一種基於射頻識別技術的測量車輛速度的方法

2023-06-20 11:04:11

專利名稱：一種基於射頻識別技術的測量車輛速度的方法
技術領域：
本發明屬於交通運輸技術領域，特別涉及一種基於射頻識別技術的測量車輛速度的方法。
背景技術：
傳統的儀器測速的實際運用，現階段可以主要分為三大測速系統雷達測速、雷射測速、線圈法測速，該三大測速方法都具有較高的精度，但都不可避免的存在各自的缺陷，雷達測速成本較高，受雜波幹擾影響，誤報率較高；雷射測速成本較高，環影響因素較大 (雨天)，成本較高；線圈法測速成本高，應用領域有限。自動測速裝置通常被放置在重要的高速公路，不僅體積龐大，造價昂貴，而且維護負擔較大，維護費用較為昂貴，不適用需要對車輛速度進行較長路段的監測測速要求。現有的基於RFID(射頻識別)的測速系統功能單一，內置算法僅支持在一段路程中簡單的平均速度的測量，路段較長時測速精度較低，受精度限制，所測速度的有效範圍較小，不適合用於距離較長的非高速路段測速。

發明內容
針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種基於射頻識別技術的測量車輛速度的方法，該方法基於最小二乘法對通過射頻識別(RFID)技術多點測得的車輛的數據進行處理。本發明方法的硬體是基於射頻技術的測量車輛速度系統，該系統包括前端機讀寫器組模塊、車輛數據管理中心模塊；所述前端機讀寫器組模塊包括RFID讀寫器、ARM核心控制板、第一無線通信模塊、 第二無線通信模塊；所述RFID讀寫器包括微控制器、RFID讀寫模塊，微控制器通過SPI接口與RFID讀寫模塊相連接；所述ARM核心控制板通過串口與第一無線通信模塊通訊、第二無線通信模塊；所述車輛數據管理中心模塊包括車輛數據伺服器、終端監控模塊、第三無線通信模塊；所述車輛數據伺服器分別通過扁平電纜與終端監控模塊的相連接、通過串口與第三無線通信模塊相連接；本發明的基於射頻識別技術的測量車輛速度的方法，包括如下步驟步驟1、啟動測量路段內的所有RFID讀寫器；步驟2、所有RFID讀寫器各自檢測並記錄車輛的RFID標籤信息及通過時間；步驟3、ARM核心控制板判定車輛的RFID標籤信息步驟4、通過無線通信模塊發送已判定車輛RFID信息到車輛數據管理中心步驟5、車輛數據管理中心處理數據
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步驟5. 1記錄RFID標籤信號，記錄第一個RFID讀寫器 第二個RFID讀寫器的布
點距離、記錄第二個RFID讀寫器 第三個RFID讀寫器的布點距離…第N-I個RFID讀寫
器 第N個RFID讀寫器的布點距離為(si; s2, ... , Slri)，記為S [N-1]，將第一個RFID讀寫
器 第N個RFID讀寫器記錄的車輛通過時間記為(、，、，...，&)，記為T [N]；
_ Si步驟5. 2使用公式乃=_計算速度vi，將(Vl，V2, ... , Vn^1)記為V[N_1]；
八+1 — h其中Vi為車輛通過第i個RFID讀寫器 第i+Ι個RFID讀寫器的速度；Si為第i個RFID讀寫器 第i+Ι個RFID讀寫器的布點距離；V[N-1]為速度序列；步驟5. 3使用公式6 U =^-I +^l計算數據，將計算得出的基於時間的數
據(Xl，x2, ... , Xn^1)記為X[N-1]；生成基於速度的數據序列Y[N-1] = V[N-1]；步驟5. 4將X[N_1]、Y[N_1]代入如下公式i^f= (yi，y2，. . ·，Yi^t，取正交組外⑶，並利用基於最小二乘函數
的測速算法求出車輛在路段內的最大
(φ0,φ0) (φι,Ψι)(%，％)
行駛速度和最小二乘平均速度；本發明的基於射頻技術的測量車輛速度的方法有益效果採用基於最小二乘法測量車輛速度，能夠保證在較長距離內測量車輛速度的測量精度。


