RFID在军事装备维修保养中的应用Word格式文档下载.doc

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1.2 国内外相关研究现状 5

1.3 课题的提出 6

第二章RFID装备维修保养系统的研究 23

2.1 RFID无线射频技术 13

2.1.1RFID无线射频技术简介 13

2.1.2RFID工作原理2.3RFID技术的特点 13

2.13RFID技术的特点 13

2.14RFID的频段特征 13

2.2 RFID装备维修保养系统可行性研究 13

2.21典型应用场景分析 13

2.3 本文解决的主要问题与难点 23

第三章RFID芯片设计研究 26

第四章RFID装备维修保养系统设计 26

4.1数据库编写 27

4.1.1数据库的创建与删除 28

4.1.2访问范围设置 28

4.1３数据维护 27

　　4.１４数据查询 28

4.2芯片编程加密 28

4.3读写器研究与设计 28

第五章结论 29

5.1全文总结 37

5.1成果的应用前景或理论意义 40

参考文献

致谢

绪论

3

1课题背景

进入21世纪，我军进入现代化、信息化建设，部队进入了装备设备升级换代以及熟悉装备的时代,随之带来的一个问题就是装备管理以及装备维修保养的问题.未来信息化战争空前剧烈，战场物资消耗猛增剧涨，军事物流保障的任务更加繁重、责任更加重大，军事物流活动的结果直接影响着战争的胜负.信息化的战场环境要求军事物流必须适时、适地、适量的为作战部队提供物资保障，即在准确的时间与地点向作战部队提供数量适当的军用物资，这给军事物流保障的快速性、机动性和准确性等提出了更高要求，要求军事物流信息准确、可靠、快速、高效的传输、采集、处理和交换，对物资保障的全过程实施指挥控制，建立“精确型”战场物资保障系统，实现物资保障决策的科学化和快速化，提高战场物资保障效率和效益.对军队来说，后勤物资调动以及武器装备的维修保养就显得特别重要.特别是在战争进行时.但如何把这样庞大繁复的工作进行得迅速准确，却是目前困扰军队的一大难题.相比我军的现代化进程，我军的装备管理手段显得十分落后.我国军队装备管理手段仍然采用手工制表登记，造成武器装备信息的遗失并因此对武器装备的维修保养带来了很大的难度.

1.2国内外相关研究现状

目前外军对RFID技术应用最具代表性的是美军.美国国防部对RFID技术的应用源于现代战争的需要：

1991年海湾战争中，美国向中东运送了约4万个集装箱，但由于标识不清，其中2万多个集装箱不得不重新打开、登记、封装并再次投入运输系统.战争结束后，还有8000多个打开的集装箱未能加以利用.后来美军估计，如果当时采用了RFID技术来追踪后勤物资的去向并获得集装箱的内容清单，将可能为国防部节省大约20亿美元的支出.海湾战争后，美军为解决物资在请领、运输、分发等环节中存在的严重现实问题，给作战部队提供快速、准确的后勤保障，提出了全资产可视性计划，要实现后勤保障中资产的高度透明化.而RFID技术的应用使美军实现后勤物资透明化成为可能，为自动获取在储、在途、在用资产可视性信息用提供了方便灵活的解决方案.RFID技术已经被美军广泛应用于军事物流保障领域，如特定物品寻找系统、运输途中物资可见性系统、单兵电子病历卡、生理状态监测器和服装发放装置等，极大的改革了传统物流跟踪方式，并在欧洲回撤、索马里维和、阿富汗战争和伊拉克战争等实战活动中取得了理想的效果.通过采用RFID技术，使美军的平均后勤补给时间大大缩短.伊拉克战争中，美军通过给每个运往海湾的集装箱上加装SAVI科技的射频卫星芯片，准确地追踪了国防部发往海湾的4万个集装箱，从而实现对“人员流”、“装备流”和“物资流”的全程跟踪，并指挥和控制其接收、分发和调换，使物资的供应和管理具有较高的透明度，大大提高了军事物流保障的有效性.RFID技术的应用，使得美军后勤补给能力变得前所未有的强大，可以轻松掌握所有后勤补给的实时信息，实现对后勤物资从工厂到士兵的全程追踪，也使美军实现了由“储备式后勤”到“配送式后勤”的转变.与海湾战争相比，伊拉克战争中的海运量减少了87％，空运量减少了88.6％，战略支援装备动员量减少了89％，战役物资储备量减少了75％.这种新的运作模式，为美国国防部节省了几十亿美元的开支.

