馬興成

哈爾濱工程大學自動化學院，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場進行車況檢查，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車輛，最后檢測場再進行人工統(tǒng)計。這種方法不但工作強度大，而且存在漏簽和非法替簽等現(xiàn)象。所以只有通過先進技術實現(xiàn)自動化管理，才能切實落實安全管理制度。本系統(tǒng)采用先進的射頻識別（RFID）技術和軟件技術實現(xiàn)了自動化管理，具有以下特點：1）車輛自動識別；2）自動生成各類統(tǒng)計報表；（3）自動通過電子郵件方式傳輸數(shù)據(jù)。通過用戶2年多實際運行，效果理想，具有推廣價值。

1 系統(tǒng)概述

射頻標簽也稱電子標簽，是一種自動識別技術，它的特點是可進行遠距離識別，且具有廣泛的應用前景，如物流和倉儲管理、智能停車場管理、路橋收費、生產(chǎn)線管理、產(chǎn)品防偽檢測等。本系統(tǒng)是作者為某城市公交公司設計的車輛回場檢查管理系統(tǒng)，通過在每臺公交車車窗上貼上惟一標識該車輛的射頻標簽，當車輛進入檢查站時就會被自動識別，并記錄下該車輛的回場時間，這其中就采用了射頻識別技術實現(xiàn)了自動車輛識別。該系統(tǒng)由個人計算機、遠距離電子標簽讀寫器、軟件系統(tǒng)組成。標簽識別程序模塊以SRR101型UHF型遠距離電子標簽讀寫器進行設計。電子標簽讀寫器的主要技術參數(shù)是：1）工作頻率：國標（920～925 MHz）、美標（902～928 MHz）或定制其他頻段跳頻或定頻工作；2）讀卡距離：識別距離調整范圍為1～12 m；3）讀卡時間：單標簽64位ID 號讀取時間＜6 ms；4）接口方式：RS232、RS485、Wiegand26；5）標簽類型：ISO18000－6B、ISO18000－6C（EPC GEN2）；6）工作方式：主從工作方式、定時工作方式、觸發(fā)工作方式。本系統(tǒng)個人計算機與電子標簽讀寫器之間通過RS232串口連接。軟件系統(tǒng)由應用程序和數(shù)據(jù)庫組成。軟件系統(tǒng)自動生成車輛回場報表，通過寬帶網(wǎng)絡以電子郵件方式將報表數(shù)據(jù)信息上傳到上級管理部門。

2 系統(tǒng)功能

管理系統(tǒng)的功能包括：基礎信息維護、當班車輛設置、車輛回場記錄、報表生成，數(shù)據(jù)上報、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

基礎信息維護內容包括單位信息、車隊信息和車輛信息。當班車輛設置是確定當日應該回場的車輛，可自動從前一日繼承，也能手工設置和修改。車輛回場記錄是通過射頻識別自動獲取車輛回場的車號和回場時間，支持人工錄入。報表生成根據(jù)當班車輛信息和車輛回場記錄自動生成Excel格式的回場檢查日報明細表、匯總表和月匯總表。數(shù)據(jù)上報功能實現(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、恢復等。還有其他如用戶管理、設備參數(shù)設置等。

按照上述功能的要求，在管理數(shù)據(jù)庫中設計的表格包括：車輛單位（單位名稱、車場名稱、單位代號、系統(tǒng)代號、車場級別），車輛（序號、隊別、車號、自編號、標簽號），隊別（序號、隊別、包含路別），當日班次（隊別、車號、自編號、路別、當日班次、日期），車輛回場記錄（序號、回場日期時間、標簽號、車號、自編號、路別、數(shù)據(jù)采集方式、車輛存在問題），回場檢查日報（序號、日期、隊別、車號、自編號、路別、當日班次、是否回場、回場時間、車輛存在問題、備注），回場檢查日匯總（序號、日期、車隊、應查數(shù)量、實查數(shù)量、回場檢查率、未回場車輛明細、存在問題車輛），串口與設備（串口、天線功率、蜂鳴器狀態(tài)），用戶（用戶代碼、姓名、口令、權限），郵箱設置（發(fā)件人郵箱、SMTP主機、帳號、密碼、收件人、郵件標題）。

