能源工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要支柱,，其信息化工作歷來受到人們高度關(guān)注。早在1997年全國的加油站就開始實行IC卡加油,，并逐步實現(xiàn)卡機聯(lián)動自動化管理,，隨著近年來壓縮天燃?xì)?CNG)技術(shù)的不斷發(fā)展，天然氣汽車的數(shù)量日漸增多,，CNG加氣站的工作量變得越來越繁瑣,，同時,，收費、銷售,、結(jié)算,；記賬或現(xiàn)金交易中存在人工工作量大、生產(chǎn)成本高,、管理漏洞大等缺點,。如何提高工作效率，減少數(shù)據(jù)錯誤率,，節(jié)約生產(chǎn)成本,，進一步提高CNG加氣站網(wǎng)絡(luò)化智能監(jiān)控能力。
該應(yīng)用通過收費系統(tǒng)使用電子標(biāo)簽讀卡器給司機發(fā)放描述車輛信息的無源電子標(biāo)簽,，此標(biāo)簽與CNG加氣機測控系統(tǒng)中的近距離讀寫器之間進行無線數(shù)據(jù)通訊,，進行車輛自動識別和有關(guān)收費數(shù)據(jù)的交換，對CNG加氣機進行智能化控制,，同時,，利用計算機聯(lián)網(wǎng)對收費數(shù)據(jù)進行傳輸、處理,，實現(xiàn)CNG加氣站的自動收費,，從而達(dá)到前述的目的。
1 技術(shù)原理與RFID技術(shù)
1．1 技術(shù)原理
系統(tǒng)是通過近距離,、非接觸采集射頻卡的信息,，實現(xiàn)車輛在CNG加氣站加氣時的自動識別，從而實現(xiàn)目標(biāo)的自動化管理,。該系統(tǒng)產(chǎn)品集計算機軟硬件,、無線通信、信息采集處理,、數(shù)據(jù)傳輸,、網(wǎng)絡(luò)通訊、自動控制和智能卡制作等技術(shù)綜合應(yīng)用為一體,，屬于先進的智能信息采集設(shè)備和高安全性的智能身份識別系統(tǒng),，是一種能有效對車輛進行自動識別和聯(lián)網(wǎng)監(jiān)管的重要技術(shù)手段。
1．2 RFID技術(shù)
射頻識別(Radio Frequency Identification,，RFID)技術(shù)在CNG加氣站的應(yīng)用日趨成熟,，CNG加氣站網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系繞中使用的RFID技術(shù)一般由3部分組成：
(1)電子標(biāo)簽(Tag)由耦合元件及其他器件組成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼,，安裝在車輛上標(biāo)識車輛信息,，其中保存有約定格式的電子數(shù)據(jù)；當(dāng)受到無線電射頻信號照射時，反射回攜帶有數(shù)字字母編碼信息的無線電射頻信號,，供閱讀器處理識別,。其工作頻率一般在13．56 MHz以上，分為有源和無源,。
(2)閱讀器(Reader)用以產(chǎn)生,、發(fā)射無線電射頻信號并接收由電子標(biāo)簽反射回的無線電射頻信號，可無接觸讀取并識別電子標(biāo)簽中保存的車輛數(shù)據(jù)信息,。從而達(dá)到自動識別車輛的目的,。還可向標(biāo)簽寫入信息，進一步通過計算機及計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)車輛信息的采集,、處理及遠(yuǎn)程傳送等管理功能,。采用廣播發(fā)射式射頻識別和反射調(diào)制式射頻識別。
(3)微型天線(Antenna),，用于在電子標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號,。
2 技術(shù)系統(tǒng)組成
2．1 硬件系統(tǒng)構(gòu)成
RFID相關(guān)應(yīng)用的硬件系統(tǒng)包括CNG加氣站加氣機測控系統(tǒng)(又稱CNG加氣站數(shù)據(jù)采集部分)、數(shù)據(jù)傳輸部分,、監(jiān)控管理部分三部分組成,。CNG加氣站數(shù)據(jù)采集設(shè)備主要是近距離非接觸采集車輛加氣的耐間、站號,、槍號,、加氣體積與金額等信息。其硬件系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示,。
每臺加氣機均需要配備一套電腦測控系統(tǒng)和其它部件,。在電腦測控系統(tǒng)中，通過微控制器從數(shù)采模塊采集數(shù)據(jù),、通過RFID讀寫器讀取司機所用的射頻卡以獲取卡片信息,，通過運算，將中間或者結(jié)果數(shù)據(jù)送EEPROM存儲,、送LCD顯示,、異常情況用蜂鳴報警，并控制輸出模塊,，再經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸模塊與應(yīng)用服務(wù)器進行交互遠(yuǎn)傳數(shù)據(jù),。
每個CNG加氣站基本配置至少滿足4種設(shè)備；近距離RFID讀寫器,、若干臺CNG加氣站數(shù)據(jù)采集設(shè)備、應(yīng)用服務(wù)器,、不間斷電源,。
數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(電腦測控系統(tǒng))主要實現(xiàn)快速讀取射頻卡卡號、采集加氣相關(guān)數(shù)據(jù),，并上傳至應(yīng)用服務(wù)器,，應(yīng)用服務(wù)器根據(jù)需要繼續(xù)上傳到更大的網(wǎng)絡(luò)范圍中去,；判斷CNG汽車司機所持射頻卡卡號的合法性，控制CNG加氣機動作,；對持有有效卡的車輛允許加氣,；持無效卡的車輛禁止加氣；對無卡車輛在CNG加氣站員工確認(rèn)情況下,，進行現(xiàn)金加氣,。
