[发明专利]集装箱港口车辆运行状态感知与定位系统以及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种状态感知与定位系统以及方法，特别是涉及一种采用了RFID复合传感器、射频定位和无线网络等技术，能够实现对集装箱港口全部集卡车辆、车载集装箱或装卸设备等进行自动的动态感知和定位管理的集装箱港口车辆运行状态感知与定位系统以及方法。

背景技术

在集装箱港口内，专用集装箱卡车(以下简称集卡)是集装箱堆场中运行灵活、数量最大、作业工况复杂的机械设备，因此要使码头设备合理高效的工作，必须首先解决集卡动态识别和调度的问题。

集装箱港口集装箱运输包含进口作业和出口作业两个流程，而这两个物流作业流程都离不开集卡和装卸机械。目前，一些大型集装箱港口采用GPS和无线通讯等技术实现了对港区内集卡和装卸机械的动态识别和调度管理。基于GPS和无线通讯的集卡调度系统（TPS）的广泛使用提高了集卡的效率，但是由于外来集卡车辆不可能安装兼容的GPS模块和无线通讯系统，因此，难于采用类似的方法对外部集卡车辆进行动态感知和调度管理，另外，采用GPS技术的TPS系统也存在着受天气和遮挡情况影响较大，体积大、成本高、系统运行维护不便等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种采用了RFID复合传感器、射频定位和无线网络等技术，成本低，维护方便，能够实现对集装箱港口全部集卡车辆、车载集装箱或装卸设备等进行自动的动态感知和定位管理，同时能避免采用单纯无线传感网络定位技术需要依赖复杂定位算法的缺点，同时也克服了基于GPS和无线通讯技术进行车辆感知中存在的各种局限的集装箱港口车辆运行状态感知与定位系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种集装箱港口车辆运行状态感知与定位系统，所述系统包括内部集卡、RFID复合传感节点、外部集卡、智能无线节点、通讯链路、车辆监控调度服务器，装有集装箱的集装箱船位于海岸上，集装箱船与大海之间安装有岸桥，内部集卡安装在岸桥上，外部集卡安装在大海上且RFID复合传感节点可以覆盖的区域内，出港道口，入港道口，场桥，智能无线节点，通讯链路，车辆监控调度服务器，出港道口是外部集卡车辆离开集装箱港口的出口，入港道口是外部集卡车辆进入集装箱港口的入口，智能无线节点、通讯链路和车辆监控调度服务器均位于海岸上。

在本发明的具体实施例中，所述RFID复合传感节点包括RFID阅读器、RFID天线、车辆检测器、射频发射器和射频天线，RFID复合传感节点安放在港区道路交叉口的正上方，完成车辆的感知定位，相邻的多个RFID复合传感节点互为邻居节点，在节点通讯半径内，中继其它节点的无线通讯信号。

在本发明的具体实施例中，所述RFID复合传感节点根据车辆监控与定位的具体需要，可以在所述系统的堆场部分或全部交叉点上安装。

在本发明的具体实施例中，所述RFID复合传感节点包括RFID阅读器、RFID天线、车辆检测器、射频发射器和射频天线，RFID复合传感节点安放在港区道路交叉口的正上方，完成车辆的感知定位，相邻的多个RFID复合传感节点互为邻居节点，在节点通讯半径内，中继其它节点的无线通讯信号。

在本发明的具体实施例中，所述智能无线节点是一种无线通讯节点，所述智能无线节点包括无线接收器、射频解码器、数据处理器、数据发送器和通讯接口，所述智能无线节点收集汇聚各个RFID复合传感节点传递来的信息，将这些信息进行汇聚分析，然后通过通讯链路发送到车辆监控调度服务器进行处理。

在本发明的具体实施例中，所述通讯链路为网络通讯方式，所述通讯链路为有线或无线链路，完成数据传输。

在本发明的具体实施例中，所述车辆监控调度服务器为一台或多台计算机系统，运行着车辆感知、定位、监控调度程序，它通过通讯链路与智能无线节点相连接，可以对智能无线节点传来的车辆感知信息进行实时处理计算，得到感知区域内的全部车辆的运行状态，进而给港口车辆运行调度提供依据。

一种利用集装箱港口车辆运行状态感知与定位系统感知与定位的方法，所述方法包括如下步骤：

（1）、将多个RFID复合传感节点以一定间距的网格形态分布在集装箱口作业区域的交叉路口，形成了一个覆盖集装箱码头作业场地的车辆感知区域，每个RFID复合传感节点均有独立的编号和确定的位置；