一种WIFI和RFID新能源汽车换电站车站认证的通讯方法与流程

一种wifi和rfid新能源汽车换电站车站认证的通讯方法
技术领域
1.本发明属于新能源汽车技术领域，特别是涉及一种wifi和rfid新能源汽车换电站车站认证的通讯方法。


背景技术：

2.射频识别(以下简称rfid)技术是一种非接触式的自动识别技术，基本原理是以电磁场为媒介进行能量和信息交互，实现对目标物体的识别。rfid系统包含射频阅读器、天线和无线标签，标签附着在被识别物体表面，其中保存有约定格式的电子数据，可通过微型天线与阅读器无接触地进行信息传递。
3.众所周之，gps系统已大量应用于实时定位领域，但在换电站环境中并不能实现精确定位。目前，人们对换电站内短距离定位的应用需求急剧增加，各种新兴的换电站内无线定位技术应运而生，如红外线、超声波、蓝牙、wifi和rfid等。但由于换电内障碍物对定位精度的影响，以及系统硬件体积和成本对应用的限制，至今，该类技术在室内定位领域尚未普及。
4.相比于其它室内定位技术，rfid由于其非接触和非视距等诸多优点被广泛看好。目前，rfid技术已在物联网中得以应用，但主要进行物品识别和信息检索。由于多径效应及防碰撞技术等限制，该技术尚且处于理论研究阶段。目前提出的室内定位算法基本都单一地依靠rfid技术，主要基于射频信号功率与传播距离的关系，采用多点定位算法计算目标标签的位置。该类算法要求阅读器和射频天线个数不少于三个，且对信号强度和频段要求较高，算法复杂度与定位精度成正比，因此无论从设计难度还是实现成本角度考虑，都不利于其大面积推广。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种wifi和能源汽车换电站车站认证的通讯方法，通过建立二维场景模型，在新能源汽车进行换电站后，由换电站多个射频卡器获取rfid标签信息，根据wifi信号强度以及rfid电子标签与参考标签之间距离来对车辆进行精准定位，解决了现有的换电站车内车辆定位不准确、换电效率低的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
7.本发明为一种wifi和rfid新能源汽车换电站车站认证的通讯方法，包括如下步骤：
8.步骤s1：在新能源汽车上贴rfid标签，并将此对应关系录入系统后台的数据库中；
9.步骤s2：新能源汽车进入换电站内，多个射频卡器获取rfid标签信息；
10.步骤s3：按照实际场景在x、y方向成比例建立二维场景模型；
11.步骤s4：获取新能源汽车内wifi接收器的信号强度计算出车辆大致位置；
12.步骤s5：获取新能源汽车内rfid标签与rfid参考电子标签之间的距离；
13.步骤s6：确定新能源汽车位置坐标。
14.作为一种优选的技术方案，所述步骤s1之前，对换电站内构建一种由主控器、wifi发送器、wifi热点、rfid参考电子标签、rfid读写器组成的换电站内室内混合定位装置；其中，所述换电站内设置主控制器、至少一个wifi热点、至少一个rfid参考电子标签和至少一个rfid读写器。
15.作为一种优选的技术方案，所述主控器为工业控制计算机；所述主动弃与wifi发送器连接，用于实时接收每个wifi热点发送的数据；所述rfid读写器实时接收各个rfid电子标签发出的信号并将信号传输到主控制器；所述控制器与wifi接收器连接，计算出变电站内新能源车辆位置。
16.作为一种优选的技术方案，所述步骤s3中，在x、y方向成比例建立二维场景模型；所述二维场景模块以固定wifi发送器作为二维场景模型的坐标原点。
17.作为一种优选的技术方案，所述步骤s4中，wifi接收器的信号强度与wifi信号的衰减和距离的对数呈正比，具体计算出车辆大致位置的公式如下：
18.rss＝pt-k-10
a log10d；
19.式中，α称为路径损耗指数，pt为发送功率，k是一个取决于环境和频率的常数。
20.作为一种优选的技术方案，所述步骤s5中，新能源汽车内rfid标签与rfid参考电子标签之间的欧式距离公式为：
[0021][0022]
式中，θi＝{θ1,θ2,...,θn}，表示为新能源汽车内rfid标签的信号强度矢量；ui＝{u1,u2,...,un}，表示为rfid参考电子标签的信号强度矢量；
[0023]
则，新能源汽车内rfid标签的坐标为：
[0024][0025]
当k《m时，表示在m个欧式距离ej中最小的k个邻居，w
l
表示第l个邻居的权重，则：
[0026][0027]
作为一种优选的技术方案，所述。
[0028]
本发明具有以下有益效果：
[0029]
