1、1本科毕业论文系列开题报告资源环境与城乡规划管理基于GIS和RFID的宁波电动车管理研究一、选题的背景与意义电动车因为价格低廉，出行便利而越来越受到人们的欢迎，每到上下班的时间，马路两边的慢行道上便会拥挤起电动车的“长流”。但是电动车也有麻烦的地方，细心的人会发现，许多电动车的电瓶外面都会被车主额外地加了一把锁，为的就是防止被盗。即使如此，电动车被盗案件还是屡见不鲜。据统计，2008年杭州城区仅报案失窃电动车车辆就达22500多辆，按每辆车代价1500到2000元谋划的话，全杭州市电动车失窃的代价为3378万到4500万。面对如此棘手的问题，亟需找到一个解决方案。杭州江干区试运行了一套基于RF
2、ID的电瓶车防盗系统，3个月中没有电瓶车被盗记录。可见，不论从防盗效果方面还是从稳定性方面来说，基于RFID的电瓶车防盗系统都是其它电动车防盗系统无法比拟的。为了进一步加强对电动车的管理工作，如何来了解被盗电动车出现的位置就显得十分必要。本课题借助GIS和RFID技术试图在技术框架上解决这个问题。2RFIDRADIOFREQUENCYIDENTIFICATION即射频识别技术，属非接触式自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象获取相关数据，无须人工干预，可用于各种恶劣环境，并可识别高速运动物体及多个标签。其特点第一，可以识别单个的非常具体的物体，且不仅限于只能识别一类物体；第二，采用无线电射
3、频，可以透过外部材料读取数据；第三，可以同时对多个物体进行识读，此外，储存的信息量也非常大。GISGEOGRAPHICINFORMATIONSYSTEMGIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。一般包括一下几种的基本功能9数据采集和编辑功能、属性数据编辑与分析功能、制图功能、空间分析功能、空间数据库管理功能、空间查询和检索功能。2GIS应用于电动车管理，主要是指利用GIS强大的地理数据分析功能、信息可视化表达手段和海量数据库来完善电动车管理和防盗技术。GIS和
4、RFID技术的有效结合，实现了车辆的自动跟踪和地理位置显示，利于管理，还可以大大减少发生事故的可能性。另外可以对电动车进行有效验证，防止车辆偷盗发生，且可以在车辆丢失以后通过在电子地图上显示丢失车辆的位置实现有效寻找。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题1RFID系统的安设以及关键技术解决方案。10RFID系统由三个主要部分组成，分别是RFID卡、读写器以及智能控制设备。通过读写器和安装在载体本文特指车辆上的RFID卡，构成RFID系统,实现对载体的非接触的识别和数据信息交换。系统的工作流程是由读写器通过天线向RFID卡发送射频调制信号（也称询问信号），同时通过天线接收从RFID卡返回的载有R
5、FID卡中信息的射频调制信号也称应答信号，经处理后传给智能控制设备，然后智能控制设备可以按指令控制不同的外部设备如电动栏杆、红绿灯、报警器、摄像机、显示牌等的动作。在本文中，建立一个电动车实时管理系统，要求系统具有人司机和车对应及防盗功能。为此8，应在每辆电动车上配置2张RFID卡，一张安装在车的隐蔽位置，不能拆下（称为车卡）；另一张由司机手持或放在车上，可以取下（称为人卡）。2张卡的ID号不同，但是车牌号应相同。车辆通过读卡器安放处时，系统读到2张卡，且车牌号一致，则该车未被盗。考虑到系统实用性以及经济性，不可能在车道沿路都安置读写器装置，本文中考虑在各大重要通道且流量大的地区放置，如城乡结
6、合地带路口、各大收费站、盗窃事件频发地段等。另外，在收费站等有条件的试点，还可配备智能控制设备以及报警器、电动栏杆等，以便随时拦截可疑车辆。2电动车实时管理系统数据库的建立、更新及维护。在电动车实时管理系统中，GIS把地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户，借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。RFID则是实现数据的实时更新，比如到达时间或者出发时间时间。3基于GIS和RFID的电动车实时管理数据库系统对数据的要求，包括地理空间数据和非空间数据，非空间数据又包括基本的属性数据和实时数据11。因此需建立三个数据库，分别是地理空间数据库、属性数
