RFID技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應用

沈國浩

（蚌埠學院 數(shù)理系，安徽 蚌埠 233000）

RFID技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應用

沈國浩

（蚌埠學院 數(shù)理系，安徽 蚌埠 233000）

隨著我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展，其管理、生產(chǎn)的信息化要求越來越重要.射頻識別技術(shù)作為一項新型的技術(shù)目前已經(jīng)在越來越多的行業(yè)發(fā)揮著重要的作用,在汽車領(lǐng)域的應用也普遍受到重視.該文介紹了射頻識別技術(shù)的相關(guān)知識,最后對射頻識別技術(shù)在汽車防盜方面的應用作了詳細的介紹.

射頻技術(shù)；汽車領(lǐng)域；系統(tǒng)組成；防偽

1 引言

汽車工業(yè)己經(jīng)走過了100多年的發(fā)展歷程,汽車產(chǎn)業(yè)的管理也伴隨著汽車工業(yè)的進步而穩(wěn)步地向前發(fā)展.隨著全球經(jīng)濟一體化的快速發(fā)展，汽車工業(yè)開放程度越來越高，國內(nèi)的汽車制造業(yè)面臨著巨大的經(jīng)營壓力.汽車行業(yè)有些信息化程度很高，而有些仍沿用完全手工操作記錄的方式.雖然大部分企業(yè)都建立了自己的信息體系系統(tǒng)，但大都存在信息化程度嚴重不一致的情況.同時隨著汽車大批量的生產(chǎn)及使用，社會對于汽車工業(yè)發(fā)展的要求也將越來越高，所有企業(yè)都希望能夠建立識別系統(tǒng)使自己的管理水平得到提升，以提高效率、降低差錯率.汽車業(yè)必將會是RFID技術(shù)產(chǎn)生巨大影響的一個主要領(lǐng)域.

2 射頻技術(shù)的發(fā)展

RFID（Radio Frequency Identification,射頻識別）技術(shù)是20世紀90年代開始興起的一種非接觸的自動識別技術(shù),射頻識別技術(shù)是一項利用射頻信號通過空間耦合（交變磁場或電磁場）實現(xiàn)無接觸信息傳遞并通過所傳遞的信息達到識別目的的技術(shù).

RFID技術(shù)的前身可以追溯到第二次世界大戰(zhàn)（約1940年）,當時該技術(shù)被英軍用于識別敵我雙方的飛機.其原理是在英方飛機上裝有識別標簽（類似于今天的主動式標簽）,當雷達發(fā)出微波查詢信號時,裝在英方飛機上的識別標簽就會做出相應的回執(zhí),使得發(fā)出微波查詢信號的系統(tǒng)能夠判別出飛機的身份,此系統(tǒng)稱為IFF（Identity Friend or Foe,敵我識別）,目前世界上的飛行管制系統(tǒng)仍是在此基礎(chǔ)上建立的.

在商業(yè)上的最早的應用是EAS（電子防偽技術(shù)）,20世紀80年代RF ID技術(shù)有了大發(fā)展,當時挪威政府和幾個聯(lián)邦州政府決定利用RF ID技術(shù)在公路上建設(shè)收費站,其后收費系統(tǒng)在其他方面有了很大的發(fā)展如:滑雪收費,加油卡,電子錢包等.1999年AUTO-ID成立,它的目標是發(fā)展一套世界性的標準,該中心在2003年完成了EPC（電子產(chǎn)品條碼）的工作后關(guān)閉了,與此同時新成立的EPC global工作組繼續(xù)著工作.在當今這個競爭激烈的環(huán)境下,各個企業(yè)和公司都必須進一步地降低成本,增加收入,減少運營資本和固定資本,從而更好地滿足企業(yè)市場運作的要求,使用射頻識別技術(shù)就能夠達到這些目的.射頻的有關(guān)領(lǐng)域有:門禁保安,汽車防盜,電子物品監(jiān)控,生產(chǎn)自動化,倉儲管理,產(chǎn)品防偽,RFID卡收費,車輛識別,高速路收費,運動計時等等.20世紀80年代,由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟,射頻識別系統(tǒng)的體積大大縮小,使得射頻識別技術(shù)進入實用化的階段,成為一種成熟的自動識別技術(shù).