1.3本课题的提出

如何将RFID射频技术与部队装备维修保养管理结合起来，从而使其为装备的保养维修提供可靠的依据，从而加快装备的修复，提高装备的可利用率，减少装备因维修保养不及时所造成的损失,成为武器装备维修保养工作中一个不能回避的问题,特别是如何在战时快速维修武器装备,尽快恢复装备的战斗力.

本论文内容主要是RFID武器装备维修保养系统的设计与研究以及相关芯片与读写器、数据库的编写和研究。

第二章RFID装备维修保养系统的研究

2.1RFID技术

RFID即RadioFrequencyIdentification，射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境.RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便.无线射频识别（FrequencyIdentification）技术．是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术.它是自动识别技术的一种高级形式.它利用无线射频信号，通过读写器、天线和安装在载体上的RFID标签．构成RFID系统．实现对载体的非接触的识别和数据信息交换.

无线射频识别技术（RFID）从诞生发展到现在已经日趋成熟和标准化，RFID技术由于其非接触、安全、高准确性、唯一性等优势迅速成为一个很热门的话题.据业内人士预测，RFID技术市场将在未来五年内在新的产品与服务上带来30至100亿美金的商机，随之而来的还有服务器、数据储存系统、数据库程序、商业管理软件、顾问服务，以及其它计算机基础建设的庞大需求.或许这些预测过于乐观，但RFID将会成为未来的一个巨大市场是毫无疑问的.

RFID产业潜力无穷，应用的范围遍及制造、物流、医疗、运输、零售、国防等等.RFID是2005年、2006年建议企业可考虑引入的十大策略技术之一，然而其成功之关键除了卷标（Tag）的价格、天线的设计、波段的标准化、设备的认证之外，最重要的是要有关键的应用软件（Killer 

Application），才能迅速推广.

2.2工作原理

工作流程是：

阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；

射频卡将自身编码等信息通过卡内置发送天线发送出去；

系统接收天线接收到从射频卡发送来的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，阅读器对接收的信号进行解调和解码然后送到后台主系统进行相关处理；

主系统根据逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同的设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作.

2.3RFID技术的特点：

1、资料存储量大:

其它自动识别技术品种中，数据容量最大的二维条形码（PDF417），最多也只能存储2725个数位;

若包含字母，存储量则会更少.而RFID卷标存储容量是2的94次方以上（近万字），它彻底抛弃了条形码的种种限制，使世界上的每一种物体都可拥有独一无二的标识符.

2、读写速度快:

采用非接触方式，无方向性要求，标签一进人磁场，解读器就可以实时读取其中的信息，通常在几毫秒就完成一次读写，采用的防冲撞机制，使之可同时处理多个标签，实现批量识别，最多同时识别可达每秒50个，并能在运动中进行识别.

3、数据安全性高:

RFID是按照国际统一的电子产品代码的编码制在出厂前就固化在芯片中的、不重复40位的准一识别内码，不可复制和更改.数据可以加密，扇区可以独立一次锁定，并能根据用户锁定重要信息.该技术很难被仿冒、侵人.

4、物理性能优越:

可以储存永久性数据和非永久性数据.在可重写内存内的信息更改自如.数据可动态更新，反复使用（擦写10万次，读无限），使用寿命长（10年或读写10万次），耐高低温（s2`-5Co工作i度一..5C79）能适应各种工作环境和工作条件，尤其适用于油污、粉尘、放射等恶劣环境.

5、读写方便:

资料的读取无需光源，甚至可以透过外包装来进行，无源远距离读写，读写距离最远可达1.5m.采用自带电池的主动标签时，有效识别距离可达到3.0m以上.