7、据库和RFID消息数据库。其中地理空间数据库主要存储GIS方面的空间图形数据（例如宁波市电子地图）。属性数据库主要包括电动车基本信息、车主信息、时间信息等。RFID消息数据库主要针对电动车位置信息的管理，以方便被盗车辆的寻找及路径回放等。另外，由于数据的更新是持续的，而数据库的容量有限，为保持快速准确的查询，需要大量人员来进行数据库的更新和维护的管理工作。也可以编写程序，例如把超过一定时间范围的数据自动删除等。3被盗车辆行驶轨迹追踪以及应急方案本系统的建立总重要的发现并追踪被盗车辆。因此，作为系统可行性考虑，还必须涉及到被盗车辆的追回模块。当载有RFID卡的被盗车辆通过节点（设有读写器）时6，
8、系统读到卡中的识别地址（ID）号和车牌号，再叠加上通过时间和路段信息，存入智能控制器的存储器里。然后数据传输单元将系统采集到的车辆数据信息，通过通信网络传到管理中心。在空间数据库中的电子地图上可以显示出车辆通过节点轨迹，通过标识这些节点可以预测车辆走向，进而采取相应措施。例如，在如收费站这样的节点，可以将管理中心的控制命令下达到智能控制系统，将其拦截。另外在这一模块的实施中，还可考虑与GPS（全球定位系统）结合，可以实时对被盗车辆进行监控，在地图上动态生动地显示其位置，便于决策的制定。三、研究的方法与技术路线在论文的创作过程中，主要通过查阅书籍，走访企业，与企业领导进行访谈，获取一些基本的资料
9、。与导师交流，并借助手工检索和学校图书馆的学术期刊等进行检索，获取了大量的相关资料，在进行分析、整理，筛选，归纳和分类等加工后，得到了论文创作的理论资料。技术实现大致如下图GPS数据RFID系统地点信息时间信息车主信息宁波市电子地图GISRFID信息数据库4四、研究的总体安排与进度1准备阶段3月15之前，广泛查阅资料，阅读相关文献，完成外文翻译、文献综述和开题报告等工作，为撰写论文打下基础，拟定论文大纲。2积累阶段3月16到3月底，通过到宁波交通局以及相关单位实地了解情况，听取官方意见。完成车辆管理方法的收集归类，并从网上找到合适的宁波市电子地图，完成初稿。3撰写论文4月初到5月初，在以上的基
10、础上，在导师的指导下，开始着手写论文，期中论文主要解决初稿中的问题并在此基础上探寻创新点。4总结完成论文的最后整理，请导师审核，并对论文进行查缺补漏，发现不足之处进行修改，以期得到一篇满意的毕业论文。五、主要参考文献1MANWANG,LINFUXUE,YINGWEIWANG,WENQINGLI,CHUNYANDENG,“PANORAMICGEOLOGICALFIELDOUTCROPSIMAGEINFORMATIONSYSTEM“,ITAP2010,INPRESS2ZHIGUOZHOU,WENYINLI,CHUNYANDENG,TONGLI,YANWENLI,“SECUREDESIGNOFRPI
11、DTAGSINTHENEWTYPELICENSEPLATESAUTOMATICIDENTIFICATIONSYSTEM“,2008INTERNATIONALSYMPOSIUMONCOMPUTERSCIENCEANDCOMPUTATIONALTECHNOLOGY,2008,VOL1,PP6946983陈述彭,鲁学军,周成虎地理信息系统导论M北京科学出版社,20004施涛,靳晶,胡平基于GPS/GPRS车载终端的研究与设计J微处理机,2009,015薛文秀,阮志扬基于GPS和GIS的消防车辆动态管理系统J科技信息,2009,066唐健,戴廷煜,袁细保RFID,GPS和GIS技术集成在物流配送系统中
12、的应用研究J测绘通报,2007,107李苏东,司少先,杨玉坤,崔洪涛基于RFID/GIS的市政管线资源管理系统的研究与实现J测绘与空间地理信息,2009,038宋鹏飞,张海基于GPS/GPRS/RFID的车辆监控终端设计J微计算机信息,2009,119卓浩基于RFID技术的车辆管理系统J计算机与数字工程,2008,01510李新功，邱方，詹舒波GPS、GIS在车辆实时监控中的应用J遥感技术与应用,1995,0211胡鹏等地理信息系统教程M武汉武汉大学出版社，2002429612邹逸江客户机服务器结构的地图数据库系统设计测绘学报J1999，28325125513ESTHERDIEZ,BRIANM