圖1為本發明的測量車輛速度系統的硬體框圖；圖2為本發明的測量車輛速度系統的實施例的示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的基於射頻識別技術的測量車輛速度的方法做進一步詳細描述。本發明的方法的硬體是基於射頻技術的測量車輛速度系統，本發明的實施例採用的設備或晶片如下微控制器為AT89S52 ；RFID 讀寫模塊為 ΥΗΥ502Β ；第一、第二、第三無線通信模塊型號均為GPRS/GSM模塊；ARM核心控制板為TQ2440，其中ARM採用ARM9架構的Samsung S3C2440AL,主頻 400MHz (最高可達 533MHz)，板載 64MB SDRAM, 256MB Nand Flash,核心板採用 3. 3V 供電；車輛數據伺服器為普通PC機；終端監控模塊為AT070TN83 V. 1的TFT LCD屏；實施例如圖2所示，本發明的實施例是採用4個RFID讀寫器在測量路段上進行布點，相鄰RFID讀寫器之間的布點距離均為50m ；
如圖1所示，本發明的基於射頻識別技術的測量車輛速度的硬體系統包括前端機讀寫器組模塊、車輛數據管理中心模塊；所述前端機讀寫器組模塊包括RFID讀寫器、ARM核心控制板TQM40、第一無線通信GPRS/GSM模塊、第二無線通信GPRS/GSM模塊；所述RFID讀寫器包括微控制器AT89S52、RFID讀寫模塊，微控制器通過SPI接口與RFID讀寫模塊相連接；所述ARM核心控制板TQM40通過串口與第一無線通信GPRS/GSM模塊通訊、第二無線通信GPRS/GSM模塊通訊；所述車輛數據管理中心模塊包括車輛數據伺服器、終端監控模塊、第三無線通信模塊 GPRS/GSM ；所述車輛數據伺服器分別通過扁平電纜與終端監控模塊AT070TN83 V. 1的相連接、通過串口與第三無線通信GPRS/GSM模塊相連接；本發明的基於射頻識別技術的測量車輛速度的方法，包括如下步驟步驟1、啟動測量路段內的所有5個RFID讀寫器；步驟2、5個RFID讀寫器各自檢測並記錄通過車輛的RFID標籤信息及通過時間， 其記錄的通過時間按布點順序依次為Os, 1. 8173s，3. 9429s, 5. 7411s，7. 7372s ；步驟3、ARM核心控制板TQM40判定車輛的RFID標籤信息步驟4、通過無線通信GPRS/GSM模塊發送已判定車輛RFID信息到車輛數據管理中心步驟5、車輛數據管理中心處理數據步驟5. 1、記錄RFID標籤信號，並記錄第一個RFID讀寫器 第二個RFID讀寫器的布點距離、記錄第二個RFID讀寫器 第三個RFID讀寫器的布點距離…第四個RFID讀寫器 第五個RFID讀寫器的布點距離為(Sl, s2, S3, s4) = (50，50，50，50)，記為禮4]，將第一個RFID讀寫器 第5個RFID讀寫器記錄的車輛通過時間記為(t」 t2，t3，t4，t5) = (0， 1. 8173,3. 9429,5. 7411,7. 7372)記為 T[5]；
_ Si步驟5. 2使用公式乃=計算速度Vi，將計算得出的(Vl，v2, v3, v4)=
八+1 — h
(26. 7197，24. 0840，27. 8059，25. 0489)記為 V [4]；其中Vi為車輛通過第i個RFID讀寫器 第i+Ι個RFID讀寫器的速度；Si為第i個RFID讀寫器 第i+Ι個RFID讀寫器的布點距離；V [4]為速度序列；步驟5. 3使用公式4 =^i +^l計算數據，將計算得出的基於時間的數據(Xl，
X2, X3, X4) = (0. 9356，2. 9093，4. 8464，6. 7436)記為燈4]；生成基於速度的數據序列Y[4] = V[4]；步驟5. 4將X [4]、Y [4]代入如下公式i^f = (Yl, y2, y3, y4)T，取正交組<%W = 1,釣⑷=U4㈡=P，並利用基於最小
二乘函數求出擬合曲線為
權利要求
1. 一種基於射頻識別技術的測量車輛速度的方法，其特徵在於包括如下步驟 步驟1、啟動測量路段內的所有RFID讀寫器；步驟2、所有RFID讀寫器各自檢測並記錄車輛的RFID標籤信息及通過時間； 步驟3、ARM核心控制板判定車輛的RFID標籤信息； 步驟4、通過無線通信模塊發送已判定車輛RFID信息到車輛數據管理中心； 步驟5、車輛數據管理中心處理數據；步驟5. 1記錄RFID標籤信號，記錄第一個RFID讀寫器 第二個RFID讀寫器的布點距離、記錄第二個RFID讀寫器 第三個RFID讀寫器的布點距離…第N-I個RFID讀寫器 第N個RFID讀寫器的布點距離為(Sl, s2, ... , Slri),記為S [N-1]，將第一個RFID讀寫器 第N個RFID讀寫器記錄的車輛通過時間記為(t1; t2，. . .，tn)，記為T [N]；_ Si步驟5. 2使用公式乃=_計算速度Vi，將(Vl，v2, ... , Vn^1)記為V[N-1]；八+ι — h其中…為車輛通過第i個RFID讀寫器 第i+Ι個RFID讀寫器的速度； Si為第i個RFID讀寫器 第i+Ι個RFID讀寫器的布點距離； V[N-1]為速度序列；步驟5. 3使用公式6 U =^+^l計算數據，將計算得出的基於時間的數據(X1, x2, ... , Xn^1)記為X[N-1]；生成基於速度的數據序列Y[N-1] = V[N-1]； 步驟5. 4將X[N-1]、Y[N-1]代入如下公式Sf= (Y1, y2，...，yyV，取正交組砵⑶，並利用基於最小二乘函數=++ +的測速算法求出車輛在路段內的最大(φ0,φ0) (φι,Ψι)(%，％)行駛速度和最小二乘平均速度。
全文摘要
本發明提供一種基於射頻識別技術的測量車輛速度的方法，屬於交通運輸技術領域，包括在測量路段內檢測通過車輛的信息、發送車輛信息到車輛數據管理中心、車輛數據管理中心處理基於最小二乘法計算車輛速度；本發明的方法能夠保證在較長距離內測量車輛速度的測量精度，可廣泛地應用於道路上行進車輛速度的測量。
文檔編號G08G1/052GK102226932SQ201110145359
公開日2011年10月26日 申請日期2011年5月31日 優先權日2011年5月31日
發明者姜琳穎, 張珩, 王帥, 譚漢青 申請人:東北大學