一、 需求背景
目前在一些采礦企業(yè)有很多工程車負責拉沙、拉土、拉礦，這些車輛全天24小時工作，不但工作時間長，而且車輛很多，一輛接一輛，按運輸車輛進入礦場的次數(shù)來計費，傳統(tǒng)的計費方式靠人工登記，人工登記容易出錯，登記效率低，車輛繁忙時會引起擁堵。礦區(qū)環(huán)境惡劣，工作人員難以長時間在戶外對車輛進行登記。礦場車輛進出管理系統(tǒng)采用智能硬件實現(xiàn)自動登記出入的方式，有效改善管理麻煩。
圖1 礦場圖
二、 應(yīng)用介紹
礦場現(xiàn)場較為空曠不易架設(shè)過多設(shè)備，本系統(tǒng)采用無線通信方式，在運輸起點及終點進出口處各架設(shè)一個自動識別基站，車輛上安裝有源車輛標簽，則車輛通過進出口即可被設(shè)別，且系統(tǒng)可分析記錄其進出狀態(tài)，以此判斷該車輛運輸次數(shù)及當次運輸所花費時間等等，整體系統(tǒng)采用無線通信，確保現(xiàn)場施工及維護的簡便。
圖1 系統(tǒng)拓撲圖
1. 車輛到站檢測
在采礦點及車輛卸料點出入口可分別放置RFID基站，車輛經(jīng)過時即被識別到，系統(tǒng)會根據(jù)車輛在兩地到位情況判斷車輛是否完成一次運輸，亦可在某點出入口前后相隔一定距離各放置一基站，運輸車輛出入工地時依次經(jīng)過門口RFID基站，系統(tǒng)會根據(jù)其先后順序，判斷車輛的行駛方向。
2. 工資計算
系統(tǒng)可設(shè)置單次運輸費用，根據(jù)系統(tǒng)記錄的進出次數(shù)和單次運輸費用，算出總費用，方便結(jié)算。
3. 統(tǒng)計效率分析
系統(tǒng)可統(tǒng)計運輸車輛的裝貨時間、運輸時間等等，可用此作為獎罰評判基礎(chǔ)及工程工時計算根據(jù)等等。
三、 設(shè)備介紹
1. 車輛標簽
圖2車輛標簽
標簽固定在車輛上(如車頭前側(cè)或車窗前)，專用外殼，具備安裝固定孔位，可用多種方式固定，標簽信息與車輛信息唯一綁定至系統(tǒng)。外觀參考如圖2所示，每臺車輛標準配一個定位標簽(也可多配用于多功能適應(yīng))。
2. 定位基站
圖3識別定位基站
定位基站采用獨特模具，防水防塵設(shè)計，可適用于長期室外環(huán)境使用，在此應(yīng)用中，通常在采礦點及卸料點進出口處各裝一個識別定位基站，則車輛達到某點即可被識別到，并通過系統(tǒng)自動判定是否完成完整運輸流程?；究刹捎枚喾N方式上傳數(shù)據(jù)，如以太網(wǎng)/3G無線通信等等，可快速適應(yīng)現(xiàn)場環(huán)境。
3. 刷卡器
圖4 刷卡器示意圖
每個司機配備一張工卡，每輛車輛配備一張有源標簽，另外每輛車輛也可配一個刷卡器(刷卡器與車輛信息綁定)，司機駕駛某車輛時，上車即刷自身工卡，后系統(tǒng)即可綁定司機與車輛，以便后續(xù)計算工時等。發(fā)卡器可對接車內(nèi)數(shù)據(jù)記錄設(shè)備，亦可配備無線上傳設(shè)備，使系統(tǒng)功能改造便捷化。
四、 系統(tǒng)優(yōu)勢
圖5 礦場作業(yè)
1. 有效保障性強
運輸車輛為金屬物體，金屬對于無源標簽而言具有較強吸收性，而有源車輛標簽具備較高抗干擾性，可保障系統(tǒng)穩(wěn)定有效。
2. 無死角識別
由于車輛標簽的無線信號是以球面波的方式發(fā)送出去，這樣對安裝在車輛的車輛標簽安裝方向沒有苛刻要求，不管車輛以哪個方向通過道口，都能被基站識別。
3. 輻射影響小
無源標簽工作時需要基站提供能量，所以對基站的無線信號發(fā)射功率相對要求較高，當無線信號功率達到一定值時會對人體有危害。相對無源標簽，車輛標簽可自身提供能量，這樣基站和標簽的發(fā)射功率可以做得比較小，相當于手機功率的0.01倍。
4. 擴展性能強
在車輛安裝了車輛標簽后，除了可以完成在通過道口被識別的功能外，可結(jié)合后臺系統(tǒng)做更多擴展功能，如：可通過沿途多點布設(shè)進行車輛行車軌跡監(jiān)控，可通過在停車場布設(shè)基站進行閑時車輛防盜監(jiān)控(非法離開即警報)。
5. 工作時間長
車輛標簽用到的是低數(shù)據(jù)量、低功耗的無線技術(shù)，休眠功耗為uA級別，這樣車輛標簽電池可以長時間工作，電池壽命可以長達2~3年。