13、CINTOSHAREVIEWOFTHEFACTORSWHICHINFLUENCETHEUSEANDUSEFULNESSOFINFORMATIONSYSTEMSENVIRONMENTALMODELINGANDTHEVEHICLEOPERATINGCONDITIONSASWELLASTHEROADNETWORKTRAFFICCONDITIONSCOULDBEDISPLAYEDTOTHEUSERINFORMOFREALTIMEELECTRONICMAPBYTHEGEOGRAPHICINFORMATIONSYSTEMSGISSOTHATITNOTONLYCANOFFERREFERENCESFORTHE
14、MANAGEMENTOFELECTRICVEHICLESINFUTURE,BUTALSOBECOMEONEPARTOFNINGBO“SMARTERCITY”SYSTEMKEYWORDSELECTRICVEHICLEMANAGEMENT；GIS；RFID；SYSTEM13目录1引言1511研究背景1512研究意义1613研究方法1614本文组织体系172国内外研究发展现状1721国外研究发展现状1822国内研究发展现状193基本理论体系2031理论体系框架2032相关技术叙述21321地理信息系统GIS21322射频识别技术RFID21323通用分组无线业务GPRS234宁波市电动车管理系统总体
15、设计2341系统概述2342系统设计目标2443系统设计原则2444系统总体架构2545系统功能框架265宁波市电动车管理系统详细设计2751系统硬件配置27511GIS系统硬件配置2714512RFID系统硬件配置2852系统软件配置2853系统标准与安全策略2954系统数据库详细设计296宁波市电动车管理系统主要功能拟实现3261车辆查验功能的实现3262标记车辆报警功能的实现3463数据分类统计功能的实现3464基于地形图的查询功能35641SQL属性查询35642定位查询36643空间关系查询3765轨迹回放功能387结论与展望4071取得的成果4072亮点4073有待完善的问题407
16、4展望41参考文献42致谢错误未定义书签。151引言11研究背景1、论文研究背景电动车简而言之就是以电力为能源的车子。作为绿色交通工具，它将在21世纪给人类社会带来巨大的变化。发展电动汽车产业早已成为国家高科技研究发展计划863计划的主攻方向之一3。电动车行业在中国崛起仅仅几年时间，各地电动车产业就如雨后春笋般蓬勃发展32004年，中国电动车行业已有1000多家生产厂，年产量达675万辆；2005年，中国的电动车年产量达960万辆，市场保有量在1500万辆以上；2006年国内电动车产量达到近2000万辆，比上年增幅60以上；2010年，中国轻型电动车的产销量达到3000万辆。据不完全统计，宁波
17、市目前上牌电动车社会拥有量已达120万辆。如果包括超标电动车在内，全市电动车总拥有量达220万辆之多。此外，电动车因为价格低廉，出行便利越来越受到人们的欢迎，每到上下班时间，马路两边的慢行道上便会涌起电动车的“长流”。但是电动车也有不便的地方，细心的人会发现，许多电动车的电瓶外面都会被车主额外地加了一把锁，目的就是防止被盗。即便如此，电动车被盗案件还是屡见不鲜。据统计，近年来，在宁波市发生的全部盗窃案件中，电动车盗窃案件就占其中的近40。面对如此棘手的问题，也试行了各种解决方案，如电动车“安全芯”、“六重锁”等等。但不是因为性能不稳，就是成本太高而效果不甚显著。为此本文参考了在江北区、海曙区试
18、运行的一套基于RFID的电动车防盗系统，该系统试运行过程中，3个月没有电动车被盗记录。可见，不论从防盗效果方面还是从稳定性方面来说，基于RFID的电动车防盗系统都是其它电动车防盗系统无法比拟的。为了进一步加强对电动车的管理工作，如何来了解被盗电动车出现的位置就显得十分必要。本课题将借助GIS和RFID技术试图在技术框架上解决这个问题。2、论文依托背景作为近年来对人类城市发展关注和探索的一个进程，“智慧城市”的概念正逐渐被全球16越来越多的国家和社会公众所接受。“智慧城市”是以互联网、物联网、电信网、广电网、无线宽带网等网络组合为基础，以智慧技术高度集成、智慧产业高端发展、智慧服务高效便民为主要
19、特征的城市发展新模式1。在经济社会发展新时代的背景下，2010年初，宁波市委、市政府也提出了加快推进“智慧城市”建设的新理念。本文中RFID与GIS集成的电动车管理系统，利用时下最先进的技术和设备，实现对电动车的“智慧”管理，很好地契合了这一理念。12研究意义据统计，随着电动车的推广，电动车盗窃事件也呈现上升的趋势，给使用者带来不便的同时，也不利于社会的稳定安全和经济的健康发展。制定出一套切实管用的电动车管理系统，既关系到人民群众财产安全，也是对宁波市“智慧城市”建设的重要保障。同时，做好电动车的防盗工作，也是宁波城市社会文明和进步的重要标志。作为中国国家发展战略的重要组成部分，GIS和RFI
