【正文】 通信設(shè)備，由調(diào)度中心向車輛駕駛員發(fā)出調(diào)度命令，駕駛員只能根據(jù)自己的判斷說出車輛所在的大概位置，而在生疏地帶或在夜間則無法確認自己的方位時甚至?xí)月?。因此，從調(diào)度管理和安全管理方面，其應(yīng)用受到限制。GPS定位技術(shù)的出現(xiàn)給車輛、輪船等交通工具的導(dǎo)航定位提供了具體的實時的定位能力。利用全球定位系統(tǒng)GPS確定貨車的位置，再通過移動技術(shù)發(fā)短信傳輸?shù)娇刂浦行?，控制中心通過短信接收裝置，將數(shù)據(jù)采集接受，通過計算機進行處理分析，最后以圖形化方式，及時顯示貨車位置，通過這種方式，物流控制中心不但可以監(jiān)控自己一城一地的物流狀況，更可以將自己物流系統(tǒng)調(diào)度延伸到全國，而不用建立起自己的通訊網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)了低成本，大范圍，體現(xiàn)了物流的效率。傳統(tǒng)的GPS車載終端系統(tǒng)主要用于車輛的定位、監(jiān)控中心遠程調(diào)度等。然而，隨著信息時代快速發(fā)展，只有GPS技術(shù)是遠不能實現(xiàn)數(shù)字物流系統(tǒng)要求的。車載貨物的智能識別是數(shù)字物流系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，將GPS和RFID技術(shù)相結(jié)合非常必要。RFID技術(shù)，即無線射頻識別技術(shù)(也稱電子標簽)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對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預(yù)，作為條形碼的無線版本，RFID技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數(shù)據(jù)可以加密、存儲數(shù)據(jù)容量更大、存儲信息更改自如等優(yōu)點，其應(yīng)用將給零售、物流等產(chǎn)業(yè)帶來革命性變化[3]。隨著RFID技術(shù)發(fā)展和完善，利用電子標簽，結(jié)合一些數(shù)據(jù)采集技術(shù)，可形成現(xiàn)場作業(yè)系統(tǒng)。從而將企業(yè)管理系統(tǒng)延伸到作業(yè)人員的手掌中或叉車上，由信息引導(dǎo)作業(yè)，使物流各個環(huán)節(jié)的工作更方便、更靈活、更智能。將無線射頻識別RFID技術(shù)與衛(wèi)星定位GPS技術(shù)融合，能形成一個流動的物體與流動車輛信息共同實時監(jiān)管的立體識別定位安全網(wǎng)絡(luò)，這是僅用GPS技術(shù)難以達到的。GPS跟蹤定位技術(shù)與RFID智能識別技術(shù)有著各自的優(yōu)勢，GPS跟蹤定位技術(shù)不受時間和空間的限制能全天候、實時、連續(xù)地提供高精度的位置、速度及時間信息，在物體跟蹤定位、車輛導(dǎo)航等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用空間；RFID無需接觸和人工干預(yù)，在物品的管理上有獨到的優(yōu)勢。將GPS定位和RFID技術(shù)結(jié)合將極大加強物流中車輛和貨物的安全管理，從而大大提高物流業(yè)的整體工作效率,有著非常大的市場應(yīng)用空間。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究現(xiàn)狀目前，RFID和GPS技術(shù)在國內(nèi)外的研究和分別應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛，但是將兩者結(jié)合起來的研究和應(yīng)用還相當少。國外一些發(fā)達國家已開始了這方面的研究。美國的鳳凰城 Sky Harbor國際機場現(xiàn)在就在使用Trans Core公司為其開發(fā)的基于RFID和GPS技術(shù)的車輛踉蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以為各種運營車輛排定服務(wù)順序，為機場今后的管理升級和加強對車輛跟蹤和安檢做好準備。該機場安裝了這一系統(tǒng)后，經(jīng)濟收益增加了25%，交通堵塞減少20%。據(jù)機場有關(guān)負責人估計，如果沒有這種無線跟蹤系統(tǒng)，毓場的工作人員至少要增力一倍甚至兩倍，才能滿足聯(lián)邦航空管理局的安檢要求[4]。日本的Kokuy公司已經(jīng)開始運用先進的RFID(電子標簽)和GPS來追蹤目標。這項技采可以實現(xiàn)很多應(yīng)用，一些偏執(zhí)的父母可以利用這個服務(wù)，選擇追蹤老人，小孩甚至迷失方向的淘氣寵物。