應(yīng)用服務(wù)器是系統(tǒng)中的基本管理單元，其數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,，將CNG加氣機采集的相關(guān)資料經(jīng)專用電纜(通常采用雙絞屏蔽線)傳輸至應(yīng)用服務(wù)器,。再通道計算機網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)時實時傳輸至其它加氣站，從而達(dá)到數(shù)據(jù)共享的目的,。
數(shù)據(jù)傳輸主要是完成CNG加氣機與CNG加氣站應(yīng)用服務(wù)器室之間的網(wǎng)絡(luò)連接,，根據(jù)需要在各個CNG加氣站之間的網(wǎng)絡(luò)連接。
2．2 軟件系統(tǒng)組成
文中所介紹的軟件系統(tǒng)組成是針對單站環(huán)境下而言,。軟件系統(tǒng)功能在CNG加氣站劃分為2部分：實時監(jiān)控采集系統(tǒng)與監(jiān)控管理系統(tǒng),。具體的軟件系統(tǒng)組成圖如圖2所示。
實時監(jiān)控采集系統(tǒng)主要實現(xiàn)實時采集和實時控制2個功能,。
在實時采集功能中主要采集加氣槍號,、車牌號、加氣體積,，加氣金額,、單價、總累體積,、總累金額,、員工號、加氣狀態(tài)等信息,。
槍號：加氣機的槍號,，在實時監(jiān)控采集系統(tǒng)中的槍號是順序命名。在進行物理連接時,，要求加氣機的槍號與實時監(jiān)控采集系統(tǒng)中的槍號一致,。
車牌號：刷卡消費時顯示正在加氣的車牌號。加氣時未顯示車牌號,，則表示現(xiàn)金加氣,。
加氣體積：當(dāng)前單筆加氣記錄已經(jīng)記錄的氣量(單位：方)。
單價：物價部門規(guī)定的當(dāng)前正在使用的加氣單價(單位：元／方),。
加氣金額：當(dāng)前單筆加氣記錄已經(jīng)記錄的金額(單位：元),。加氣金額=加氣氣量×單價。
總累體積：從加氣機投入使用到現(xiàn)在的所有加氣氣量值(單位：方)。
總累金額：從加氣機投入使用到現(xiàn)在的所有加氣金額值(單位：元),。
員工號：正在操作加氣機的加氣員的員工號,。
狀態(tài)說明：系統(tǒng)中的狀態(tài)提示。
在實時控制功能中主要控制CNG加氣機相關(guān)參數(shù)的設(shè)置控制,、手動停機,、時間校準(zhǔn)等內(nèi)容。
監(jiān)控管理系統(tǒng)主要實現(xiàn)系統(tǒng)登錄,、系統(tǒng)配置,、IC卡管理、IC卡查詢,、操作員管理,、用戶管理、綜合業(yè)務(wù)等功能,。
系統(tǒng)登錄：所有用戶必須通過系統(tǒng)身份驗證才能操作相關(guān)功能,。
系統(tǒng)配置：對系統(tǒng)基本參數(shù)根據(jù)實際情況進行配置，便于系統(tǒng)運行,，其主要功能包括,；修改用戶密碼、修改卡片密碼,、充值預(yù)警設(shè)置,、記賬信用設(shè)置、交接班設(shè)置,、RFID卡配置,、卡號管理。
RFID卡管理：系統(tǒng)對司機所持有的RFID卡(又稱消費卡,，分為記賬卡,、充值卡、普通卡)進行發(fā)放,、信息修改,、掛失、解掛,、注銷等進行操作,，對充值卡進行充值，對記賬卡進行結(jié)算,，對卡片操作日志進行管理,。
RFID卡查詢：系統(tǒng)對各種消費卡進行全面信息查詢，并提供導(dǎo)出Excel和打印功能,，其主要功能包括：記賬卡查詢(單卡基本信息,、結(jié)算信息,、消費信息)、充值卡查詢(單卡基本信息,、充值信息、消費信息),、普通卡查詢(單卡基本信息,、消費信息)、RFID卡日志查詢,、RFID卡綜合查詢,、充值記錄流水、結(jié)算記錄流水,、單位結(jié)算流水,。
操作員管理：操作員是指操作加氣機的加氣站員工。監(jiān)控管理系統(tǒng)實現(xiàn)加氣機操作員的信息管理,，并發(fā)放員工卡卡片,。
用戶管理：用戶是指使用監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件的加氣站員工。監(jiān)控管理系統(tǒng)實現(xiàn)用戶信息管理以及用戶權(quán)限的分配管理,。
綜合業(yè)務(wù)：主要實現(xiàn)班報,、月報的導(dǎo)出Excel和打印，實現(xiàn)加氣流水綜合查詢與結(jié)果導(dǎo)出Excel和打印(可以根據(jù)卡號,、槍號,、交易類型、員工號,、起止交易時間,、車牌號、單位名稱進行全方位的綜合查詢),；實現(xiàn)交接班交班流水信息與結(jié)果導(dǎo)出Excel和打印,。
3 結(jié)語
RFID技術(shù)在今后相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，仍將在各行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用,。本文在分析RFID技術(shù)原理的基礎(chǔ)上,，針對目前CNG加氣站存在的主要問題，提出RFID技術(shù)在CNG加氣站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用方案,，提出以RFID卡為載體實現(xiàn)CNG加氣站自動監(jiān)控采集系統(tǒng)和監(jiān)控管理系統(tǒng),，可較好解決目前的問題。該項技術(shù)對RFID技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中的應(yīng)用具有一定的參考價值,。如何利用RFID技術(shù)在CNG行業(yè),、甚至其它行業(yè)提出更多、更深層次的應(yīng)用是今后需要進一步研究的課題,。