20、D技术在各个行业广泛用于物流、交通、安全等各个领域，并产生了相当可观的经济效益和社会效益。建立宁波市电动车管理系统，不仅有利于实现宁波市电动车行业的良好发展，为社会经济的进步做出贡献；还可以配合政府和公安机关做好电动车管理工作。该系统一方面实现车辆的自动跟踪、地理位置显示以及轨迹回放等，还可以大大减少发生事故的可能性。另一方面，可以对电动车进行有效验证，防止车辆偷盗发生，且可以在车辆丢失以后，通过在电子地图上显示丢失车辆的位置，以便制定各种应急方案。13研究方法在论文的创作过程中，主要参考相关的学科理论、法律法规和政府政策，并结合当前的技术实现手段，提出了基于数据层、集成层、逻辑层、表现层和设
21、备层的“五层”总体架构。具体研究方法如下4网络检索法通过检索网络数据库资源，可以下载一些相关的论文、期刊、图书等等，常用的有万方、维普、中国知网、谷歌学术搜索等。另外，通过一些专题网站，如RFID世界网、GIS帝国等，了解行业最新动态以及技术发展趋势。5文献研究法查阅资料，了解相关学科知识，对现有的电动车管理措施以及方法进行分析、归类、比较，对存在的技术问题和经验进行总结，对具有较大实际应用价值的研究成17果进行剖析和评价。6整合法将国内外GIS、RFID、计算机、智能交通（ITS）、空间数据库等领域的新理论、新方法、新成果、新技术等引入关键技术研究中。7调查法通过走访附近居民、社区物业管理以
22、及公安、交警部门，了解用户需求，并评价系统可行性。14本文组织体系（1）引言部分阐述本论文的研究意义、研究背景和研究方法，从课题价值、政策趋势方面确定论文研究的重要性和必要性。（2）研究发展现状部分介绍当前国内和国外可供参考的理论体系和利用现状，包括研究的不足与局限，为本论文的撰写提供进一步的研究平台和经验。（3）基本理论体系部分提出本文理论体系框架，并对三大支撑技术（地理信息系统GIS、射频识别技术RFID、通用分组无线业务GPRS）加以论述，为后文的撰写提供理论和技术支持。（4）宁波市电动车管理系统总体设计从总体把握和论述系统，介绍了系统设计的目标、原则；模块化思想设计系统功能框架，并提出
23、了系统的总体架构。（5）宁波市电动车管理系统详细设计站在实际运用的角度设计系统，设计了系统软硬件配置，制定出系统标准和安全策略，重点进行了系统关系数据库的详细设计。是本文的重点章节，达到本文预定目标。（5）宁波市电动车管理系统主要功能拟实现考虑系统主要功能（实时数据响应功能、基于地图查询功能、车辆轨迹回放功能）实现原理和流程，是本文的成果和亮点展示章节。（7）结论与展望提出本论文的研究不足和局限，并论述未来该研究领域可进一步扩充的内容。2国内外研究发展现状电动车的管理是一件繁琐但不失重要性的工作。目前，一般的信息技术和单一的技术手段已无法满足管理需求。完善其管理需要建立电动车实时管理系统，这就
24、分别涉及到地理信息系统技术、自动识别技术和通信技术。18地理信息系统（GEOGRAPHICINFORMATIONSYSTEM简称GIS）是一项以计算机为基础的新兴学科，它是管理和研究空间数据的技术系统。在计算机软硬件支持下，它可以对空间数据按照地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及其相互关系4。地理信息系统通过对各种数据（空间数据和属性数据）的综合分析，以地图、图形等可视化手段显示其处理结果。尽管现存的地理信息系统软件很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况。一是利用GIS系统来处理用户的数据；二是在GIS的基础上，利用它的开发函数库二次开发出用户的专用的
25、地理信息系统软件16。电子射频技术（RADIOFREQUENCYIDENTIFICATION简称RFID）属非接触式自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象获取相关数据。RFID技术已经广泛应用于如汽车防盗系统、不停车收费管理（ETC系统）、交通管理系统、停车场自动化、机动车通道控制系统、机场或者校园的一体化管理、物流配送、图书管理、供应链管理、资产追溯与跟踪等等方面。这项最初被应用于二战时期英军的敌我飞机识别IDENTIFICATIONFRIENDORFOE，IFF系统的技术，己成为21世纪全球关注的非接触式自动识别技术10。GPRS即“通用分组无线业务”（GENERALPACKETRAD