使用該項技術(shù)可以實現(xiàn)很多功能，如果追蹤目標超出預(yù)定義范圍5公里，系統(tǒng)自動會發(fā)送一封報警郵件給監(jiān)護人[5]。除了守護功能以外，當?shù)刂С种行囊矔嵤俺霭踩呗浴币源_保該目標不會偏離太遠。 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 RFID和GPS的集成應(yīng)用研究，在我國也備受關(guān)注。但與國外相比，我國研究起步較晚。目前國內(nèi)將RFID和GPS技術(shù)集成應(yīng)用的項目研究，有2006年上海、北京等地的“電子守護神”。其研究方案是在所有進入上海、北京市場的煙花炮竹都將貼上含有數(shù)字簽名的電子標簽。由于將RFID與GPS技術(shù)相結(jié)合，使得城市的安檢等相關(guān)部門可以隨時了解每件物品的位置[6]。 研究的主要內(nèi)容RFID與GPS相結(jié)合應(yīng)用的基本思路是，存貨單元中的每個貨品都貼有一塊電子標簽，系統(tǒng)利用無線終端裝置接收貨品射頻信號和GPS位置信號，辨識幾米范圍內(nèi)所有貨品數(shù)據(jù)信息和位置信息，無線終端將該標簽所在的商品的數(shù)據(jù)信息和位置信息通過CDMA/GPRS/GSM無線網(wǎng)絡(luò)實時傳送到接收計算機上，數(shù)據(jù)自動進人中心數(shù)據(jù)庫。物流管理者可識別特定時間內(nèi)所有貨品的數(shù)據(jù)信息和位置信息，進而實現(xiàn)遠程接收、分揀、裝卸、運送、監(jiān)控等流程的信息自動化過程。通過Internet與企業(yè)數(shù)據(jù)庫對接，用戶還可以在網(wǎng)上實現(xiàn)對所關(guān)心的車輛、貨品實現(xiàn)查找跟蹤功能。2 RFID與GPS技術(shù)的概述 RFID與GPS技術(shù)概況 GPS技術(shù)概況全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS是美國從二十世紀70年代開始研制，歷時20年，耗資200億美元，于1994年全面建成，具有在海陸空進行全方位實時三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS的基本定位原理是：衛(wèi)星不問斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息，用戶接收到三顆以上的衛(wèi)星數(shù)據(jù)后，根據(jù)高速運動的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會的方法，確定接收機的三維位置，三維方向以及運動速度和時間信息。 GPS 的基本定位原理是:以高速運動的衛(wèi)星瞬間位置(X、Y、Z) 作為已知的起算數(shù)據(jù),衛(wèi)星不間斷發(fā)送自身星歷參數(shù)和時間信息至接收端,當用戶設(shè)備接收到信息后,采用空間距離后方交匯的方法,計算出接收機的三維位置、三維方向以及運動速度和時間信息。通常由于存在著衛(wèi)星與地球間的始終誤差,由此引入用戶時鐘誤差作為第四個變量。計算公式如下:( Ri ct) = (X Xi) 2 + ( Y Yi) 2 + ( Z Zi) 2式中i = 1～4 ,c 為光速,t 為時鐘誤差。因此,通常至少要接收4 顆衛(wèi)星坐標才能定出地面位置的坐標。當僅接收到3 顆衛(wèi)星的情況下,所能夠提供的僅為二維坐標[7]。GPS技術(shù)在車輛監(jiān)控方面的研究與應(yīng)用在中國目前屬于起步階段。人們利用GPS的特點，將GPS技術(shù)應(yīng)用于汽車導(dǎo)航和交通管理工程中。由于GPS的首要功能就是提供三維導(dǎo)航，所以飛機、船舶、車輛以及步行者都可以利用GPS導(dǎo)航接收機進行導(dǎo)航。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)與電子地圖、無線電通信網(wǎng)絡(luò)以及計算機車輛管理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以實現(xiàn)車輛跟蹤、出行路線的規(guī)劃和導(dǎo)航、信息查詢、話務(wù)指揮和緊急援助等許多功能。該類系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用于公安、消防、搶修、急救以及運輸?shù)溶囕v服務(wù)。 RFID技術(shù)概況RFID是一種的非接觸自動識別技術(shù)，可以實現(xiàn)對靜態(tài)或移動的物體或人員的自動識別。RFID在商品上簧入特制的微芯片，稱為RFID標簽（RFID Tags）。可以用來追蹤和管理幾乎所有的物理對象，是物流管理、追蹤等領(lǐng)域信息化的重要手段之一。 