3 與汽車相關(guān)領(lǐng)域的運用

3.1 電子不停車收費系統(tǒng)（ETC）

電子不停車收費系統(tǒng)（Electronic Toll Collection,簡稱ETC）是一種用于公路、大橋和隧道的電子自動收費系統(tǒng).它應用RFID技術(shù),通過路側(cè)天線與車載電子標簽之間的專用短程通訊,在不需要駕駛員停車和其他收費人員采取任何操作的情況下,自動完成收費處理全過程.ETC目前在歐美應用已經(jīng)比較成熟普遍,我國也已經(jīng)在廣東、四川等地的高速公路上投入應用.通過應用不停車收費系統(tǒng)可以提高通過效率,是緩解收費站交通堵塞的有效手段.同時通過RFID技術(shù)實現(xiàn)無人為干預的收費,有效地遏制了偷逃過路費,收費人員玩忽職守、營私作弊等行為.ETCETC系統(tǒng)的工作流程如下.a.存儲有車型、車號、金額、有效期等信息的射頻電子標簽卡被安裝在汽車前方擋風玻璃內(nèi)側(cè)的左下角,以不遮擋駕駛員視線為準,當持卡車輛進入不停車收費車道時,讀寫器讀取該車SENSE-9520系列射頻電子標簽卡上的信息（車型、車號、剩余金額和有效期等）.b.從車載射頻電子標簽卡讀取的信息、所采集到的數(shù)據(jù)均被送到車道控制計算機內(nèi)進行分析比較,進行收費等一系列處理.c.如來車所持射頻電子標簽卡為有效卡,則通行.d.如來車所持射頻電子標簽卡為無效卡,則通行信號燈、自動欄桿關(guān)閉;轉(zhuǎn)到人工收費進行處理.e.射頻電子標簽卡的銷售和費用結(jié)算均在收費中心（即購卡中心）進行.

3.2 汽車生產(chǎn)線上的應用

將射頻技術(shù)用在汽車生產(chǎn)流水線上,實現(xiàn)自動控制、監(jiān)視,提高生產(chǎn)率,改進生產(chǎn)方式,節(jié)約了成本,使生產(chǎn)流程更加合理.如圖14所示.目前國外一些汽車生產(chǎn)廠在焊接、噴漆和裝配等生產(chǎn)線上,都采用了RFID技術(shù)來監(jiān)控生產(chǎn)過程,比較早的是豐田汽車南非廠、大眾、福特.國內(nèi)汽車制造廠也逐步認識到該技術(shù)的優(yōu)勢,有采用的傾向和行動.如上汽集團下屬的上海汽車制動系統(tǒng)有限公司在制動器生產(chǎn)流水線上已經(jīng)采用了RFID技術(shù).據(jù)悉,通過對電子標簽讀取信息,再與生產(chǎn)計劃、排程排序相結(jié)合,對生產(chǎn)線上的車體等給出一個獨立的識別編號,實現(xiàn)對車輛跟蹤;在焊接生產(chǎn)線上,采用耐高溫、防粉塵/金屬、防磁場、可重復使用的有源封裝RFID標簽,通過自動識別作業(yè)件來監(jiān)控焊接生產(chǎn)作業(yè);在噴漆車間采用防水、防漆RFID標簽,對汽車零部件和整車進行監(jiān)控,根據(jù)排程安排完成噴漆作業(yè),同時減少污染;在裝配生產(chǎn)線上,根據(jù)有供應鏈計劃器編排出的生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)排程與排序,通過識別RFID標簽中的信息,完成混流生產(chǎn).

射頻技術(shù)在汽車生產(chǎn)線上的應用使得汽車生產(chǎn)的柔性化和按訂單生產(chǎn)成為可能,車體信息檔案也將伴隨一輛車從制造到銷售,再到售后服務(wù)的全過程,為汽車的生產(chǎn)管理和售后服務(wù)提供強大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),為整車終身的品質(zhì)跟蹤、事故分析等提供第一手資料.利用射頻技術(shù)還可以實現(xiàn)對汽車關(guān)鍵件、安全件可追溯性管理.一些標準件、形狀及采用的零部.

4 射頻識別技術(shù)在汽車防盜上的應用

汽車防盜裝置經(jīng)歷了機械式、電子式、芯片式和網(wǎng)絡(luò)式四個發(fā)展階段.目前主要采用電子式,并正逐步向網(wǎng)絡(luò)式過渡,電子警報系統(tǒng)是目前汽車上最為流行的防盜裝置,設(shè)計先進、結(jié)構(gòu)復雜.不過功能都是單一的:發(fā)出警報信號,求助于人及嚇走竊賊.芯片式數(shù)碼防盜器是現(xiàn)在汽車防盜器發(fā)展的重點,大多數(shù)轎車均采用這種防盜方式作為標配防盜器.芯片式數(shù)碼防盜器基本原理是鎖住汽車的啟動系統(tǒng)、電路和油路,在沒有芯片鑰匙的情況下無法啟動車輛.目前進口的很多高檔車,國產(chǎn)的大眾、廣州本田、東風日產(chǎn)等車型已裝有原廠的芯片防盜系統(tǒng).

