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)和軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化管理，具有以下特點(diǎn)：1）車輛自動(dòng)識(shí)別；2）自動(dòng)生成各類統(tǒng)計(jì)報(bào)表；（3）自動(dòng)通過電子郵件方式傳輸數(shù)據(jù)。通過用戶2年多實(shí)際運(yùn)行，效果理想，具有推廣價(jià)值。

1 系統(tǒng)概述

射頻標(biāo)簽也稱電子標(biāo)簽，是一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它的特點(diǎn)是可進(jìn)行遠(yuǎn)距離識(shí)別，且具有廣泛的應(yīng)用前景，如物流和倉儲(chǔ)管理、智能停車場(chǎng)管理、路橋收費(fèi)、生產(chǎn)線管理、產(chǎn)品防偽檢測(cè)等。本系統(tǒng)是作者為某城市公交公司設(shè)計(jì)的車輛回場(chǎng)檢查管理系統(tǒng)，通過在每臺(tái)公交車車窗上貼上惟一標(biāo)識(shí)該車輛的射頻標(biāo)簽，當(dāng)車輛進(jìn)入檢查站時(shí)就會(huì)被自動(dòng)識(shí)別，并記錄下該車輛的回場(chǎng)時(shí)間，這其中就采用了射頻識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)車輛識(shí)別。該系統(tǒng)由個(gè)人計(jì)算機(jī)、遠(yuǎn)距離電子標(biāo)簽讀寫器、軟件系統(tǒng)組成。標(biāo)簽識(shí)別程序模塊以SRR101型UHF型遠(yuǎn)距離電子標(biāo)簽讀寫器進(jìn)行設(shè)計(jì)。電子標(biāo)簽讀寫器的主要技術(shù)參數(shù)是：1）工作頻率：國(guó)標(biāo)（920～925 MHz）、美標(biāo)（902～928 MHz）或定制其他頻段跳頻或定頻工作；2）讀卡距離：識(shí)別距離調(diào)整范圍為1～12 m；3）讀卡時(shí)間：?jiǎn)螛?biāo)簽64位ID 號(hào)讀取時(shí)間＜6 ms；4）接口方式：RS232、RS485、Wiegand26；5）標(biāo)簽類型：ISO18000－6B、ISO18000－6C（EPC GEN2）；6）工作方式：主從工作方式、定時(shí)工作方式、觸發(fā)工作方式。本系統(tǒng)個(gè)人計(jì)算機(jī)與電子標(biāo)簽讀寫器之間通過RS232串口連接。軟件系統(tǒng)由應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫組成。軟件系統(tǒng)自動(dòng)生成車輛回場(chǎng)報(bào)表，通過寬帶網(wǎng)絡(luò)以電子郵件方式將報(bào)表數(shù)據(jù)信息上傳到上級(jí)管理部門。

2 系統(tǒng)功能

管理系統(tǒng)的功能包括：基礎(chǔ)信息維護(hù)、當(dāng)班車輛設(shè)置、車輛回場(chǎng)記錄、報(bào)表生成，數(shù)據(jù)上報(bào)、數(shù)據(jù)管理等，系統(tǒng)功能圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能圖

基礎(chǔ)信息維護(hù)內(nèi)容包括單位信息、車隊(duì)信息和車輛信息。當(dāng)班車輛設(shè)置是確定當(dāng)日應(yīng)該回場(chǎng)的車輛，可自動(dòng)從前一日繼承，也能手工設(shè)置和修改。車輛回場(chǎng)記錄是通過射頻識(shí)別自動(dòng)獲取車輛回場(chǎng)的車號(hào)和回場(chǎng)時(shí)間，支持人工錄入。報(bào)表生成根據(jù)當(dāng)班車輛信息和車輛回場(chǎng)記錄自動(dòng)生成Excel格式的回場(chǎng)檢查日?qǐng)?bào)明細(xì)表、匯總表和月匯總表。數(shù)據(jù)上報(bào)功能實(shí)現(xiàn)通過電子郵件將Excel表格上傳到管理部門。數(shù)據(jù)管理包括數(shù)據(jù)備份、恢復(fù)等。還有其他如用戶管理、設(shè)備參數(shù)設(shè)置等。

