RFID電子標(biāo)簽在CNG信息化集成監(jiān)管的應(yīng)用

摘 要

摘要：東莞市引入了RFID電子標(biāo)簽、RFID手持機(jī)和CNG信息化集成監(jiān)管平臺等新設(shè)備、新技術(shù)，給每個(gè)CNG氣瓶粘貼兩個(gè)電子標(biāo)簽。加氣時(shí)利用RFID手持機(jī)對電子標(biāo)簽進(jìn)行掃描，手持機(jī)根據(jù)電
摘要：東莞市引入了RFID電子標(biāo)簽、RFID手持機(jī)和CNG信息化集成監(jiān)管平臺等新設(shè)備、新技術(shù)，給每個(gè)CNG氣瓶粘貼兩個(gè)電子標(biāo)簽。加氣時(shí)利用RFID手持機(jī)對電子標(biāo)簽進(jìn)行掃描，手持機(jī)根據(jù)電子標(biāo)簽內(nèi)存儲的檢驗(yàn)、充裝數(shù)據(jù)判定氣瓶是否超期服役、是否檢驗(yàn)合格，不合格的則報(bào)警，合格的則啟動加氣機(jī)自動加氣。通過科技信息化手段從根本上杜絕CNG車輛的非法改裝和不合格氣瓶的使用，有效遏制CNG安全事故發(fā)生并提高了加氣效率。在加氣流程規(guī)范化和氣瓶檢查高效化方面作出了積極的嘗試，并取得了滿意的效果。
關(guān)鍵詞：RFID；CNG；電子標(biāo)簽；集成監(jiān)管
    進(jìn)入21世紀(jì)，天然氣已經(jīng)成為汽車的一種重要替代燃料。全世界共有40多個(gè)國家正在大力發(fā)展CNG汽車，全球CNG汽車數(shù)量已達(dá)近千萬輛。近年來，中國CNG汽車和CNG加氣站的數(shù)量也在快速增長。自1999年中國CNG汽車起步到2007年，我國共在130城市中建成CNG加氣站858座，全國CNG汽車29.6萬輛，東莞市已建成加氣站11座，正規(guī)改裝CNG汽車6000多輛。隨著CNG的廣泛應(yīng)用以及數(shù)量的不斷增加，CNG汽車和CNG氣瓶的安全問題應(yīng)引起高度重視。

    由于CNG氣瓶量大面廣，流動性強(qiáng)，安全監(jiān)管難度大，稍有不慎，就會釀成群死群傷的重特大事故，安全形勢異常嚴(yán)峻，所以遏制氣瓶事故多發(fā)的勢頭，解決目前存在的問題，創(chuàng)新氣瓶安全監(jiān)管手段已成為當(dāng)務(wù)之急。而行之有效的途徑就是必須改變過去的管理模式，走一條科學(xué)合理、高效可靠、全面動態(tài)的以CNG氣瓶為核心的CNG信息化安全監(jiān)管新路徑。
    RFID(Radio Frequency Identification)，即無線射頻識別，俗稱電子標(biāo)簽。RFID技術(shù)是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。系統(tǒng)是利用先進(jìn)的RFID技術(shù)對氣瓶進(jìn)行標(biāo)識和管理，結(jié)合微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動控制技術(shù)，在每只氣瓶上安裝一枚電子標(biāo)簽，賦予每只氣瓶唯一的“電子身份證”，將氣瓶信息、充裝信息、檢驗(yàn)信息、使用信息和監(jiān)察信息固化于電子標(biāo)簽中，“一瓶一證”，“一瓶一檔”，有據(jù)可查，對氣瓶進(jìn)行動態(tài)追蹤管理和控制。
2 項(xiàng)目建沒思路
    當(dāng)前存在的監(jiān)管瓶頸和CNG車載氣瓶的隱患，突顯出監(jiān)管工作的重要性和急迫性，尤其是迫切需要運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段來消除這些安全隱患。因此，建立以高科技為支撐，配合監(jiān)管部門實(shí)現(xiàn)對CNG氣瓶等特種設(shè)備的微觀監(jiān)控和實(shí)時(shí)動態(tài)跟蹤是進(jìn)一步加大監(jiān)管力度，建立安全監(jiān)管長效機(jī)制的重大舉措。
    為從根本上杜絕CNG車輛的非法改裝和不合格氣瓶的使用，有效遏制CNG安全事故發(fā)生，因此在我市推廣使用CNG信息化集成監(jiān)管系統(tǒng)。
該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)改裝信息、氣瓶信息、檢驗(yàn)信息、車輛信息和加氣信息的集成，實(shí)現(xiàn)對CNG改裝車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)對CNG車輛加氣前的身份識別，打擊非法改裝、杜絕給不合格車輛和氣瓶加氣，如圖2。
 