26、IOSERVICE）的英文简称，它是在现有的GSM网络基础上叠加的一套分组交换系统，与互联网相连，向移动用户提供数据业务，具有“永远在线”、“高速传输”、“覆盖面广”、“移动性强”等优点。基于GPRS可实现诸如移动办公、综合定位等。自1999年开始，全球GPRS市场开始逐步升温5。目前GPRS广泛应用于政务、公安、交通、金融、电力、工商、农业、教育等领域。21国外研究发展现状西方发达国家相比我国，GIS技术发展较快。美国目前有84的联邦政府机构的办公室正使用GIS技术；已完成全球1100全数字化地图系统以支持全球军事活动，海湾战争中“沙漠质牌”和“沙漠风暴”等军事活动都是以GIS中提供数据作为
27、轰炸和其他军事活动的依据；1998年还建立了“地理信息和分析中心”，用于对GIS的研究和发展。德国长期以来应用GIS进行地籍管理、市政管理和城市规划，并取得了相当的社会效益和经济效益。澳大利亚也是应用GIS较为成熟的国家之一，其GIS软件GENMAP已得到广泛应用，该国的布里斯班市在申办奥运会期间，使用已建成的城市地理信息系统成为其有利的竞争条件。亚洲四小龙之一的新加坡，完成了“整体性国土资源系统”的GIS项目。RFID射频识别技术实际上是一项较早的技术，在20世纪60年代的时候，RFID射频19识别技术的理论已经得到发展，并且开始了一些尝试性的应用。20世纪90年代起，这项技术进入商业应用阶
28、段。美国美国政府是RFID应用的积极推动者。目前美国的交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域已经开始逐步应用RFID技术。在物流方面，美国已有10多家企业支持RFID应用，这其中包括零售商沃尔玛、制造商吉列、强生、宝洁、物流行业的联合包裹服务公司以及政府方面国防部的物流应用。英国英国航空公司正进行RFID试验计划，允许某些特定的智能型RFID标签在扫描的同时改变其记录内容，不需要换新标签。如此一来，将使航空公司很容易侦测到旅客利用转机夹带非法物品的可能性。此外，旅客报到时不再需要扫描条码器，简化手续流程。日本日本是一个制造业强国，它在电子标签研究领域起步较早，政府
29、也将RFID作为一项关键的技术来发展。邮政与电信通讯部（MPHPT）在2004年3月发布了针对RFID的“关于在传感网络时代运用先进的RFID技术的最终研究草案报告”，报告称MPHPT将继续支持测试在UHF频段的被动及主动的电子标签技术，并在此基础上进一步讨论管制的问题。从近来日本RFID领域的动态来看，与行业应用相结合的基于RFID技术的产品和解决方案开始集中出现。22国内研究发展现状我国对GIS的研究有20多年的历史，随着计算机技术的迅速发展，GIS技术逐渐走向成熟，应用领域不断扩大。目前，不但在测绘、制图资源调查和环境治理等领域被成功地应用，而且已成为城市规划、设施管理和工程建设的重要工
30、具。同时还进入了军事战略分析、商业策划、文化教育乃至人们的日常生活中。国内较著名的软件有MAPGIS、GEOSTAR、CIWSTAR、SUPERMAP和MAPENGINE等。国产软件取得了举世瞩目的成绩。国产GIS软件MAPGIS随同“神舟五号”遨游太空；全面进入电信行业；国产GIS软件全国边界管理系统在2003年底建成；物流市场装机容量超过万台的国产GIS软件系统在2004年建成。GIS产业已经成为一个蓬勃发展的新兴产业。但是在GIS产业化的过程中，问题也逐渐凸显，例如20标准规范不齐全，市场体系不完善，产业政策不配套；软件产品系列不完整，技术创新力度不够；共享机制没有建立，地理数据产业没有
31、形成等等。这都是在以后的发展中需要重点解决的问题。作为本世纪十大重要技术之一，RFID技术的应用已越来越普及。中国作为世界生产中心之一和最具潜力的消费市场，对RFID的需求也越来越强烈。我国已经尝试在一些领域进行应用示范，并取得不错的收效。比如国家煤矿工种在安全帽上使用标签，以解决煤矿工人安全检查的问题；邮政行业进行的物品传输方面的安全及整体数据模型的应用测试；智能交通中的不停车收费系统（ETC）等。当前，RFID的发展也面临一些障碍，其中最主要的就是隐私权问题的纠纷以及标签的成本问题。3基本理论体系31理论体系框架本文研究基于以下几个模块理论模块；技术模块；政策、标准模块以及网络模块。详见图
