RFID在浙江内河船舶综合监管系统中的应用

　　随着物联网的应用和发展，特别是RFID技术的广泛应用，对人们的工作和生活都产生了不同程度的影响，也为各行各业强化管理提供了多种一体化的解决方案。本文主要从业务需求、技术实现、功能开发等方面介绍了射频识别技术在浙江内河船舶管理中的应用，供大家探讨。

　　1 系统概述

　　浙江是水运大省，全省内河航道近千条，航道里程一万多米，拥有京杭运河、杭申线、长湖申线、乍嘉苏线、杭湖锡线、六平申线、钱塘江等干线航道，内河营运船舶数量常年保持在三万以上，船舶数量多，管理面广、量大。基于这一背景，浙江内河船舶综合监管系统便应运而生，该系统主要通过RFID技术的应用，全面对船舶实施自动识别和动态化综合监管。

　　2 系统设计

　　2.1系统架构

　　（１）网络结构
　　系统网络结构主要由市级监控中心和现场监控点组成，其网络架构图如下图所示： 

图1 船舶监管自动识别网络架构图

　　（２）系统数据采集
　　船舶识别通过船载RFID标签、读卡器、传输网络和后台船舶综合数据库共同完成，数据采集传输流程如下图所示： 

图２ 船舶识别数据采集流程图

　　2.2 系统组成
　　浙江内河船舶综合监管系统主要由电子标签、射频读头和管理系统等组成，系统组成图如下： 

图３ 船舶识别系统组成图

　　2.2.1 船载RFID电子标签

　　船载电子标签根据管理需求由厂家定制，并设计了唯一的ID号，该ID号可以通过RFID船载电子标签管理系统与船舶参数信息绑定。用户使用时，船载电子标签应安装在船舶指定位置，标签ID号就是船舶身份证，再通过航道读卡器和船载电子标签来进行船舶识别，实时采集船舶数据。

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　　2.2.2 航道RFID读卡器

　　航道读卡器作为船载电子标签的数据采集设备，主要用于采集过往船舶的ID信息，并通过有线或无线数据通信方式上传数据至数据采集服务器。船载电子RFID标签与航道RFID读头通讯采用国家无线电管理委会批准的，广泛应用于交通、工业、医疗等行业的2.4G频段。

　　2.2.3 数据采集服务器控制系统

　　航道读卡器通过VPN/VPDN接入数据采集服务器，数据采集服务器控制系统负责接收多个航道读卡器的数据，并把服务器接收到的数据进行预处理、数据库存储和数据发布，最后提供给相关系统应用。

　　2.2.4 航道读卡器管理系统

　　航道读卡器管理系统主要负责航道读卡器基本信息和部署信息的管理，确保所有读头能正常在线，对不在线的系统会提示报警，及时发现和诊断航道读卡器的设备故障。

　　2.2.5 船载电子标签管理系统

　　船载电子标签管理系统主要负责船载电子标签的发卡、回收、挂失、注销、采购、分配、调配、接收等管理，严格RFID标签卡的管理工作。

　　2.3 RFID电子标签设计

　　船载电子标签的外壳设计为长方体，尺寸为70cm*50cm*0.5cm，正面印有代表标签ID的编号及标签生产日期，背面为3M胶。考虑到船舶管理的实际应用，我们将标签分为了长期卡和临时卡，并以颜色来进行区分，将长期卡外表颜色设计为灰白色，临时卡的外表颜色设计为黄色。灰白色不易吸收太阳光热量，有利于提高卡的寿命，而黄色作为警示色便于提醒用户预防丢失。

图４ 电子标签设计样图

　　2.4 船载RFID标签安装

　　根据专业人员现场多次安装测试和总结分析，RFID电子标签一般安装在船舶驾驶舱前挡风玻璃内侧右上方识别率较高，工作情况良好、稳定。其安装位置如图所示： 

图５ 电子标签安装图

　　3 系统主要功能

　　3.1 船舶实时数据采集功能

　　船舶实时数据的采集主要通过航道读卡器和船载电子标签共同实现。航道读卡器通过对船载电子标签定时发送的ID信息进行船舶识别，实时采集船舶数据。

　　3.2 船舶实时数据处理功能

　　船舶RFID数据的采集与处理分别通过数据接收、解析、预处理、和存储组件来完成。数据接收组件负责多个航道读卡器的并发和双向通信；数据解析组件负责航道读卡器与数据采集服务器间的数据通信协议解析；数据预处理组件负责对大量RFID数据的去噪声和去重复，过滤掉不符合规范的RFID数据，减少RFID数据的量，以航次（船舶航行经过固定地点的次数）为标准，记录和发布RFID船舶动态数据；数据存储组件负责RFID船舶动态数据的存储、查询、备份等功能。

　　3.3 船舶实时数据监管功能

　　通过船载电子标签实现了船舶营运状态的数据自动采集，并与后台船舶数据中心一一匹配，检索船舶相关数据信息对船舶实施综合监管、自动预警。初步实现了船舶的定点定位跟踪管理和船舶通行免停船检查，提高了船舶通行率，大大方便了船主。

　　4 总结与展望

　　近年, RFID技术在国际上被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等领域，在我国，由于这方面技术起步较晚，大规模的生产应用也刚刚起步；RFID技术在浙江内河船舶综合监管中的应用也只是做了一些有益的探索，对船舶自动识别起到了很好的效果。RFID技术在内河船舶管理中的不断深入应用其意义重大，也必将在提升船舶管理效益和管理水平方面起到积极的作用，尤其在实现船舶信息采集、船舶自动化监管、不停航检查、不停船收费、船舶证书防伪等方面应用前景广阔。