RFID的基本工作原理是利用射頻信號和空間耦合（電感或電磁耦合）傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。RFID系統(tǒng)由射頻電子標簽（Tag）、讀寫器或閱讀器（Reader）和應(yīng)用系統(tǒng)（包括連接線路）構(gòu)成。在實際應(yīng)用中，電子標簽附著在待識別物體的表面。閱讀器又稱為讀出裝置，可無接觸地讀取并識別應(yīng)答器中所保存的電子數(shù)據(jù)，并通過計算機及計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對物體識別信息的采集、處理及遠程傳送等管理功能。在技術(shù)上的主要特點是無接觸識別、識別速度快、適應(yīng)物體移動速度高、可穿過布、皮、木等材料閱讀、抗惡劣環(huán)境工作能力強，可全天候工作[8]。 RFID與GPS技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的原理存貨單元中的每個貨品都貼有一塊電子標簽，系統(tǒng)利用無線終端裝置接收貨品射頻信號和GPS位置信號，辨識幾米范圍內(nèi)所有貨品數(shù)據(jù)信息和位置信息，無線終端將該標簽所在的商品的數(shù)據(jù)信息和位置信息通過CDMA/GPRS/GSM無線網(wǎng)絡(luò)實時傳送到接收計算機上，數(shù)據(jù)自動進人中心數(shù)據(jù)庫[。物流管理者可識別特定時間內(nèi)所有貨品的數(shù)據(jù)信息和位置信息，進而實現(xiàn)遠程接收、分揀、裝卸、運送、監(jiān)控等流程的信息自動化過程。通過Internet與企業(yè)數(shù)據(jù)庫對接，用戶還可以在網(wǎng)上實現(xiàn)對所關(guān)心的車輛、貨品實現(xiàn)查找跟蹤功能[9]。處理時，首先由安裝在車輛上的車載終端(讀寫器)接收與處理貨物信息和GPS衛(wèi)星定位信息，通過CDMA/GPRS/GSM無線網(wǎng)絡(luò)和INTERNET傳遞到信息中心，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和保存，管理員還可通過管理中心軟件或在INTERNET軟件管理貨物資料和監(jiān)控調(diào)度行駛車輛。通過采用智能化、自動化、系統(tǒng)化的手段對RFID與GPS的集成應(yīng)用，使得貨物信息得到及時、準確的采集，并可實時反饋給信息需求者，貨物和運輸車輛的安全得到了極高保障，管理效率和便利性得到極大提高。 RFID與GPS技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的形式（1）物流倉儲管理中的應(yīng)用在現(xiàn)代物流業(yè)的倉儲管理中，根據(jù)使用要求，存放在倉儲中的每個貨品都貼上一塊電子標簽，把帶RFID與GPS功能的多個終端設(shè)備固定放于貨倉的不同位，就可以根據(jù)管理者的需要，隨時了解貨倉中貨品的實時位和存貨情況，這樣，無論比較于傳統(tǒng)的有初步信息化條件的出人庫管理和倉儲盤點業(yè)務(wù)，還是目前普通采用的標準化的條碼技術(shù)(BarCode)，都具有前所未有的便利條件。（2）物流分揀中心應(yīng)用對于現(xiàn)代物品流通業(yè)務(wù)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，RFID與GPS技術(shù)在分揀中心的應(yīng)用優(yōu)勢猶為明顯，利用RFID讀寫器的強大讀取能力，可一次性全部讀取暫存的所有貨物的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合GPS定位終端功能，又可以實現(xiàn)對貨品的全程跟蹤，采用該技術(shù)后，不僅使物流分揀中心的揀貨效率大大提高，而且還會大大降低分揀出貨的差錯率。該應(yīng)用對于人貨口和出貨口可使用固定式終端，而鑒于分揀中心場地內(nèi)對設(shè)備的靈活性要求，可使用手持式移動終端。（3）物流車輛監(jiān)控中的應(yīng)用遠程裝貨有兩種應(yīng)用模式，一種是固定于遠程車輛上使用，另一種是收(送)貨人手持設(shè)備使用。這對于物流配送業(yè)務(wù)的貨品及車輛跟蹤，以及快遞業(yè)務(wù)中對收派件車輛和快件的跟蹤，有著非常重要的意義[10]。RFID與GPS結(jié)合應(yīng)用的形式還有很多，在此不一一贅述，本文主要介紹在物流車輛監(jiān)控方面的應(yīng)用。 RFID與GPS技術(shù)結(jié)合應(yīng)用的特點（1）RFID和GPS技術(shù)的綜合運用，兼?zhèn)淞薘FID和GPS功能，結(jié)合目前覆蓋面廣的CDMA/GPRS/GSM無線網(wǎng)絡(luò)，使同時對貨品和車輛的實時跟蹤成為可能。