本发明通过建立二维场景模型，在新能源汽车进行换电站后，由换电站多个射频卡器获取rfid标签信息，根据wifi信号强度以及rfid电子标签与参考标签之间距离来对车辆进行精准定位，提高了换电站的安全等级以及换电效率。
[0030]
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0031]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的
附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0032]
图1为本发明的一种wifi和rfid新能源汽车换电站车站认证的通讯方法流程图。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]
请参阅图1所示，本发明为一种wifi和rfid新能源汽车换电站车站认证的通讯方法，包括如下步骤：
[0035]
步骤s1：在新能源汽车上贴rfid标签，并将此对应关系录入系统后台的数据库中；
[0036]
步骤s2：新能源汽车进入换电站内，多个射频卡器获取rfid标签信息；
[0037]
步骤s3：按照实际场景在x、y方向成比例建立二维场景模型；
[0038]
步骤s4：获取新能源汽车内wifi接收器的信号强度计算出车辆大致位置；
[0039]
步骤s5：获取新能源汽车内rfid标签与rfid参考电子标签之间的距离；
[0040]
步骤s6：确定新能源汽车位置坐标。
[0041]
步骤s1之前，对换电站内构建一种由主控器、wifi发送器、wifi热点、rfid参考电子标签、rfid读写器组成的换电站内室内混合定位装置；其中，换电站内设置主控制器、至少一个wifi热点、至少一个rfid参考电子标签和至少一个rfid读写器；
[0042]
在换电站内多个地方安装带有wifi和rfid的参考标签，该标签包含有标签所在的位置信息，通常情况下在换电站的出口、入口等多个及重要位置安防阅读器，然后根据阅读器的覆盖范围在多个地方放置阅读器以确保整个换电站被覆盖；给每个新能源汽车内安装有wifi和rfid的标签，当安装有新能源汽车进入阅读器的读取范围时，阅读器会立即感应到信号，同时通过wifi模块将标签的信息上传到接入点ap，再由ap通过以太网传送到上位机,上位机通过与数据库匹配,在得到该标签信息的同时将数据发送到监控中心的显示器上,管理员通过查看显示记录可获得携带该标签的车辆的信息。
[0043]
主控器为工业控制计算机；主动弃与wifi发送器连接，用于实时接收每个wifi热点发送的数据；rfid读写器实时接收各个rfid电子标签发出的信号并将信号传输到主控制器；控制器与wifi接收器连接，计算出变电站内新能源车辆位置。
[0044]
其中，步骤s3中，在x、y方向成比例建立二维场景模型；二维场景模块以固定wifi发送器作为二维场景模型的坐标原点。
[0045]
其中，步骤s4中，wifi接收器的信号强度与wifi信号的衰减和距离的对数呈正比，具体计算出车辆大致位置的公式如下：
[0046]
rss＝pt-k-10
a log10d；
[0047]
式中，α称为路径损耗指数，pt为发送功率，k是一个取决于环境和频率的常数。
[0048]
其中，步骤s5中，新能源汽车内rfid标签与rfid参考电子标签之间的欧式距离公式为：
[0049][0050]
式中，θi＝{θ1,θ2,...,θn}，表示为新能源汽车内rfid标签的信号强度矢量；ui＝{u1,u2,...,un}，表示为rfid参考电子标签的信号强度矢量；
[0051]
则，新能源汽车内rfid标签的坐标为：
[0052][0053]
当k《m时，表示在m个欧式距离ej中最小的k个邻居，w
l
表示第l个邻居的权重，则：
[0054][0055]
由上述公式可知，可以很容易估算出待测标签的实际坐标与理论坐标的误差：
[0056][0057]
其中，(x0，y0)表示待测标签的实际位置坐标，(x,y)表示待测标签的理论位置坐标。本技术文件采用参考标签来辅助定位，当标签处于检测范围时，系统通过标签之间的信号轻度差异估测标签的位置，本技术文件采用改进的landmarc算法，首先是对rssi信号进行中值滤波，再将滤波后的rssi信号实用landmarc算法。
[0058]
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
[0059]
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。
[0060]
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。