[实用新型]一种基于GPS和RFID的车辆自动控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于车辆自动控制技术领域，具体涉及一种基于GPS和RFID的车辆自动控制系统。

背景技术

矿用机械行业(如矿山机械作业过程中)、公共卫生行业(如垃圾掩埋)、港口货运以及仓库物流等行业或者工作环境恶劣、粉尘浓厚，或者有害气体浓度较高，或者机械性重复工作较多，不仅给运输车辆司机带来严重的安全隐患，而且机械性重复大量的工作也使司机容易疲劳。实现工作中，一方面需要给司机做好足够的安全防护措施，另一方面在实际作业过程中，例如转弯等情况由于无法预知，给司机带来很大的安全威胁。同时由于在工作中可能需要司机不间断的工作，这也给司机的体力带来的巨大压力。再则，在实际工作中由于通讯不及时，可能需要调度室人员配合各机车司机进行工作，浪费了人力，且整体工作效率偏低。

GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码(简称伪码)发射导航电文。C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。这种通过GPS系统即可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的车辆导航定位。

RFID设备工作原理是：当装有无源电子标签的物体在距离0～10米范围内接近读写器时，读写器受控发出微波查询信号；安装在物体表面的电子标签收到读写器的查询信号后，将此信号与标签中的数据信息合成一体反射回电子标签读出装置，反射回的微波合成信号已携带有电子标签数据信息，读写器接收到电子标签反射回的微波合成信号后，经读写器内部微处理器处理后即可将电子标签贮存的识别代码等信息分别读取出。

由于矿山机械行业的露天工作特性，信号接收能力较强，且RFID技术现在已经较为成熟，可以考虑将这两方面的技术应用于矿用车辆的自动控制上。到目前为止，对于GPS&RFID信息相互补充的车辆自动控制系统尚无相关报道。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种可避免出现上述技术缺陷的基于GPS和RFID的车辆自动控制系统及方法，本实用新型旨在利用现有的GPS定位系统以及RFID技术获取车辆在行进过程中的车辆实时位置信息之后，根据该信息驱动车辆进行自动控制，从而达到车辆在作业情景较恶劣、作业路况较复杂的环境下无人操作、自动驾驶的目的。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于GPS和RFID的车辆自动控制系统，包括车辆、红外线探测器、RFID标签、车载RFID阅读器、GPS、车辆信号接收装置、车载GPS定位系统、信息解读装置、车辆自动控制系统，其中：

所述红外线探测器分别安装在车辆前端和两侧；

所述RFID标签布置在所述车辆行驶沿线的位置；

所述车载RFID阅读器设置在所述车辆上，用于阅读所述车辆行驶沿线布置的RFID标签；

所述车辆信号接收装置安装在所述车辆上，用于接收所述GPS的GPS定位信息；

所述车载GPS定位系统接收所述车辆信号接收装置接收到的GPS定位信息；

所述信息解读装置接收并分析所述RFID阅读器接收到的信息和所述GPS定位信息；

所述车辆自动控制系统接收所述信息解读装置的指令并对所述车辆进行控制。

进一步地，所述车辆自动控制系统包括主控单元、数据总线、控制装置和步进电机，所述主控单元通过所述数据总线将信号传递给所述控制装置，所述控制装置对所述步进电机进行控制。

进一步地，所述主控单元为ARM9。