《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于RFID的尾氣檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
RFID中國(guó)網(wǎng)
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摘要: 1引言RFID(無(wú)線射頻識(shí)別)是一種利用射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)信息的技術(shù),。RFID中間件的推出很好地解決了技術(shù)與成本這兩方面問(wèn)題,,加速了RFID技術(shù)的推廣使用,。同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,,我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量高速持續(xù)增長(zhǎng),,機(jī)動(dòng)車尾氣排放污染已成為大氣污染的重要來(lái)源之一,。因此,,采用新方法,、新手段,,加強(qiáng)在用機(jī)動(dòng)車尾氣排放的定期檢測(cè),最大程度地解決機(jī)動(dòng)車尾氣排放監(jiān)管工作中面臨的問(wèn)題,,已是城市機(jī)動(dòng)車排放監(jiān)管工作的當(dāng)務(wù)之急,。針對(duì)上面的問(wèn)題,設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了某環(huán)保部門構(gòu)建的一套對(duì)檢測(cè)場(chǎng)的檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行全過(guò)程自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測(cè)的汽車尾氣檢測(cè)系統(tǒng),。本設(shè)計(jì)將介紹這個(gè)基于BEARFI
Abstract:
Key words :

  1 引 言
  
  RFID" title="RFID">RFID(無(wú)線射頻識(shí)別)是一種利用射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)信息的技術(shù),。RFID中間件" title="中間件">中間件的推出很好地解決了技術(shù)與成本這兩方面問(wèn)題,加速了RFID技術(shù)的推廣使用,。同時(shí)隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,,我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量高速持續(xù)增長(zhǎng),機(jī)動(dòng)車尾氣排放污染已成為大氣污染的重要來(lái)源之一,。因此,,采用新方法、新手段,,加強(qiáng)在用機(jī)動(dòng)車尾氣排放的定期檢測(cè),,最大程度地解決機(jī)動(dòng)車尾氣排放監(jiān)管工作中面臨的問(wèn)題,已是城市機(jī)動(dòng)車排放監(jiān)管工作的當(dāng)務(wù)之急,。
  
  針對(duì)上面的問(wèn)題,,設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了某環(huán)保部門構(gòu)建的一套對(duì)檢測(cè)場(chǎng)的檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行全過(guò)程自動(dòng)實(shí)時(shí)檢測(cè)的汽車尾氣檢測(cè)系統(tǒng)" title="檢測(cè)系統(tǒng)">檢測(cè)系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)將介紹這個(gè)基于BEA RFID Edge Server構(gòu)建的汽車尾氣檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn),。在介紹系統(tǒng)組成的基礎(chǔ)上,,闡述了系統(tǒng)框架和流程、RFID卡信息,、中間件操作方式和應(yīng)用程序的構(gòu)建和頁(yè)面流,。
  
  2 系統(tǒng)概述
  
  開(kāi)發(fā)的汽車尾氣檢測(cè)系統(tǒng)是一個(gè)完整、典型的RFID應(yīng)用系統(tǒng) ,,由電子標(biāo)簽,、讀卡器、RFID中間件和應(yīng)用程序四個(gè)模塊組成,,如圖l所示,。
  
  2.1 電子標(biāo)簽
  
  出于信息存儲(chǔ)量的考慮,本系統(tǒng)采用基于IS018000—6B標(biāo)準(zhǔn)的RFID標(biāo)簽,。電子標(biāo)簽由天線和芯片組成,,天線在標(biāo)簽和讀卡器間傳遞射頻信號(hào),芯片里面保存每個(gè)標(biāo)簽具有的唯一電子編碼和用戶數(shù)據(jù),,用戶數(shù)據(jù)區(qū)將保存與汽車尾氣檢測(cè)相關(guān)的信息,。
  
  2.2 讀卡器
  
  根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景需要,本系統(tǒng)采用固定式讀卡器,,將其安裝在每個(gè)檢測(cè)場(chǎng)的固定位置,。讀卡器的主要任務(wù)是控制射頻模塊向標(biāo)簽發(fā)射讀取信號(hào),并接收標(biāo)簽的應(yīng)答,,對(duì)標(biāo)簽的對(duì)象標(biāo)識(shí)信息進(jìn)行解碼,,將對(duì)象標(biāo)識(shí)信息連帶標(biāo)簽上的其它相關(guān)信息傳輸?shù)街鳈C(jī)以供處理。讀卡器對(duì)標(biāo)簽有識(shí)別,、讀取和寫(xiě)入三類操作,。
  