32、31。图31系统理论体系框架2132相关技术叙述311321地理信息系统GIS地理信息系统起源于20世纪60年代，它作为传统学科（地理学、地图学和测量学）与现代科学技术（遥感、计算机等）结合的产物，在其50多年的发展历程中取得了很大的成就。地理信息系统按一种新的方式去组织和管理地理信息，以解决复杂的规划和管理问题。其成果通常使用地图加以表示，地图是地理信息的载体和语言，主要有表示地表形态和地物分布的普通地图、地形图以及详细表示某种（或某些）自然要素的专题图。与一般的管理信息系统（MIS）相比，GIS具有如下特征统一管理空间数据和属性数据，优化图形文件的存储；强调空间分析，常利用空间分析模型来解
33、决实际问题；GIS的成功运用，不仅取决于技术体系，而且依靠一定的组织体系（如系统管理员、系统开发设计者等）。一个实用的GIS系统有五个部分构成硬件、软件、应用模型、空间数据和人员。如图32所示图32地理信息系统GIS的构成312322射频识别技术RFID射频识别技术是自动识别技术的一种，它通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，22对目标加以识别并获取相关数据6。其基本原理是利用射频信号和空间（电感或电磁耦合）传输特性，实现对被识别物体的自动识别7。RFID系统一般由3个部分组成8六、电子标签（TAG）由耦合元件及芯片组成，每个标签具有唯一的RFID编码，附着在物体上标识目标对象，一般情况下，
34、标签包含了标签天线；七、读写器（READER）读取（或写入）标签信息的设备，可设计为手持式或固定式；八、天线（ANTENNA）在标签和读写器间传递射频信号。其工作原理如图33所示图33RFID系统工作原理9RFID是一项易于操控，简单实用且特别适用于自动化控制的灵活性应用技术。RFID标签与其它识别装置（条形码、磁卡、IC卡等）的比较如表31所示表31RFID与其他识别装置的对比除此之外，RFID还具有可识别高速运动物体；可同时对多个物体进行识读；无须人工干预，可用于各种恶劣环境等优势。信息载体信息量读/写性读取方式保密性智能化抗干扰能力寿命成本条形码纸、塑料薄膜、小只读CCD或激光束差无差较
35、短最低金属表面扫描磁卡磁性物质一般读/写电磁转换一般无较差短低IC卡EEPROM大读/写电擦除、写入最好有好长较高RFIDEEPROM大读/写无线通信最好有很好最长较高标签23313323通用分组无线业务GPRSGPRS可以说是GSM（GLOBALSYSTEMFORMOBILECOMMUNICATION全球移动通信系统）的延伸。它是GSMPHASE21规范实现的内容之一，以封包PACKET式传输，具有比GSM网96KBPS更高的传输速率，可达56甚至114KBPS。基本原理是当有数据传送需要时，利用分组在网络中传送数据，而不是利用当前承载服务所采用的固定电路连接，这促进了多用户间对网络数据资源
36、的共享。GPRS网提供的承载业务有点对点无连接网络业务（PTPCLNS）、点对点面向连接的数据业务（PTPCONS）和点对多点数据业务（PTM）。它具有如下主要特点采用分组交换技术，高效传输高速或低速数据和信令，优化了对网络资源和无线资源的利用；支持基于标准数据通信协议的应用，可以和IP网、X25网互联互通。支持特定的点到点和点到多点服务，以实现一些特别应用；可利用现有的无线覆盖，为用户提供端到端的数据分组交换和传输；具有多种服务质量（QOS），支持多种数据应用；实现基于数据流量、业务类型以及服务质量等级的计费功能，计费方式更合理；网络接入速度快，提供与现有数据网络的无缝连接。4宁波市电动车管
37、理系统总体设计41系统概述本电动车管理系统融合地理信息系统、射频识别技术以及计算机数据处理技术和现代数据通讯技术于一体，可实现实时RFID定位、电子地图显示和车辆监控等功能。GIS是近年来发展迅速的一门新兴学科和技术，它作为地图制图学、地理学、计算机科学、遥感、统计、测绘、规划、通讯、管理等学科交叉运用的产物而被广泛用于各个领域。在本系统中，作用主要体现在将非图形信息叠加到图形信息、对地图的显示和管理、对受控移动目标位置的显示以及统计分析查询等。RFID系统采用大规模集成电路计算、计算机通信技术、电子识别，通过读写器和安装于电动车上的RFID标签（车卡）以及用户手持的RFID标签（人卡），实现
