車輛回場檢查管理系統設計

馬興成

哈爾濱工程大學自動化學院，黑龍江哈爾濱150001

為確保城市公交車的行車安全，公交公司要求車輛每天必須到檢測場進行車況檢查，以發現并排除車輛的事故隱患。傳統的檢查方法是人工記錄回場車輛，最后檢測場再進行人工統計。這種方法不但工作強度大，而且存在漏簽和非法替簽等現象。所以只有通過先進技術實現自動化管理，才能切實落實安全管理制度。本系統采用先進的射頻識別（RFID）技術和軟件技術實現了自動化管理，具有以下特點：1）車輛自動識別；2）自動生成各類統計報表；（3）自動通過電子郵件方式傳輸數據。通過用戶2年多實際運行，效果理想，具有推廣價值。

1 系統概述

射頻標簽也稱電子標簽，是一種自動識別技術，它的特點是可進行遠距離識別，且具有廣泛的應用前景，如物流和倉儲管理、智能停車場管理、路橋收費、生產線管理、產品防偽檢測等。本系統是作者為某城市公交公司設計的車輛回場檢查管理系統，通過在每臺公交車車窗上貼上惟一標識該車輛的射頻標簽，當車輛進入檢查站時就會被自動識別，并記錄下該車輛的回場時間，這其中就采用了射頻識別技術實現了自動車輛識別。該系統由個人計算機、遠距離電子標簽讀寫器、軟件系統組成。標簽識別程序模塊以SRR101型UHF型遠距離電子標簽讀寫器進行設計。電子標簽讀寫器的主要技術參數是：1）工作頻率：國標（920～925 MHz）、美標（902～928 MHz）或定制其他頻段跳頻或定頻工作；2）讀卡距離：識別距離調整范圍為1～12 m；3）讀卡時間：單標簽64位ID 號讀取時間＜6 ms；4）接口方式：RS232、RS485、Wiegand26；5）標簽類型：ISO18000－6B、ISO18000－6C（EPC GEN2）；6）工作方式：主從工作方式、定時工作方式、觸發工作方式。本系統個人計算機與電子標簽讀寫器之間通過RS232串口連接。軟件系統由應用程序和數據庫組成。軟件系統自動生成車輛回場報表，通過寬帶網絡以電子郵件方式將報表數據信息上傳到上級管理部門。

2 系統功能

管理系統的功能包括：基礎信息維護、當班車輛設置、車輛回場記錄、報表生成，數據上報、數據管理等，系統功能圖如圖1所示。

圖1 系統功能圖

基礎信息維護內容包括單位信息、車隊信息和車輛信息。當班車輛設置是確定當日應該回場的車輛，可自動從前一日繼承，也能手工設置和修改。車輛回場記錄是通過射頻識別自動獲取車輛回場的車號和回場時間，支持人工錄入。報表生成根據當班車輛信息和車輛回場記錄自動生成Excel格式的回場檢查日報明細表、匯總表和月匯總表。數據上報功能實現通過電子郵件將Excel表格上傳到管理部門。數據管理包括數據備份、恢復等。還有其他如用戶管理、設備參數設置等。

按照上述功能的要求，在管理數據庫中設計的表格包括：車輛單位（單位名稱、車場名稱、單位代號、系統代號、車場級別），車輛（序號、隊別、車號、自編號、標簽號），隊別（序號、隊別、包含路別），當日班次（隊別、車號、自編號、路別、當日班次、日期），車輛回場記錄（序號、回場日期時間、標簽號、車號、自編號、路別、數據采集方式、車輛存在問題），回場檢查日報（序號、日期、隊別、車號、自編號、路別、當日班次、是否回場、回場時間、車輛存在問題、備注），回場檢查日匯總（序號、日期、車隊、應查數量、實查數量、回場檢查率、未回場車輛明細、存在問題車輛），串口與設備（串口、天線功率、蜂鳴器狀態），用戶（用戶代碼、姓名、口令、權限），郵箱設置（發件人郵箱、SMTP主機、帳號、密碼、收件人、郵件標題）。