3 系統(tǒng)設計

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)秀的快速應用開發(fā)工具，是基于組件技術的可視化開發(fā)集成環(huán)境，完全支持面向對象技術，在數(shù)據(jù)庫應用系統(tǒng)開發(fā)和網(wǎng)絡應用系統(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。Delphi中對數(shù)據(jù)庫的訪問使用先進的ADO組件，與數(shù)據(jù)庫的連接采用ODBC技術。

3.2 車輛回場檢查管理程序設計

車輛回場檢查管理程序包括登錄窗口、主窗口、各種信息維護窗口、記錄回場車輛窗口、統(tǒng)計報表窗口、數(shù)據(jù)上傳窗口等。車輛維護窗口是重要的1個信息維護窗口中，界面如圖2所示。圖中標簽號為96位二進制信息，為便于閱讀，以十六進制顯示，字節(jié)中間插入空格。

圖2 車輛維護窗口

3.3 射頻標簽識別設計

軟件的核心部分是讀卡程序，即射頻標簽的識別程序，在車輛信息維護和回場記錄中調用標簽識別程序實現(xiàn)自動識別。標簽識別程序的設計必須根據(jù)使用的識別設備進行，為適應軟件系統(tǒng)對不同設備的使用能力，標簽識別程序設計為單獨的程序模塊。當對不同型號的設備替換系統(tǒng)時，僅替換新的標簽識別模塊即可。隨SRR101設備帶有的接口程序，提供了對設備操作的所有功能函數(shù)，以動態(tài)連接庫形式給出，其中的重要函數(shù)包括CommOpen（串口打開）、CommClose（串口關閉）、ResetReader（復位讀寫 器 ）、 SetBaudRate （ 設 置 波 特 率 ）、Gen2MultiTagIdentify（識別標簽）。程序中對所有的函數(shù)都聲明為外部DLL函數(shù)，寫明調用參數(shù)和調用格式，編寫的標簽識別模塊程序中調用這些函數(shù)。在主程序中初始化設備，在車輛回場記錄中通過定時器控件自動調用標簽識別程序。

3.4 Excel報表的生成

將統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成Excel電子表格，可方便管理部門使用。程序中使用自動化服務器技術生成Ex?cel應用，并打開Excel文件模板，程序對其單元格寫數(shù)據(jù)。關閉時另存為Excel格式的日報表數(shù)據(jù)如圖3所示。

圖3 自動生成的Excel表格

3.5 發(fā)送郵件功能的設計

將發(fā)送郵件的功能設計在程序中，能方便用戶日常使用。設計的方法是基于TIdSMTP和TIdMes?sage組件技術，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、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，必須聲明1個TIdAttachment類型的變量。設計完成的運行界面如圖4所示。

圖4 數(shù)據(jù)上報窗口

3.6 其他功能的設計

包括用戶管理，修改口令，串口與設備設置，車輛問題字典，數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)清除，數(shù)據(jù)恢復，打印機設置等。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，并設置操作權限。權限分管理員權限和操作員權限。

4 結束語

本系統(tǒng)通過使用電子標簽自動識別技術實現(xiàn)了車輛回場檢查管理自動化。系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)庫技術，自動統(tǒng)計回場檢查車輛的日報表和月報表，并通過網(wǎng)絡以電子郵件形式上傳報表，減輕了工作人員勞動強度，提高了管理水品，受到用戶好評。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，這樣可以作為核對或解決管理工作中出現(xiàn)爭議的依據(jù)，增加監(jiān)管強度，2）是在安全性方面進行改進，如在E?mail通信中使用數(shù)字簽名技術，確保通信過程信息完整可靠。

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