38、对车辆的非接触24识别和数据信息交换，保证了数据的实时更新和车辆的定位。GPRS系统是目前国内传输速度最快、系统可靠性最高的数字移动通讯系统。本系统采用GSM网络基础上的GPRS服务，实现管理中心与用户之间的数据传输。GPRS的INTERNET接入功能，可提供失窃车辆的信息发布与下载。且基于IP协议的传输机制，可实现丰富类型数据的传输，保证了系统今后的扩展能力。42系统设计目标系统应全面实现车辆信息管理的自动化，即系统的功能要涵盖电动车防盗等各项业务；通过中心网络系统能实现车辆信息资源共享和信息交换；系统具有较高实用性。系统应全面、完整地管理全部基础信息，具有海量图库管理功能，基础信息精度高，
39、图库管理处理能力强，信息更新方便，系统安全可靠。系统不但具有快速、方便地对车辆进行查询、统计等功能，还应该能对用户报警做出迅速响应，并及时回溯车辆行驶轨迹，也就是使车辆信息由静态管理转变为动态管理。系统能构建一个通用性较强的定位监控服务系统，对监控网络中的一切车辆实施实时监控等管理服务；建立良好的系统接口，以便集成其他信息服务。43系统设计原则先进性与实用性相结合系统的设计应达到目前先进水平，系统中的具体设备选择应以可实现性为标准。同时要最大限度地利用宁波市当地环境、设备、通信等资源。可靠性和安全性数据库中的所有数据应是准确可靠的；系统应具有很强的容错能力和处理突发事件的能力，不至于因某个事件
40、而导致数据丢失或系统瘫痪；系统设计要充分考虑系统的安全性，使其免受外来入侵和破坏。规范性和可操作性系统应以软件工程的思想和方法来建立，各项功能符合车辆管理的要求，信息编码遵循行业或地方规范，保证系统的科学性和使用的方便性。可扩性和开放性系统应具有良好的接口和方便的二次开发工具，以便系统不断扩充和完善；在输入、输出方面应具有较强兼容性，能进行各种不同数据格式的转换。模块化设计方式系统的软硬件均采用模块化设计，以便系统的扩展和技术维护，尽量做到软硬件间的互通。2544系统总体架构根据系统总体目标及设计原则，以及系统所要具备的功能要求，结合ARCGIS开发平台，系统总体设计由表现层、开发层、数据集成
41、层和数据层组成。采用集中统一的数据管理方式，支持多用户同时访问数据库。系统总体设计图如图41所示图41系统总体架构表现层用于显示和控制管理各个功能模块。以基于宁波市江北区的GIS电子地图应用为基础，实现电动车实时监控、电动车的查验、电动车经过测点查询和统计、地图缩放等地图操作。其中，电子地图中应包含监控区内相关的各个路口、收费站、小区、商贸区等监测点的分布；对标记（失窃）车辆经过测点的报告进行多种方式的实时显示，如表格、图上标示等；对标记车辆经过测点历史报告的查询和统计，用于历史轨迹回放等。开发层用于对表现层的技术支持。通过运用各种插件、中间件，并借助ARCGIS平台，支持系统的建立。设计原理
42、或者分析流程实现系统的各种功能，包括监控、查询、统计、以及车辆查验等。并针对系统的功能要求，进行数据输入和筛选、地理分析、查询统计与优化反馈等。26集成层用于整合属性数据、图形数据和空间数据，实现非图形信息与图形信息的叠加。数据经过矢量化、数字化、标准化等集成处理和编辑后生成宁波市电动车管理系统电子地图。数据层对所有数据进行集中统一的存储，并定期对有效数据进行备份，是整个系统的数据源。本系统中需要地形图信息库，存储用来集成宁波市电动车管理系统电子地图的各种原始图件和图像资料等；电动车信息库，包含电动车基本信息、用户（车主）基本信息以及被标记车辆信息；RFID信息库，应囊括车辆标签（车卡）信息和
43、手持标签（人卡）信息；监控区信息库，主要说明监控区域名称、属地、边界等信息。由此看来，数据库应具有很强的兼容性，能够存储和处理多元异构的数据。45系统功能框架根据系统模块化设计原则以及系统目标，宁波市电动车管理系统的系统功能可以概括为如下功能模块数据管理子模块、车辆监控子模块、报警响应子模块、状态查询子模块、车辆查验子模块和分析统计子模块。这些功能的具体内容组成了系统的功能框架，如图42图42系统功能框架图数据管理子模块用于对整个系统的数据管理。总的来说分为两种数据静态数据，指更新频率较低的数据，这些数据通过人工或编写程序批量存入数据库中，作为系统的基27础数据，通常不做修改，如江北区信息、监
44、控区信息、标签信息（ID、类型、工作状态、位置等）、电动车基本信息（颜色、车型、车牌等）、用户信息（ID、身份证、单位等）、通用报警信号信息等等。动态数据则是需要经常更新的数据，随着系统的运行获取当前最新的信息，如电动车实时位置记录、电动车经过测点记录等。包括数据输入、数据输出、建库、库修改、检索等。车辆监控子模块针对标记车辆的管理。当读头检测到标记车辆信息时，自动记录、反馈，同时向应用程序接口发动指令，调用摄像头获取电动车实时图像，旨在丰富地图显示内容、完善地图库内容等。报警响应子模块包括报警信号的发布、判定和消息窗口弹出。用户报警后，由管理中心发布统一报警信号，通过采集经过检测点电动车的信
