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RFID在加油站中应用
摘要：
加油机上加装RFID读写器实现与加油机的数据通讯，读写器通过TCP/IP或RS485总线（或其他数据总线）联成网络，也可通过无线传输网络来进行通讯和组网，通过加油站数据集中器与放置在加油站营业厅的管理计算机相连，并在管理计算机上加装RFID加油机信息管理系统软件，通过该系统软件可实现自动加油功能。
一、系统概述
加油站是成品销售的主要渠道，数目巨大，运作繁忙。加油站的服务对象是机动车辆，随着汽车的普及，加油站的运营负荷也急剧增长。基于RFID的应用系统具有非接触，工作距离可调，精度高，信息收集处理自动快捷及环境适应性好等一系列优点，不仅能取代传统的手工录入方式，大大提升加油站运营效率，更由于其先进的自动识别功能，能轻易地实现原先人工难以完成的任务。
加油机上加装RFID读写器实现与加油机的数据通讯，读写器通过TCP/IP或RS485总线（或其他数据总线）联成网络，也可通过无线传输网络来进行通讯和组网，通过加油站数据集中器与放置在加油站营业厅的管理计算机相连，并在管理计算机上加装RFID加油机信息管理系统软件，通过该系统软件可实现自动加油功能。
二、系统工作原理及组成
RFID加油机信息管理系统在每台加油机上加装RFID读写器，对于每笔加油都可以用卡完成，系统对于进入油站的车辆进行识别，与加油卡匹配之车辆方有权限加油。实现一车一卡进行加油，在匹配上基本采用一对一的形式，但通过权限管理允许一对多或指定的单卡加油。此功能实现之后，可最大程度上保证加油车辆的合法性，提高用油管理的等级，并能在较大程度上杜绝用油漏洞。其系统组成如表1所示：
UPS：考虑加油站现场无可直接使用的电源，故每个加油机需配备一台UPS为系统提供可靠电源，UPS可选择800瓦或更高的。
RFID读写器：用于识别车载标签，并将所读取的标签信息以TCP/IP或无线模式发送给系统控制中心。
发卡机：用于车载标签的发卡授权及充值功能。
LED显示屏：用于显示加油机动车的详细信息，其包括驾驶员信息、车牌号、加油量、预设加油量、加油费用等等，该显示屏可在室外使用，具有防水、抗高温、防火等功能。
键盘：机动车司机可通过键盘输入一个加油量，系统可根据客户输入的加油量进行准确加油。键盘可在室外使用，具有抗高温、防火等功能。
计量仪表：计量仪表可跟踪燃料流动过程，同时计算当前加油量，并实时的将加油信息传给LED显示屏。
控制阀门：阀门可控制及调节燃料流量，且当加油量等于预先设置的加油量时控制阀门可自动关闭。
无线AP：加油机整套系统可通过无线AP实现与后台系统的通信，其通信有效距离为80m到100m.