按照上述功能的要求，在管理數(shù)據(jù)庫中設(shè)計(jì)的表格包括：車輛單位（單位名稱、車場(chǎng)名稱、單位代號(hào)、系統(tǒng)代號(hào)、車場(chǎng)級(jí)別），車輛（序號(hào)、隊(duì)別、車號(hào)、自編號(hào)、標(biāo)簽號(hào)），隊(duì)別（序號(hào)、隊(duì)別、包含路別），當(dāng)日班次（隊(duì)別、車號(hào)、自編號(hào)、路別、當(dāng)日班次、日期），車輛回場(chǎng)記錄（序號(hào)、回場(chǎng)日期時(shí)間、標(biāo)簽號(hào)、車號(hào)、自編號(hào)、路別、數(shù)據(jù)采集方式、車輛存在問題），回場(chǎng)檢查日?qǐng)?bào)（序號(hào)、日期、隊(duì)別、車號(hào)、自編號(hào)、路別、當(dāng)日班次、是否回場(chǎng)、回場(chǎng)時(shí)間、車輛存在問題、備注），回場(chǎng)檢查日匯總（序號(hào)、日期、車隊(duì)、應(yīng)查數(shù)量、實(shí)查數(shù)量、回場(chǎng)檢查率、未回場(chǎng)車輛明細(xì)、存在問題車輛），串口與設(shè)備（串口、天線功率、蜂鳴器狀態(tài)），用戶（用戶代碼、姓名、口令、權(quán)限），郵箱設(shè)置（發(fā)件人郵箱、SMTP主機(jī)、帳號(hào)、密碼、收件人、郵件標(biāo)題）。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 開發(fā)工具與數(shù)據(jù)庫的選擇

開發(fā)工具采用Borland Delphi 7.0，它是Windows環(huán)境下最優(yōu)秀的快速應(yīng)用開發(fā)工具，是基于組件技術(shù)的可視化開發(fā)集成環(huán)境，完全支持面向?qū)ο蠹夹g(shù)，在數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方面表現(xiàn)出眾。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用Microsoft Access 2003數(shù)據(jù)庫，它是被廣泛使用的一種桌面型關(guān)系數(shù)據(jù)庫，使用方便，便于系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫移植和維護(hù)。Delphi中對(duì)數(shù)據(jù)庫的訪問使用先進(jìn)的ADO組件，與數(shù)據(jù)庫的連接采用ODBC技術(shù)。

3.2 車輛回場(chǎng)檢查管理程序設(shè)計(jì)

車輛回場(chǎng)檢查管理程序包括登錄窗口、主窗口、各種信息維護(hù)窗口、記錄回場(chǎng)車輛窗口、統(tǒng)計(jì)報(bào)表窗口、數(shù)據(jù)上傳窗口等。車輛維護(hù)窗口是重要的1個(gè)信息維護(hù)窗口中，界面如圖2所示。圖中標(biāo)簽號(hào)為96位二進(jìn)制信息，為便于閱讀，以十六進(jìn)制顯示，字節(jié)中間插入空格。

圖2 車輛維護(hù)窗口

3.3 射頻標(biāo)簽識(shí)別設(shè)計(jì)

軟件的核心部分是讀卡程序，即射頻標(biāo)簽的識(shí)別程序，在車輛信息維護(hù)和回場(chǎng)記錄中調(diào)用標(biāo)簽識(shí)別程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)識(shí)別。標(biāo)簽識(shí)別程序的設(shè)計(jì)必須根據(jù)使用的識(shí)別設(shè)備進(jìn)行，為適應(yīng)軟件系統(tǒng)對(duì)不同設(shè)備的使用能力，標(biāo)簽識(shí)別程序設(shè)計(jì)為單獨(dú)的程序模塊。當(dāng)對(duì)不同型號(hào)的設(shè)備替換系統(tǒng)時(shí)，僅替換新的標(biāo)簽識(shí)別模塊即可。隨SRR101設(shè)備帶有的接口程序，提供了對(duì)設(shè)備操作的所有功能函數(shù)，以動(dòng)態(tài)連接庫形式給出，其中的重要函數(shù)包括CommOpen（串口打開）、CommClose（串口關(guān)閉）、ResetReader（復(fù)位讀寫 器 ）、 SetBaudRate （ 設(shè) 置 波 特 率 ）、Gen2MultiTagIdentify（識(shí)別標(biāo)簽）。程序中對(duì)所有的函數(shù)都聲明為外部DLL函數(shù)，寫明調(diào)用參數(shù)和調(diào)用格式，編寫的標(biāo)簽識(shí)別模塊程序中調(diào)用這些函數(shù)。在主程序中初始化設(shè)備，在車輛回場(chǎng)記錄中通過定時(shí)器控件自動(dòng)調(diào)用標(biāo)簽識(shí)別程序。