（2）根據(jù)通用標準RFID標簽讀寫規(guī)范而開發(fā)的設(shè)備和應(yīng)用系統(tǒng)，無需特制標簽，具有較強的兼容性、擴展性，良好的技術(shù)先進性和自動識別能力。（3）采用該技術(shù)的無線終端使用靈活，功能強大，其可移動性、強大的信息處理能力和先進的交互方式，為遠程物流控制創(chuàng)造了便利條件。（4）對于提升物流行業(yè)的信息技術(shù)含量、提高物流設(shè)施的自動化程度和業(yè)務(wù)運作效率有著重大的指導(dǎo)意義。（3）在物流行業(yè)采用該技術(shù)，使物流的時效性、物流中心的作業(yè)效率、分揀中心的揀貨效率有了根本上的提高。(6)強大的讀寫能力，能實現(xiàn)同時對多個電子標簽的讀寫，對于物流倉儲減少差錯率有著重大的幫助[11]。3 配送車輛監(jiān)控系統(tǒng)分析 系統(tǒng)功能和內(nèi)容界定車輛監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)其服務(wù)對象的不同，具體實現(xiàn)的功能也不同。目前應(yīng)用車輛監(jiān)控系統(tǒng)的領(lǐng)域主要有：物流配送，銀行運鈔，公安巡邏，急救中心等。這些車輛監(jiān)控系統(tǒng)面向的服務(wù)對象都有其自身的特點，因此，各個行業(yè)對車輛監(jiān)控系統(tǒng)所具備的功能側(cè)重點就各不相同。因此一方面，需要根據(jù)服務(wù)對象的特點，明確本文研究的車輛監(jiān)控系統(tǒng)的服務(wù)內(nèi)容；另一方面，由于車輛監(jiān)控系統(tǒng)是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)，它集成了當前在地理信息、空間信息領(lǐng)域和嵌入式等大量新技術(shù)，涉及到的因素非常廣泛，本文的研究不可能面面俱到。因此必須要對本文所研究的車輛監(jiān)控系統(tǒng)做出嚴格的相關(guān)界定。 （1）本文研究的車輛監(jiān)控系統(tǒng)是面向物流配送的用戶，這類用戶是進行商業(yè)貨物運輸?shù)闹饕后w，其物流配送過程需要大量的實時信息，主要包括車輛與貨物的實時空間位置，車輛的實時狀態(tài)，實時交通信息等。用戶通過車輛監(jiān)控系統(tǒng)為企業(yè)在物流配送過程中進行決策支持提供所需的實時信息。 （2）本文研究的車輛監(jiān)控系統(tǒng)是包括車載終端和監(jiān)控中心兩大部分，車載終端主要完成車輛、貨物實時空間的信息獲取、信息格式化傳輸、通訊功能；監(jiān)控中心主要完成配送車輛、人員和任務(wù)的管理；車輛上傳信息的管理，車輛的實時監(jiān)控、調(diào)度以及通訊和為配送提供決策支持相關(guān)信息等功能。對于監(jiān)控中心如何實現(xiàn)車輛實時調(diào)度和如何提供決策支持的研究由資金項目中的其他人員進行研究，不在本論文的研究范圍之內(nèi)。 （3）本文研究的主要工作是從車輛監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建的角度出發(fā)，對系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)進行了分析和設(shè)計，并針對現(xiàn)有車輛系統(tǒng)存在的通訊費用高導(dǎo)致配送成本過高，可視化監(jiān)控程度低，系統(tǒng)功能不能滿足物流配送要求的缺點，對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸模式，數(shù)據(jù)信息的采集以及可視化監(jiān)控技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)進行研究。 系統(tǒng)的用戶需求分析 訂貨客戶需求分析物流配送就是按照客戶的訂貨要求和時間計劃，在配送中心節(jié)點（倉庫、商店、貨運站、物流中心等進行分揀、配貨和裝載貨物等操作，然后將配好的貨物按照規(guī)定的時間和路線送交給客戶的過程[12]。 隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展和物流配送業(yè)務(wù)量的迅猛增長，目前物流配送業(yè)務(wù)地域不斷加大，信息量也呈幾何級數(shù)增長，而煩瑣的信息卻不能一目了然。因此，物流配送企業(yè)以往人工制定配送計劃的方式和配送車輛數(shù)量已經(jīng)不能滿足業(yè)務(wù)的要求，然而配送企業(yè)也不可能一味地增加車輛的數(shù)量來滿足業(yè)務(wù)量的要求。物流配送企業(yè)在保證企業(yè)最大利潤的前提下，如何在配送車輛數(shù)目合理的狀況下按計劃完成所有的配送任務(wù)成為各個企業(yè)所要面對的難題。要在一定資源的條件下