3 系統設計

3.1 開發工具與數據庫的選擇

開發工具采用Borland Delphi 7.0，它是Windows環境下最優秀的快速應用開發工具，是基于組件技術的可視化開發集成環境，完全支持面向對象技術，在數據庫應用系統開發和網絡應用系統開發方面表現出眾。數據庫系統采用Microsoft Access 2003數據庫，它是被廣泛使用的一種桌面型關系數據庫，使用方便，便于系統的數據庫移植和維護。Delphi中對數據庫的訪問使用先進的ADO組件，與數據庫的連接采用ODBC技術。

3.2 車輛回場檢查管理程序設計

車輛回場檢查管理程序包括登錄窗口、主窗口、各種信息維護窗口、記錄回場車輛窗口、統計報表窗口、數據上傳窗口等。車輛維護窗口是重要的1個信息維護窗口中，界面如圖2所示。圖中標簽號為96位二進制信息，為便于閱讀，以十六進制顯示，字節中間插入空格。

圖2 車輛維護窗口

3.3 射頻標簽識別設計

軟件的核心部分是讀卡程序，即射頻標簽的識別程序，在車輛信息維護和回場記錄中調用標簽識別程序實現自動識別。標簽識別程序的設計必須根據使用的識別設備進行，為適應軟件系統對不同設備的使用能力，標簽識別程序設計為單獨的程序模塊。當對不同型號的設備替換系統時，僅替換新的標簽識別模塊即可。隨SRR101設備帶有的接口程序，提供了對設備操作的所有功能函數，以動態連接庫形式給出，其中的重要函數包括CommOpen（串口打開）、CommClose（串口關閉）、ResetReader（復位讀寫 器 ）、 SetBaudRate （ 設 置 波 特 率 ）、Gen2MultiTagIdentify（識別標簽）。程序中對所有的函數都聲明為外部DLL函數，寫明調用參數和調用格式，編寫的標簽識別模塊程序中調用這些函數。在主程序中初始化設備，在車輛回場記錄中通過定時器控件自動調用標簽識別程序。

3.4 Excel報表的生成

將統計數據生成Excel電子表格，可方便管理部門使用。程序中使用自動化服務器技術生成Ex?cel應用，并打開Excel文件模板，程序對其單元格寫數據。關閉時另存為Excel格式的日報表數據如圖3所示。

圖3 自動生成的Excel表格

3.5 發送郵件功能的設計

將發送郵件的功能設計在程序中，能方便用戶日常使用。設計的方法是基于TIdSMTP和TIdMes?sage組件技術，TIdSMTP組件的主要屬性包括Host、Username、Password、Port、AuthenticationType，分別存放發件人郵箱主機、用戶名、口令、端口。TIdSMTP組件的操作函數包括 Connect、Send、Disconnect，分別用來連接郵箱服務器、發送郵件、斷開連接。與TIdSMTP組件配合使用的組件是TIdMessage，用來封裝郵件信息，它的主要屬性包括 Body、Subject、From、Recipients、MessageParts等。 要通過附件發送信息時，必須聲明1個TIdAttachment類型的變量。設計完成的運行界面如圖4所示。

圖4 數據上報窗口

3.6 其他功能的設計

包括用戶管理，修改口令，串口與設備設置，車輛問題字典，數據備份，數據清除，數據恢復，打印機設置等。用戶管理是管理可操作本軟件系統的操作人員，可增加、刪除、修改用戶信息，并設置操作權限。權限分管理員權限和操作員權限。

4 結束語

本系統通過使用電子標簽自動識別技術實現了車輛回場檢查管理自動化。系統基于數據庫技術，自動統計回場檢查車輛的日報表和月報表，并通過網絡以電子郵件形式上傳報表，減輕了工作人員勞動強度，提高了管理水品，受到用戶好評。為使系統更加完善，下一步的工作包括，1）增加視頻拍照功能，這樣可以作為核對或解決管理工作中出現爭議的依據，增加監管強度，2）是在安全性方面進行改進，如在E?mail通信中使用數字簽名技術，確保通信過程信息完整可靠。

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