3 項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)
    通過項(xiàng)目建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對CNG汽車改裝、年審和CNG氣瓶安裝、充裝、檢驗(yàn)、報(bào)廢的全過程監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：
    (1) 系統(tǒng)將集成車輛信息、改裝信息、定期維護(hù)信息、氣瓶信息、加氣信息等，實(shí)現(xiàn)對CNG改裝車輛、氣瓶充裝和氣瓶的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
    (2) 實(shí)現(xiàn)充氣前進(jìn)行身份識別，非法改裝車輛、不定期維護(hù)CNG車輛、未經(jīng)年審或年審不合格車輛、逾期不檢驗(yàn)或檢驗(yàn)不合格、過期氣瓶等問題牟輛和氣瓶將無法進(jìn)行充裝，從而大大降低事故發(fā)生的可能性。
    (3) 提高加氣效率，縮短加氣時(shí)間，減少加氣操作人員的工作量。
    (4) 搭建CNG集成監(jiān)管平臺，可按照不同權(quán)限進(jìn)行管理查詢等，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，提高管理效率和決策水平。
4 項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容
    本系統(tǒng)是運(yùn)用射頻識別技術(shù)(RFID)、數(shù)據(jù)加密技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、防爆技術(shù)和嵌入式操作系統(tǒng)技術(shù)，全新研發(fā)的CNG信息化集成監(jiān)管系統(tǒng)。系統(tǒng)對CNG汽車和氣瓶使用的全牛命周期的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)管，對氣瓶安全充裝全過程進(jìn)行智能控制和信息處理，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人為監(jiān)管手段的不足，為安全監(jiān)管部門提供了全新的技術(shù)手段，有助于保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全和社會的和諧穩(wěn)定。
4.1 CNG氣瓶標(biāo)簽安裝
    為全市每只CNG氣瓶(約6000只)配發(fā)一枚身份證(電子標(biāo)簽)，對公交環(huán)衛(wèi)等車輛配發(fā)一枚身份證(車用氣瓶判定電子標(biāo)簽)。每臺車輛粘貼有2個(gè)標(biāo)簽，一個(gè)主標(biāo)簽(粘貼于鋼瓶上)，一個(gè)副標(biāo)簽(粘貼于前擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè))，副標(biāo)簽連續(xù)掃描10次后必須掃描一次主標(biāo)簽，循環(huán)掃描。將電子標(biāo)簽、氣瓶、車輛綁定在一起。建立車輛、氣瓶完整信息及全生命過程檔案信息庫，記錄其改裝、充裝、檢驗(yàn)、報(bào)廢等過程每筆記錄。

4.2 改裝廠、檢驗(yàn)站和加氣站信息化配套改造建設(shè)
    改裝廠進(jìn)行信息化配套改造建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對CNG車輛改裝的監(jiān)管。
    檢驗(yàn)站進(jìn)行信息化配套改造建設(shè)，實(shí)現(xiàn)對CNG氣瓶檢驗(yàn)的監(jiān)管。
    CNG加氣站進(jìn)行信息化配套改造建設(shè)，實(shí)現(xiàn)充裝記錄的實(shí)時(shí)上傳和斷點(diǎn)續(xù)傳功能，滿足在線和離線加氣的需要，并實(shí)現(xiàn)手持瀆寫器程序的在線更新，滿足對加氣控制變更的需要；進(jìn)行加氣機(jī)改造，加氣人員用手持讀寫器對標(biāo)簽信息進(jìn)行讀寫、并對加氣槍進(jìn)行控制，對符合條件的氣瓶打開加氣槍充裝，不合格氣瓶加氣槍不能打開，并顯示不合格原因，從而實(shí)現(xiàn)對氣瓶安全充裝的動態(tài)管理。
5 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
5.1 系統(tǒng)主要功能
    (1) 實(shí)現(xiàn)完整的CNG氣瓶生命周期的信息化集成監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)對改裝廠、檢驗(yàn)站和加氣站的信息化集成管理，實(shí)現(xiàn)部門監(jiān)管功能，并實(shí)現(xiàn)政府部門和企業(yè)實(shí)現(xiàn)雙向消息互動；實(shí)現(xiàn)對汽車改裝的備案管理，為車輛年審提供管理數(shù)據(jù)支持。
    (2) 為各政府部門提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計(jì)功能，實(shí)現(xiàn)CNG氣瓶、CNG車輛改裝和加氣站管理提供數(shù)據(jù)支持。
5.2 總體流程
 