  2.3 RFID中間件
  
  系統(tǒng)中除了標(biāo)簽和讀卡器上運(yùn)行的軟件外,介于讀卡器與應(yīng)用程序之間的中間件是其中的一個(gè)重要組成部分,。本系統(tǒng)采用BEA RFID Edge Server中間件,。其主要任務(wù)是對(duì)讀卡器讀取的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、匯集和計(jì)算,,減少?gòu)淖x卡器傳往應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)量,,它定期輪詢讀卡器,刪除復(fù)本,,并進(jìn)行篩選和設(shè)備管理,,負(fù)責(zé)創(chuàng)建ALE事件并將其分派至應(yīng)用程序。
  
  其中,,ALE(應(yīng)用層事件)最初作為Savant應(yīng)用的一部分開(kāi)發(fā)而成,,如今歸屬于標(biāo)準(zhǔn)組織和供應(yīng)鏈利益集團(tuán)組成的聯(lián)盟EPCglobal,它是旨在把低層的電子產(chǎn)品代碼(EPC)數(shù)據(jù)和較高層的企業(yè)系統(tǒng)相互連接的EPCglobal網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃的一部分,,已成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn),。MIT自動(dòng)識(shí)別中心所提出的EPC網(wǎng)絡(luò)拉J,包括了EPC(電子產(chǎn)品代碼)編碼,、Savant,、*(對(duì)象名字服務(wù))、EPC InformatiON Services,、PML(物理標(biāo)示語(yǔ)言)等關(guān)鍵技術(shù),,得到了很多學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和企業(yè)的支持。
  
  2.4 應(yīng)用程序
  
  系統(tǒng)應(yīng)用程序采用了Beehive控件和頁(yè)面流技術(shù),,可以運(yùn)行于Weblogie和Tomcat等J2EE應(yīng)用服務(wù)器之上,。應(yīng)用程序根據(jù)來(lái)自RFID中問(wèn)件的標(biāo)簽數(shù)據(jù)執(zhí)行特定的動(dòng)作,,例如讀取登記環(huán)保信息卡車輛基本信息、讀取車輛違規(guī)信息等,,應(yīng)用程序也會(huì)根據(jù)尾氣檢測(cè)結(jié)果的信息對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行寫(xiě)入,。
  
  3 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
  
  3.1 框架和流程
  
  系統(tǒng)主要包括環(huán)保信息卡基本信息維護(hù)、機(jī)動(dòng)車外觀檢測(cè),、汽車尾氣檢測(cè)和安全模塊四個(gè)模塊,,圖給出了整個(gè)系統(tǒng)的組成和邏輯操作流程。
  
  其中,,基本信息維護(hù)模塊包括對(duì)環(huán)保信息卡的初始化和登記,、基本信息的讀取和寫(xiě)入。夕 觀檢測(cè)模塊包括機(jī)動(dòng)車違規(guī)信息的寫(xiě)入和讀取,、機(jī)動(dòng)車維修歷史信息的讀取和記錄,,汽車尾氣檢測(cè)模塊包括車輛一致性檢測(cè)、尾氣檢測(cè)操作,、尾氣檢測(cè)結(jié)果記錄與讀取,,在機(jī)動(dòng)車通過(guò)尾氣檢測(cè)后操作員會(huì)通過(guò)系統(tǒng)給環(huán)保卡寫(xiě)入紙標(biāo)記錄作為標(biāo)記,。此外,,考慮到防止用戶自己通過(guò)讀卡器對(duì)環(huán)保卡信息進(jìn)行篡改,,在每次操作完成后,,系統(tǒng)還會(huì)對(duì)卡內(nèi)信息做一個(gè)摘要并將數(shù)字簽名和加密信息寫(xiě)入環(huán)保卡,,供下次操作時(shí)進(jìn)行校驗(yàn),。
  
