RFID技术在汽车领域的应用

沈国浩

（蚌埠学院 数理系，安徽 蚌埠 233000）

RFID技术在汽车领域的应用

沈国浩

（蚌埠学院 数理系，安徽 蚌埠 233000）

随着我国汽车工业的高速发展，其管理、生产的信息化要求越来越重要.射频识别技术作为一项新型的技术目前已经在越来越多的行业发挥着重要的作用,在汽车领域的应用也普遍受到重视.该文介绍了射频识别技术的相关知识,最后对射频识别技术在汽车防盗方面的应用作了详细的介绍.

射频技术；汽车领域；系统组成；防伪

1 引言

汽车工业己经走过了100多年的发展历程,汽车产业的管理也伴随着汽车工业的进步而稳步地向前发展.随着全球经济一体化的快速发展，汽车工业开放程度越来越高，国内的汽车制造业面临着巨大的经营压力.汽车行业有些信息化程度很高，而有些仍沿用完全手工操作记录的方式.虽然大部分企业都建立了自己的信息体系系统，但大都存在信息化程度严重不一致的情况.同时随着汽车大批量的生产及使用，社会对于汽车工业发展的要求也将越来越高，所有企业都希望能够建立识别系统使自己的管理水平得到提升，以提高效率、降低差错率.汽车业必将会是RFID技术产生巨大影响的一个主要领域.

2 射频技术的发展

RFID（Radio Frequency Identification,射频识别）技术是20世纪90年代开始兴起的一种非接触的自动识别技术,射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术.

RFID技术的前身可以追溯到第二次世界大战（约1940年）,当时该技术被英军用于识别敌我双方的飞机.其原理是在英方飞机上装有识别标签（类似于今天的主动式标签）,当雷达发出微波查询信号时,装在英方飞机上的识别标签就会做出相应的回执,使得发出微波查询信号的系统能够判别出飞机的身份,此系统称为IFF（Identity Friend or Foe,敌我识别）,目前世界上的飞行管制系统仍是在此基础上建立的.

在商业上的最早的应用是EAS（电子防伪技术）,20世纪80年代RF ID技术有了大发展,当时挪威政府和几个联邦州政府决定利用RF ID技术在公路上建设收费站,其后收费系统在其他方面有了很大的发展如:滑雪收费,加油卡,电子钱包等.1999年AUTO-ID成立,它的目标是发展一套世界性的标准,该中心在2003年完成了EPC（电子产品条码）的工作后关闭了,与此同时新成立的EPC global工作组继续着工作.在当今这个竞争激烈的环境下,各个企业和公司都必须进一步地降低成本,增加收入,减少运营资本和固定资本,从而更好地满足企业市场运作的要求,使用射频识别技术就能够达到这些目的.射频的有关领域有:门禁保安,汽车防盗,电子物品监控,生产自动化,仓储管理,产品防伪,RFID卡收费,车辆识别,高速路收费,运动计时等等.20世纪80年代,由于大规模集成电路技术的成熟,射频识别系统的体积大大缩小,使得射频识别技术进入实用化的阶段,成为一种成熟的自动识别技术.

3 与汽车相关领域的运用

3.1 电子不停车收费系统（ETC）

电子不停车收费系统（Electronic Toll Collection,简称ETC）是一种用于公路、大桥和隧道的电子自动收费系统.它应用RFID技术,通过路侧天线与车载电子标签之间的专用短程通讯,在不需要驾驶员停车和其他收费人员采取任何操作的情况下,自动完成收费处理全过程.ETC目前在欧美应用已经比较成熟普遍,我国也已经在广东、四川等地的高速公路上投入应用.通过应用不停车收费系统可以提高通过效率,是缓解收费站交通堵塞的有效手段.同时通过RFID技术实现无人为干预的收费,有效地遏制了偷逃过路费,收费人员玩忽职守、营私作弊等行为.ETCETC系统的工作流程如下.a.存储有车型、车号、金额、有效期等信息的射频电子标签卡被安装在汽车前方挡风玻璃内侧的左下角,以不遮挡驾驶员视线为准,当持卡车辆进入不停车收费车道时,读写器读取该车SENSE-9520系列射频电子标签卡上的信息（车型、车号、剩余金额和有效期等）.b.从车载射频电子标签卡读取的信息、所采集到的数据均被送到车道控制计算机内进行分析比较,进行收费等一系列处理.c.如来车所持射频电子标签卡为有效卡,则通行.d.如来车所持射频电子标签卡为无效卡,则通行信号灯、自动栏杆关闭;转到人工收费进行处理.e.射频电子标签卡的销售和费用结算均在收费中心（即购卡中心）进行.