6、防冲突:

电子卷标中有快速防冲突机制，能防止卡片之间出现数据干扰，因此阅读器可以“同时”处理多张非接触式射频卡，一次可处理200个以上.

2．14RFID的频段特征

RFID射频技术有多种不同的工作频率范围，如低频、高频、超高频及微波；

在不同的频段RFID的识别距离也各不相同，基本上是随着频率的升高识别距离逐渐增长.低频频段能量相对较低，数据传输率较小，无线覆盖范围受限.为扩大无线覆盖范围，必须扩大卷标天线尺寸.尽管低频无线覆盖范围比高频无线覆盖范围小，但天线的方向性不强，具有相对较强的绕开障碍物能力.低频频段可采用1至2个天线，以实现无线作用范围的全区域覆盖.此外，低频段电子卷标的成本相对较低，且具有卡状、环状、钮扣状等多种形状.高频频段能量相对较高，适于长距离应用.低频功率损耗与传播距离的立方成正比，而高频功率损耗与传播距离的平方成正比.由于高频以波束的方式传播，故可用于智能标签定位.其缺点是容易被障碍物所阻挡，易受反射和人体扰动等因素影响，不易实现无线作用范围的全区域覆盖.高频频段数据传输率相对较高，且通讯质量较好.

第五章RFLTS定位系统性能测试和功能演示

2.2　RFID装备维修保养系统可行性研究

RFID装备维修保养系统通过对装备信息的了解,对装备的状况进行实时监控,对于非系统登记装备,能够通过RFID芯片所传达的信息对装备的状况进行了解,以决定是否需要进行保养或者维修工作.通过GPS全球定位系统，我们能准确的知道每一个装备的状态以及受损情况，能够在最短的时间内到达需要的地点，对装备进行维修保养工作.

2.21典型应用场景的技术需求分析

RFID的定位和跟踪技术再配合图形化的终端监控，将在很多典型的场景中广泛应用，比如，大型国际会展的现场，大型货物集散的港口码头，大量货物堆放的仓储库，人员繁杂的大型医院，贵重物品的运输和保管等等.

一、一场大的演习战场

在一场大的演习战场中，通过GPS定位系统迅速锁定战场中离群损坏的机动装甲装备，通过车组人员留在装备上RFID芯片上的信息，维修保养分队迅速对装备故障进行排除，使其快速回到战场进行战斗.

二、大规模的武器装备的集结

在进行大规模战斗或者转移前，机动武器装备集结在一起.利用手持或车载RFID接收端快速对集结的武器装备进行信息扫描及登记，最快的时间内找到需要维修保养的武器装备，对其进行有效的维修保养.

三、海岛边海防部队装备

对于边海防部队来说，有一些在险要位置放置的笨重防守用团炮.维修保养一次需要耗时耗力，而且部队是铁打的营盘流水的兵，虽然有制表式履历表记录档案，但是因为人员变动而出现差错导致装备的维修保养记录出现差错，有了RFID系统，维修保养单位就可以定期对装备进行维修保养。

2.3 本文解决的主要问题与难点

在武器装备基数如此大的中国军队里，对于武器装备的定期维修保养是比较重要的。

传统的维修保养机制容易使武器装备因为无法及时维修保养而出现无法使用的现象。

另外在军队现代化的今天，维修保养已经变得非常重要，及时地维修保养能够使部队的战斗力成倍上升。

对于维修保养单位来说，及时就意味着比敌军早到那几个小时、几十分钟甚至几分钟而已。

而ＲＦＩＤ系统配和ＧＰＳ系统完全能够完成上述任务。

　　　本课题的难点在于ＲＦＩＤ芯片的设计研究以及读写器的研究与设计。

因为其中设计到军队保密的要求，因此芯片中有加密编程要求，而读写器则是数据库与芯片之间的桥梁。

可以说读写器直接决定了系统是否能够正常运转的一个关键问题。

第三章RFID芯片设计研究

第四章RFID装备维修保养系统设计　

4.1数据库编写　

4.2芯片编程加密　

4.3读写器研究与设计　

第五章结论　

5.1全文总结　

5.1成果的应用前景或理论意义