  3.2 電子標(biāo)簽信息
  
  根據(jù)前文系統(tǒng)的框架和流程設(shè)計(jì),電子標(biāo)簽內(nèi)主要保存環(huán)??ɑ拘畔?、尾氣檢測(cè)信息、違規(guī)記錄信息,、維修信息和安全信息五大類用戶信息,。其中具體寫(xiě)入字段和順序如表l所示。
  
  3.3 RFID中間件
  
  BEA RFID Edge Server是一個(gè)實(shí)現(xiàn)了ALE規(guī)范的中間件產(chǎn)品 ,。ALE客戶端需要定義一個(gè)ECSpec,,然后提交給ALE接口,即Edge Server,。
  
  Edge Server使用ECSpec的內(nèi)容來(lái)控制讀卡器的限制條件,、使用哪個(gè)邏輯讀卡器、報(bào)告返回等等? ,。
  
  其中限制條件是何時(shí)開(kāi)始讀卡,、何時(shí)停止讀卡等;一個(gè)邏輯讀卡器是一個(gè)RFID讀卡點(diǎn),,是具有統(tǒng)一命名的一組天線,;報(bào)告指Edge Server返回給應(yīng)用程序的信息。
  
  下面是一段最基本的訪問(wèn)Edge Server,,使用ALEPC來(lái)通過(guò)邏輯讀卡器將EPC值寫(xiě)人電子標(biāo)簽,并且返回報(bào)告的代碼,,其具體含義可以在代碼注釋中看到,。
  
  3.4 應(yīng)用程序應(yīng)用
  
  程序是BEA RFID Edge Server中間件的一個(gè)客戶端,使用ALE接口來(lái)通過(guò)邏輯讀卡器將信息寫(xiě)人電子標(biāo)簽,,并且返回報(bào)告,。Apache Beehive是一項(xiàng)開(kāi)源軟件技術(shù),為基于J2EE的應(yīng)用提供一個(gè)易用的跨容器編程模型和應(yīng)用框架,。本系統(tǒng)采用了Beehive控件和頁(yè)面流技術(shù),,分四層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),即表示層,、控制層,、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層,??蛇\(yùn)行于Weblogic和Tomcat等J2EE應(yīng)用服務(wù)器之上。
  
  表示層主要具有與用戶交互的功能,,用戶界面主要在這一層實(shí)現(xiàn),,采用JSP、JSP標(biāo)簽技術(shù),、HTML,、JavaScript執(zhí)行顯示任務(wù)??刂茖优c表示層,、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)層交互,,將來(lái)自表示層的請(qǐng)求分發(fā)到后面兩層,,并將處理結(jié)果返送給表示層。
  
  業(yè)務(wù)邏輯層是封裝業(yè)務(wù)邏輯的一層,,采用自定義Java控件技術(shù)來(lái)處理,。數(shù)據(jù)層采用輕量級(jí)的數(shù)據(jù)庫(kù)Java控件來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用數(shù)據(jù)庫(kù)控件,,可以輕松地從應(yīng)用程序訪問(wèn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù),。通過(guò)使用數(shù)據(jù)庫(kù)Java控件,,可以向數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)出SQL命令。數(shù)據(jù)庫(kù)控件會(huì)自動(dòng)將數(shù)據(jù)庫(kù)查詢轉(zhuǎn)換為Java對(duì)象,,以便訪問(wèn)查詢結(jié)果,。圖3是整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用程序的各個(gè)層次和模塊之間的頁(yè)而流調(diào)用圖示。
  
  4 結(jié)束語(yǔ)
  
  設(shè)計(jì)中介紹的采用BEA RFID Edge Server中間件構(gòu)建的汽車尾氣檢測(cè)系統(tǒng),,結(jié)合在網(wǎng)絡(luò)上建立的機(jī)動(dòng)車排放,、檢測(cè)場(chǎng)、檢測(cè)人員信息數(shù)據(jù)庫(kù),,并附以相應(yīng)的在線數(shù)據(jù)分析軟件,,使機(jī)動(dòng)車尾氣排放管理中心和各級(jí)管理人員可以隨時(shí)掌握車輛情況,增強(qiáng)了交管和環(huán)保部門決策的科學(xué)性和一致性,,具有很好的推廣前景,。

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