3.4 Excel報(bào)表的生成

將統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)生成Excel電子表格，可方便管理部門使用。程序中使用自動(dòng)化服務(wù)器技術(shù)生成Ex?cel應(yīng)用，并打開Excel文件模板，程序?qū)ζ鋯卧駥憯?shù)據(jù)。關(guān)閉時(shí)另存為Excel格式的日?qǐng)?bào)表數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 自動(dòng)生成的Excel表格

3.5 發(fā)送郵件功能的設(shè)計(jì)

將發(fā)送郵件的功能設(shè)計(jì)在程序中，能方便用戶日常使用。設(shè)計(jì)的方法是基于TIdSMTP和TIdMes?sage組件技術(shù)，TIdSMTP組件的主要屬性包括Host、Username、Password、Port、AuthenticationType，分別存放發(fā)件人郵箱主機(jī)、用戶名、口令、端口。TIdSMTP組件的操作函數(shù)包括 Connect、Send、Disconnect，分別用來連接郵箱服務(wù)器、發(fā)送郵件、斷開連接。與TIdSMTP組件配合使用的組件是TIdMessage，用來封裝郵件信息，它的主要屬性包括 Body、Subject、From、Recipients、MessageParts等。 要通過附件發(fā)送信息時(shí)，必須聲明1個(gè)TIdAttachment類型的變量。設(shè)計(jì)完成的運(yùn)行界面如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)上報(bào)窗口

3.6 其他功能的設(shè)計(jì)

包括用戶管理，修改口令，串口與設(shè)備設(shè)置，車輛問題字典，數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)清除，數(shù)據(jù)恢復(fù)，打印機(jī)設(shè)置等。用戶管理是管理可操作本軟件系統(tǒng)的操作人員，可增加、刪除、修改用戶信息，并設(shè)置操作權(quán)限。權(quán)限分管理員權(quán)限和操作員權(quán)限。

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)通過使用電子標(biāo)簽自動(dòng)識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)了車輛回場(chǎng)檢查管理自動(dòng)化。系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)庫技術(shù)，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)回場(chǎng)檢查車輛的日?qǐng)?bào)表和月報(bào)表，并通過網(wǎng)絡(luò)以電子郵件形式上傳報(bào)表，減輕了工作人員勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了管理水品，受到用戶好評(píng)。為使系統(tǒng)更加完善，下一步的工作包括，1）增加視頻拍照功能，這樣可以作為核對(duì)或解決管理工作中出現(xiàn)爭(zhēng)議的依據(jù)，增加監(jiān)管強(qiáng)度，2）是在安全性方面進(jìn)行改進(jìn)，如在E?mail通信中使用數(shù)字簽名技術(shù)，確保通信過程信息完整可靠。

［1］將皓石.無線射頻識(shí)別技術(shù)及其應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)［J］.電子技術(shù)應(yīng)用，2005，5：1?4.

［2］戴清杰.射頻識(shí)別技術(shù)及其應(yīng)用［J］.通信與信息技術(shù)，2010，187（5）：65?67.

［3］趙軍輝.射頻識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008：48?76.

［4］單承贛.射頻識(shí)別（RFID）原理與應(yīng)用［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2008：1?26.

［5］許潔舟.Delphi7程序設(shè)計(jì)與實(shí)例［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，2003：5?33.

［6］梁水.Delphi程序開發(fā)范例寶典［M］.北京：人民郵電出版社，2010：326?335.

［7］潘志紅，等.Access數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011：34?49.

［8］深圳市紅宇創(chuàng)新科技有限公司.SRR101 HUF遠(yuǎn)距離電子標(biāo)簽讀寫器使用說明書［Z］.