專利名稱：一種基于射頻識別技術(shù)的測量車輛速度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于交通運輸技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于射頻識別技術(shù)的測量車輛速度的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的儀器測速的實際運用，現(xiàn)階段可以主要分為三大測速系統(tǒng)雷達(dá)測速、激光測速、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(dá)測速成本較高，受雜波干擾影響，誤報率較高；激光測速成本較高，環(huán)影響因素較大 (雨天)，成本較高；線圈法測速成本高，應(yīng)用領(lǐng)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(fù)擔(dān)較大，維護費用較為昂貴，不適用需要對車輛速度進(jìn)行較長路段的監(jiān)測測速要求?，F(xiàn)有的基于RFID(射頻識別)的測速系統(tǒng)功能單一，內(nèi)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，所測速度的有效范圍較小，不適合用于距離較長的非高速路段測速。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種基于射頻識別技術(shù)的測量車輛速度的方法，該方法基于最小二乘法對通過射頻識別(RFID)技術(shù)多點測得的車輛的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本發(fā)明方法的硬件是基于射頻技術(shù)的測量車輛速度系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括前端機讀寫器組模塊、車輛數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)管理中心模塊包括車輛數(shù)據(jù)服務(wù)器、終端監(jiān)控模塊、第三無線通信模塊；所述車輛數(shù)據(jù)服務(wù)器分別通過扁平電纜與終端監(jiān)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(fā)明的基于射頻識別技術(shù)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(nèi)的所有RFID讀寫器；步驟2、所有RFID讀寫器各自檢測并記錄車輛的RFID標(biāo)簽信息及通過時間；步驟3、ARM核心控制板判定車輛的RFID標(biāo)簽信息步驟4、通過無線通信模塊發(fā)送已判定車輛RFID信息到車輛數(shù)據(jù)管理中心步驟5、車輛數(shù)據(jù)管理中心處理數(shù)據(jù)
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步驟5. 1記錄RFID標(biāo)簽信號，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(shù)據(jù)，將計算得出的基于時間的數(shù)
據(jù)(Xl，x2, ... , Xn^1)記為X[N-1]；生成基于速度的數(shù)據(jù)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，并利用基于最小二乘函數(shù)
的測速算法求出車輛在路段內(nèi)的最大
(φ0,φ0) (φι,Ψι)(%，％)
行駛速度和最小二乘平均速度；本發(fā)明的基于射頻技術(shù)的測量車輛速度的方法有益效果采用基于最小二乘法測量車輛速度，能夠保證在較長距離內(nèi)測量車輛速度的測量精度。


圖1為本發(fā)明的測量車輛速度系統(tǒng)的硬件框圖；圖2為本發(fā)明的測量車輛速度系統(tǒng)的實施例的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的基于射頻識別技術(shù)的測量車輛速度的方法做進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明的方法的硬件是基于射頻技術(shù)的測量車輛速度系統(tǒng)，本發(fā)明的實施例采用的設(shè)備或芯片如下微控制器為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采用ARM9架構(gòu)的Samsung S3C2440AL,主頻 400MHz (最高可達(dá) 533MHz)，板載 64MB SDRAM, 256MB Nand Flash,核心板采用 3. 3V 供電；車輛數(shù)據(jù)服務(wù)器為普通PC機；終端監(jiān)控模塊為AT070TN83 V. 1的TFT LCD屏；實施例如圖2所示，本發(fā)明的實施例是采用4個RFID讀寫器在測量路段上進(jìn)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(fā)明的基于射頻識別技術(shù)的測量車輛速度的硬件系統(tǒng)包括前端機讀寫器組模塊、車輛數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)管理中心模塊包括車輛數(shù)據(jù)服務(wù)器、終端監(jiān)控模塊、第三無線通信模塊 GPRS/GSM ；所述車輛數(shù)據(jù)服務(wù)器分別通過扁平電纜與終端監(jiān)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(fā)明的基于射頻識別技術(shù)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(nèi)的所有5個RFID讀寫器；步驟2、5個RFID讀寫器各自檢測并記錄通過車輛的RFID標(biāo)簽信息及通過時間， 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(biāo)簽信息步驟4、通過無線通信GPRS/GSM模塊發(fā)送已判定車輛RFID信息到車輛數(shù)據(jù)管理中心步驟5、車輛數(shù)據(jù)管理中心處理數(shù)據(jù)步驟5. 1、記錄RFID標(biāo)簽信號，并記錄第一個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(shù)據(jù)，將計算得出的基于時間的數(shù)據(jù)(Xl，
X2, X3, X4) = (0. 9356，2. 9093，4. 8464，6. 7436)記為燈4]；生成基于速度的數(shù)據(jù)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，并利用基于最小
二乘函數(shù)求出擬合曲線為
權(quán)利要求
1. 一種基于射頻識別技術(shù)的測量車輛速度的方法，其特征在于包括如下步驟 步驟1、啟動測量路段內(nèi)的所有RFID讀寫器；步驟2、所有RFID讀寫器各自檢測并記錄車輛的RFID標(biāo)簽信息及通過時間； 步驟3、ARM核心控制板判定車輛的RFID標(biāo)簽信息； 步驟4、通過無線通信模塊發(fā)送已判定車輛RFID信息到車輛數(shù)據(jù)管理中心； 步驟5、車輛數(shù)據(jù)管理中心處理數(shù)據(jù)；步驟5. 1記錄RFID標(biāo)簽信號，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(shù)據(jù)，將計算得出的基于時間的數(shù)據(jù)(X1, x2, ... , Xn^1)記為X[N-1]；生成基于速度的數(shù)據(jù)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，并利用基于最小二乘函數(shù)=++ +的測速算法求出車輛在路段內(nèi)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(fā)明提供一種基于射頻識別技術(shù)的測量車輛速度的方法，屬于交通運輸技術(shù)領(lǐng)域，包括在測量路段內(nèi)檢測通過車輛的信息、發(fā)送車輛信息到車輛數(shù)據(jù)管理中心、車輛數(shù)據(jù)管理中心處理基于最小二乘法計算車輛速度；本發(fā)明的方法能夠保證在較長距離內(nèi)測量車輛速度的測量精度，可廣泛地應(yīng)用于道路上行進(jìn)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(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者姜琳穎, 張珩, 王帥, 譚漢青 申請人:東北大學(xué)