5.3 CNG加氣站
    加氣站充氣前，加氣人員首先應(yīng)通過手持機(jī)掃描汽車/氣瓶電子標(biāo)簽讀取相關(guān)信息，手持機(jī)自動分析這些信息，如判斷該氣瓶是否合格、是否在有效檢驗(yàn)周期內(nèi)等，如果合格，加氣機(jī)自動啟動，自動記錄該次加氣數(shù)據(jù)，通過無線傳輸技術(shù)傳輸?shù)郊託夤芾碜酉到y(tǒng)，加氣管理子系統(tǒng)自動上傳到數(shù)據(jù)中心，實(shí)時(shí)完成加氣記錄的自動記錄和上傳，最終使非法氣瓶不能得到加氣。
    (1) 每臺加氣機(jī)配1臺手持讀寫器，控制兩條加氣槍的啟動。
    (2) 操作員上班時(shí)通過員工卡進(jìn)行授權(quán)，下班時(shí)再次掃描其員工卡，加氣數(shù)據(jù)記錄保存員工號。
    (3) 車輛進(jìn)站后，操作員將加氣槍與車輛氣瓶連接好，選擇當(dāng)前使用的槍號，使用手持讀寫器對電子標(biāo)簽進(jìn)行掃描和解密，判斷氣瓶標(biāo)簽信息的有效性，對符合條件的氣瓶打開加氣槍充裝，不合格氣瓶則加氣槍不能打開，并顯示不合格原因。
    (4) 對于驗(yàn)證合格的鋼瓶，手持讀寫器通過433MHz無線網(wǎng)絡(luò)，將標(biāo)簽數(shù)據(jù)加密傳輸給加氣機(jī)，并啟動加氣，加氣結(jié)束后，保存標(biāo)簽信息和加氣記錄，并實(shí)時(shí)傳輸給管理平臺。
5.4 管理平臺層
    本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)CNG集成監(jiān)管所需的相應(yīng)功能，存儲全市所有數(shù)據(jù)，包括各改裝管理子系統(tǒng)、檢驗(yàn)管理子系統(tǒng)和加氣管理子系統(tǒng)，同時(shí)接收子系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，包括改裝廠、檢驗(yàn)站、加氣站上傳的數(shù)據(jù)。
6 系統(tǒng)特點(diǎn)
    (1) 項(xiàng)目建成后，我市所有氣瓶上都將安裝一枚唯一的電子標(biāo)簽，杜絕了過期氣瓶和報(bào)廢氣瓶繼續(xù)充裝，以及使用假冒汽車改裝證或氣瓶使用登記證等現(xiàn)象。
    (2) 手持機(jī)掃描到合格的鋼瓶后，自動啟動加氣機(jī)加氣，提高了充裝效率。
    (3) 實(shí)現(xiàn)對氣瓶使用的生命周期(安裝、檢驗(yàn)、充裝、報(bào)廢)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)管，特別是對氣瓶安全充裝過程進(jìn)行智能控制及信息處理。
(4) 加氣站氣瓶充裝的各種信息實(shí)時(shí)地傳送到數(shù)據(jù)中心，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和保存，管理部門可以進(jìn)行實(shí)時(shí)動態(tài)管理，建立起了安全監(jiān)管的長效機(jī)制。
7 結(jié)束語
該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了改裝信息、氣瓶信息、檢驗(yàn)信息、車輛信息和加氣信息的集成，實(shí)現(xiàn)對CNG改裝車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)了CNG車輛加氣前的身份識別，打擊非法改裝、杜絕給不合格車輛和氣瓶加氣。保障了氣瓶的安全使用和加氣站的規(guī)范操作，對從根本上杜絕CNG車輛的非法改裝和不合格氣瓶的使用，有效遏制CNG安全事故的發(fā)生具有重要意義。
參考文獻(xiàn)
1 王莉.淺談我國CNG加氣站和CNG汽車的發(fā)展[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2003；5：4-5
 
(本文作者：肖靜平1 陶文彬1 袁超杰2 1.東莞新奧燃?xì)庥邢薰?523000；2.成都華氣厚普機(jī)電科技有限責(zé)任公司 610100)