3.2 汽车生产线上的应用

将射频技术用在汽车生产流水线上,实现自动控制、监视,提高生产率,改进生产方式,节约了成本,使生产流程更加合理.如图14所示.目前国外一些汽车生产厂在焊接、喷漆和装配等生产线上,都采用了RFID技术来监控生产过程,比较早的是丰田汽车南非厂、大众、福特.国内汽车制造厂也逐步认识到该技术的优势,有采用的倾向和行动.如上汽集团下属的上海汽车制动系统有限公司在制动器生产流水线上已经采用了RFID技术.据悉,通过对电子标签读取信息,再与生产计划、排程排序相结合,对生产线上的车体等给出一个独立的识别编号,实现对车辆跟踪;在焊接生产线上,采用耐高温、防粉尘/金属、防磁场、可重复使用的有源封装RFID标签,通过自动识别作业件来监控焊接生产作业;在喷漆车间采用防水、防漆RFID标签,对汽车零部件和整车进行监控,根据排程安排完成喷漆作业,同时减少污染;在装配生产线上,根据有供应链计划器编排出的生产计划、生产排程与排序,通过识别RFID标签中的信息,完成混流生产.

射频技术在汽车生产线上的应用使得汽车生产的柔性化和按订单生产成为可能,车体信息档案也将伴随一辆车从制造到销售,再到售后服务的全过程,为汽车的生产管理和售后服务提供强大的基础数据,为整车终身的品质跟踪、事故分析等提供第一手资料.利用射频技术还可以实现对汽车关键件、安全件可追溯性管理.一些标准件、形状及采用的零部.

4 射频识别技术在汽车防盗上的应用

汽车防盗装置经历了机械式、电子式、芯片式和网络式四个发展阶段.目前主要采用电子式,并正逐步向网络式过渡,电子警报系统是目前汽车上最为流行的防盗装置,设计先进、结构复杂.不过功能都是单一的:发出警报信号,求助于人及吓走窃贼.芯片式数码防盗器是现在汽车防盗器发展的重点,大多数轿车均采用这种防盗方式作为标配防盗器.芯片式数码防盗器基本原理是锁住汽车的启动系统、电路和油路,在没有芯片钥匙的情况下无法启动车辆.目前进口的很多高档车,国产的大众、广州本田、东风日产等车型已装有原厂的芯片防盗系统.

第四代电子防盗系统除了比以往的电子防盗系统更有效地起到防盗作用外还具有其他先进之处它独特的射频识别技术（RF ID）可以保证系统在任何情况下都能正确识别驾驶者.在驾驶者接近或远离车辆时可自动识别其身份自动打开或关闭车锁.以后汽车防盗将朝着网络的方向发展,结合现在流行的射频技术或GPS系统构建汽车信息网络.

防止汽车被盗主要是防止发动机不正当启动.要求具有独立报警功能,且当发现不正当启动发动机时,便可以切断发动机的工作.切断方式有:切断发动机点火;切断发动机燃油供应;不能启动发动机;切断车辆其他相关系统.利用数码防盗器可以锁住汽车的启动系统、电路和油路,在没有芯片钥匙的情况下无法启动车辆.数字化的密码重码率极低而且要用密码钥匙接触车上的密码锁才能开锁,杜绝了被扫描的弊病,这是R F ID较新的应用.目前已经开发出了足够小的、能够封装到汽车钥匙当中含有特定码字的射频卡.它需要在汽车上装有读写器,当钥匙插入点火开关时,芯片向收发线圈输送发信号（相当于加密密码）假如防盗控制器识别编码不正确,就会立刻指令发动机电脑板切断供油和点火系统,使发动机无法启动.用这种电子验证的方法,汽车的中央计算机也就能容易防止短路点火.与帕萨特类似宝来轿车原厂防盗器是利用各个传感器传递符合原定的脉冲信号达到合法启动的效果.当汽车内部监控电脑得不到相关信息后就会默认为非法启动.控制单元就会下令电子点火系、起动系、供油系停止工作起到断油、断电的效果,使汽车无法启动达到防盗作用.还有在广本的雅阁、奥德赛两款车所安装的电子防盗器一般有两种,一发动机锁止系统另一种为安全防盗系统.发动机锁止系统是将车匙电子化,通过车匙、防盗模块和发动机ECU之间的通信.识别密码吻合后,方能启动发动机.

另一种汽车防盗系统是司机自己带有一射频卡,其发射范围是在司机座椅45～55cm以内,读写器安装在座椅的背部.当读写器读取到有效的ID号时,系统发出三声鸣叫,然后汽车引擎才能启动.该防盗系统还有另一强大功能:倘若司机离开汽车并且车门敞开引擎也没有关闭,这时读写器就需要读取另一有效ID号;假如司机将该射频卡带离汽车,这样读写器不能读到有效ID号,引擎就会自动关闭,同时触发报警装置.

5 结论

射频技术现在发展很快,应用的范围也很广泛,由于RFID技术的成熟及成本的降低,利用射频技术可以应用于汽车生产、管理、防盗等方面.即从汽车生产制造延伸至汽车服务,直到报废汽车回收.运用RFID技术于汽车产业,必将大大促进管理,提高效率.本文只是对射频技术在汽车相关领域的应用作了一个简单的总结.除了在技术上坚持自主研发的基础外我国还应该引进国外先进技术,加快RFID技术应用与发展,建立、健全以企业为中心的技术创新体系,使我国的汽车工业发展得更快.

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TP277

A

1673-260X（2011）10-0139-02

安徽省蚌埠学院重点项目（BBXYGC2010A02）；国家自然科学基金项目“新型多通道声表面波气体传感器研究”的子课题“多通道声表面波气体传感器检测电路研制”（60572018）