[发明专利]一种基于RFID的叉车防碰撞系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于RFID的叉车防碰撞系统和方法，属于无线通信和物联网技术领域。

背景技术

在国际上，一些先进国家自80年代末便开始研究汽车防碰撞系统。在90年代初，美、德、日等国家已报道在民用汽车上装备了防碰撞系统。然而，我国在防碰撞系统方面的起步却比较晚，技术尚且不成熟，所以尚未见到有批量化生产和装备汽车的报道。随着无线通信技术和互联网技术的不断发展，网络的数据承载能力和数据处理能力日新月异。同时，互联网中现有的信息已经无法完全满足网络用户日益增长的信息需求量。人们开始尝试通过新的无线通信技术将越来越多的设备乃至各种物品抽象为网络中的节点，接入到互联网之中。在此基础上，人们可以通过网络来管理控制各种设备和物品，并与他们进行信息交换和共享。

这种以互联网为核心拓展和延伸而成的物物相连的网络被称为物联网。物联网的定义是通过射击频技术(即RFID)、红外感应器、全球定位系统等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

物联网覆盖到的行业很多，而在对传感网技术的开发和市场的拓展中，其中非常关键的技术之一就是RFID技术。其实质，就是利用RFID技术，结合已有的网络技术、数据库技术、中间件技术等，构筑一个由大量联网的阅读器和无数移动的标签组成的比互联网更为庞大的物联网。

RFID(RadioFrequencyIdentification)技术，又称无线射频识别，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。在现有的短距离无线通信技术中，RFID具有读取方便快捷、识别速度快、使用寿命长和成本低廉等显著优点。目前，RFID技术广泛应用于移动支付、门禁控制、包裹追踪识别、后勤管理、产品防伪、移动商务、票证管理、物料管理、汽车防盗器、停车场管制、生产线自动化等方面。

物联网与RFID等无线通信技术是密不可分的。物联网的准确概念是1999年由MITAuto-ID中心的Ashton教授在研究RFID时提出来的。另外，以RFID为代表的短距离无线通信技术是物联网系统在组网阶段的关键技术之一。其次，在物联网的发展也带动了人们对无线传感器等无线通信设备的需求增长，同时也促进了无线通信技术向高速率，低能耗，抗干扰方向发展。

在定位领域，为了弥补GPS在室内由于建筑物的阻挡和多径效应定位效果的骤降，出现了基于RFID技术的室内定位系统。RFID定位与跟踪系统主要利用标签对物体的唯一标识特性，依据读写器与安装在物体上的标签之间射频通信的信号来测量物品的空间位置。

随着RFID技术的发展，如何实现同时与多个目标之间的正确的数据交换，即解决RFID系统中多个读写器和应答器之间的数据碰撞，成为了限制RFID技术发展的难题。近年来,RFID技术由于其非接触和非视距成本较低,传输范围大等优点有望成为室内目标跟踪定位的首选。该叉车防碰撞管理系统应用物联网技术，结合RFID定位技术实现叉车的防碰撞和智能化调度。而本发明能够很好地解决上面的问题。

发明内容

本发明目的在于解决了在仓库环境中叉车与人员、叉车与叉车之间的防碰撞预警的问题，实现了在仓库中物品和人员之间的智能化管理。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于RFID的叉车防碰撞管理系统，该系统包括布置在叉车中的叉车模块和放置在仓库中的仓库模块。

叉车模块的功能是：包括叉车的蓄电池组、车载平板电脑、RFID阅读器、RFID全向天线和位于车顶的RFID低频激活标签。其中，RFID全向天线和RFID阅读器用串口进行连接，并使用叉车的蓄电池组为RFID阅读器供电。由于RFID标签功耗极低，故采用干电池供电，1节容量500mAh的扣式锂锰电池即可满足该标签工作一年的电力需求。

仓库模块的功能是：包括电源模块、RFID天线和阅读器、低频激活器、低频棒状天线、以太网交换机、服务器和显示器。RFID天线与RFID阅读器用串口连接后，再通过电缆与以太网交换机相连，最后连接到服务器上。另外，为了确保定位的精确程度，每个低频激活器需要连接若干个低频棒状天线，作为定位的参考。

电源模块(即：叉车蓄电池组)采用48V直流电的方式向RFID阅读器供电。低频激活器、交换机、服务器和显示器均使用普通的220V交流电，并不需要额外的电源模块。