45、息，与相关属性表进行比对，查看是否含有报警信号，若有，则弹出报警窗口。本功能使对电动车的管理更便捷和直观。状态查询子模块通过对车辆的当前和历史状态查询，为任务决策提供依据。车辆查验子模块通过RFID阅读器读入车辆ID及相关信息，查询相应属性表，确定被检车辆当前状态（正常、被盗等）。分析统计子模块负责对实时数据做出反应，给数据进行分类统计、基于地形图的分析等；对历史数据的统计还可以实现对电动车行驶轨迹的回放。5宁波市电动车管理系统详细设计51系统硬件配置511511GIS系统硬件配置计算机与一些外部设备及网络设备的联接构成GIS的硬件环境。用以存储、处理、传输和显示地理信息或空间数据。服务器工作
46、站或小型机（如PC），微型机服务器主频一般在800MHZ以上。网络设备网络交换器，网卡，网线，网桥。处理设备微机（配置采用INTELI以上，内存2GB以上，硬盘1TB以上）。输出设备打印机（激光或喷墨等）、绘图仪、显示器。输入设备数字化仪（A2幅面）、扫描仪。28512512RFID系统硬件配置按照能量供应的情况，RFID系统可以分为无源系统和有源系统6。在无源系统内，标签没有自己的电源，它所需的工作能量需要从读写器发出的射频波中获取，具有成本低、无需维护、使用寿命长、识别距离可达20M以上等特点。有源系统虽具有较远阅读距离，但标签内的电池使用寿命有限（310年），且体积较大。所以本系统采用无
47、源微波标签，具体配置如下RFID标签（车卡、人卡）UHF系列射频自动识别标签。天线圆极化8DBI天线，用以降低系统对电子标签的方位敏感性，并增加辐射功率。读写器采用UHF远距离一体化系列读写器，工作频率在920925MHZ左右。52系统软件配置软件是系统的核心，它代表着系统功能。图51显示软件系统的体系结构，其中，内核是操作系统，最外层是应用软件。内层制约外层性能，外层为内层提供反馈。图51软件系统体系结构图具体配置如下操作系统WINDOWS2000、WINDOWSXP、WINDOWSVISTA等。软件平台ARCGIS网络平台。数据库软件关系数据库管理系统RDBMS（服务器端SQLSERVER
48、）。辅助工具AUTOCAD、SUPERMAP、CORELDRAW等。开发工具C、C等。2953系统标准与安全策略目前RFID存在三个主要的技术标准体系，分别是总部设在美国麻省理工学院（MIT）的AUTOIDCENTER（自动识别中心）、日本的UBIQUITOUSIDCENTER（UIC）和ISO标准体系11。本系统采用ISO/IEC15963系列标准，在1356MHZ的频率下工作，以卡的形式封装。GIS系统的设计则遵循ISO/TC211地球信息科学专业委员会制定的相关标准。本系统应能应对以下威胁并予以防范未授权读取数据载体，假冒真的数据载体，窃听无线通信并重放数据，将外来数据载体置入读写器询问
49、范围，对RFID数据传输的攻击以及物理环境干扰（如电磁干扰、断电等）。对于上述威胁，可采用RFIDTAG的互相对称鉴别、导出密钥的鉴别、加不间断电源UPS、数据加密等手段。另外数据安全是一个系统安全的一个重要组成部分，因此，可以设置用户登录时，必须输入用户名和相应密码，经系统验证正确后，方可进入。可以对不同的用户设置不同的权限，以保证系统的安全。54系统数据库详细设计按照关系模型的思路进行设计。数据的逻辑结构为满足一定条件的二维表，表具有固定的列数和任意行数。每个实体对应于表中的一行，表中的列表示属性。每个表具有唯一的关键字，它是表示表间关系的基础，将表格连接起来。一般来说，建立关系数据库步骤如下121为每个类建立一张表；2为每个表选择一个主关键字；3引入外关键字以表示一对多关系；4建立几个新表来表示多对多关系；5参照二维表的完整性规则定义；6为每个字段选择适当的数据类型和取值范围；7评价模式质量，并进行必要改进。根据上述步骤，可设计出本系统数据表，如表51至57所示。1电动车基本信息表51电动车基本信息表字段名称字段类型字段长度允许空说明车辆类型字符型12标明电动车型号，如绿源JJ4GB30车辆颜色字符型10空说明车身颜色车辆牌照数值型12标识电动车唯一性车辆属地字符型10空针对自定