第四代電子防盜系統(tǒng)除了比以往的電子防盜系統(tǒng)更有效地起到防盜作用外還具有其他先進之處它獨特的射頻識別技術(shù)（RF ID）可以保證系統(tǒng)在任何情況下都能正確識別駕駛者.在駕駛者接近或遠離車輛時可自動識別其身份自動打開或關(guān)閉車鎖.以后汽車防盜將朝著網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展,結(jié)合現(xiàn)在流行的射頻技術(shù)或GPS系統(tǒng)構(gòu)建汽車信息網(wǎng)絡(luò).

防止汽車被盜主要是防止發(fā)動機不正當啟動.要求具有獨立報警功能,且當發(fā)現(xiàn)不正當啟動發(fā)動機時,便可以切斷發(fā)動機的工作.切斷方式有:切斷發(fā)動機點火;切斷發(fā)動機燃油供應;不能啟動發(fā)動機;切斷車輛其他相關(guān)系統(tǒng).利用數(shù)碼防盜器可以鎖住汽車的啟動系統(tǒng)、電路和油路,在沒有芯片鑰匙的情況下無法啟動車輛.數(shù)字化的密碼重碼率極低而且要用密碼鑰匙接觸車上的密碼鎖才能開鎖,杜絕了被掃描的弊病,這是R F ID較新的應用.目前已經(jīng)開發(fā)出了足夠小的、能夠封裝到汽車鑰匙當中含有特定碼字的射頻卡.它需要在汽車上裝有讀寫器,當鑰匙插入點火開關(guān)時,芯片向收發(fā)線圈輸送發(fā)信號（相當于加密密碼）假如防盜控制器識別編碼不正確,就會立刻指令發(fā)動機電腦板切斷供油和點火系統(tǒng),使發(fā)動機無法啟動.用這種電子驗證的方法,汽車的中央計算機也就能容易防止短路點火.與帕薩特類似寶來轎車原廠防盜器是利用各個傳感器傳遞符合原定的脈沖信號達到合法啟動的效果.當汽車內(nèi)部監(jiān)控電腦得不到相關(guān)信息后就會默認為非法啟動.控制單元就會下令電子點火系、起動系、供油系停止工作起到斷油、斷電的效果,使汽車無法啟動達到防盜作用.還有在廣本的雅閣、奧德賽兩款車所安裝的電子防盜器一般有兩種,一發(fā)動機鎖止系統(tǒng)另一種為安全防盜系統(tǒng).發(fā)動機鎖止系統(tǒng)是將車匙電子化,通過車匙、防盜模塊和發(fā)動機ECU之間的通信.識別密碼吻合后,方能啟動發(fā)動機.

另一種汽車防盜系統(tǒng)是司機自己帶有一射頻卡,其發(fā)射范圍是在司機座椅45～55cm以內(nèi),讀寫器安裝在座椅的背部.當讀寫器讀取到有效的ID號時,系統(tǒng)發(fā)出三聲鳴叫,然后汽車引擎才能啟動.該防盜系統(tǒng)還有另一強大功能:倘若司機離開汽車并且車門敞開引擎也沒有關(guān)閉,這時讀寫器就需要讀取另一有效ID號;假如司機將該射頻卡帶離汽車,這樣讀寫器不能讀到有效ID號,引擎就會自動關(guān)閉,同時觸發(fā)報警裝置.

5 結(jié)論

射頻技術(shù)現(xiàn)在發(fā)展很快,應用的范圍也很廣泛,由于RFID技術(shù)的成熟及成本的降低,利用射頻技術(shù)可以應用于汽車生產(chǎn)、管理、防盜等方面.即從汽車生產(chǎn)制造延伸至汽車服務(wù),直到報廢汽車回收.運用RFID技術(shù)于汽車產(chǎn)業(yè),必將大大促進管理,提高效率.本文只是對射頻技術(shù)在汽車相關(guān)領(lǐng)域的應用作了一個簡單的總結(jié).除了在技術(shù)上堅持自主研發(fā)的基礎(chǔ)外我國還應該引進國外先進技術(shù),加快RFID技術(shù)應用與發(fā)展,建立、健全以企業(yè)為中心的技術(shù)創(chuàng)新體系,使我國的汽車工業(yè)發(fā)展得更快.

〔1〕韓成浩,翁元爐,李猛,靳京.基于射頻技術(shù)的無線識別系統(tǒng)設(shè)計[J].吉林工程技術(shù)師范學院學報,2009（04）.

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TP277

A

1673-260X（2011）10-0139-02

安徽省蚌埠學院重點項目（BBXYGC2010A02）；國家自然科學基金項目“新型多通道聲表面波氣體傳感器研究”的子課題“多通道聲表面波氣體傳感器檢測電路研制”（60572018）