三、系统流程
进入加油站机的机动车具有两种，一种为月卡持有者、储值卡持有者，另一种为临时卡。月卡持有者在RFID读写器上刷卡，系统认证均合法后，允许加油机进行一次加油操作。认证完毕后，若长时间（1分钟）不加油，系统将退出允许加油状态。临时卡持有者加油前需领取一张RFID标签，先将该标签在后台系统中进行授权操作，待系统授权之后才可进行加油操作。
加油站自动加油系统流程如下：
3.1 机动车加油授权
首先保证入站的所有机动车上具有一张RFID电子标签，当机动车进入加油站时被安装在加油机旁的读写器所识别，读写器通过TCP/IP或无线通信传输模式（无线通信距离可达100米）将所读取的电子标签信息发送给加油站后台控制室，控制室对电子标签进行加油授权并将其加入系统数据库中，其数据库中保存加油机动车的车牌号、驾驶员信息、入场时间、卡内余额（固定机动车可办理存储卡）、预先加油量等相关信息。
3.2 获取加油量
加油机对机动车的加油量可通过两种方式进行获取，该两种方式分别为系统预输入和客户键盘输入：
（1）系统预输入
加油机利用无线模式和电脑连接，机动车车载标签一旦被授权后，系统即可通过无线模式给加油机发送一个加油量数据，待确认后加油机即可进行加油操作，系统将该机动车的详细信息以列表形式传给加油机中的PCU系统加以显示。（PCU由LED和输入键盘组成）
（2）客户输入
每一台加油机均配备LED显示器和输入键盘，加油过程中采用一个计量仪表来检测燃料的流动过程，并在LED显示屏上显示。用户可通过键盘输入加油量与系统预输入加油量进行确认，当用户输入加油量小于当前系统预输入加油量时，系统将提示用户可再输入；当系统未预输入加油量时，系统将按客户键盘输入的加油量进行加油操作。
3.3 加油
在加油机PCU系统显示的标签信息数据表（该数据表包括车辆信息、驾驶员信息、加油量信息、加油预输入信息、卡内余额等等）和客户一致时，加油操作员即可按确认键进行加油操作。在加油的过程中，加油机PCU系统显示加油量、加油剩余量、所需金额等信息。当加油量等于预输入加油量时，系统将自动关闭加油喷嘴闸停止加油。加油喷嘴前具有一个油量控制阀门检测器，该阀门检测器可调节燃料流量，且当加油量等于预先设置的加油量时控制阀门可自动关闭喷嘴闸停止加油。
同时RFID读写器具有离线工作功能，即电脑出现故障时也可实现加油功能，故RFID加油系统具有正常加油和电脑故障加油两种方式，其分别如下：
（1）正常加油：车辆驾驶员在RFID读写器上刷卡，系统认证均合法后，允许加油机进行一次加油操作。认证完毕后，若长时间（1分钟）不加油，系统将退出允许加油状态。
（2）脱机加油：如果电脑出故障，系统可正常加油，每个RFID读写器最多可保存260000条加油记录，电脑故障排除后，存放在读写器上的数据可上传到管控PC机。
3.4 出场
对于存储卡持有者，加油完毕后系统将自动扣除加油所需费用，并将扣除费用信息、卡内余额等显示在PCU系统中；对于临时车辆加油完毕后需按照PCU显示的相关信息如数缴纳加油费用方可出场。
四、系统特点
加装RFID加油机具有可靠存储、显示和自动采集营业数据等多项功能特点，具体表现为以下几项：
4.1 加装RFID加油功能特点
根据定量升数和金额、不定量加油等都能自动计算并准确计费。
4.2 税控功能特点
(1)加油机中的编码器应能正确生成脉冲信号，经计量微处理器将计量数据真实、可靠、安全地传输到监控微处理器，该数据监控经微处理器处理后存人税控存储器并同时送到加油机的显示屏。当不能完成上述功能时，加油机应能被自动锁定，即不能进行加油工作。
(2)能正确生成完整保存和安全传输每次加油的油量、金额、应纳税额等税务数据，还能根据税务部门的要求打印发票，自动生成和打印税务报表资料。
4.3 存储功能特点
加装RFID加油机配发的电子标签能读写10000次营业数据，数据可保存10年。数据存储格式可采用加密技术。具有极强的保密性和安全性，以防止人为有目的利用技术手段篡改数据等。如果对电子标签进行非法操作几次，电子标签将会自动锁上。
4.4 防欺骗功能特点
计控主板中的监控微处理器应与编码器进行相互验证，当相互验证失败时加油机应不能工作。计控主板应设计有可靠的封印机构，以防止随意更换计控主板。
4.5 控管功能特点
可实现电子标签加油、油气回收、税收、计量技术监督、消费服务行业管理等各个方面的全面监控和现代化管理，加快信息化管理进程。
加油站是成品销售的主要渠道，数目巨大，运作繁忙。加油站的服务对象是机动车辆，随着汽车的普及，加油站的运营负荷也急剧增长。基于RFID的应用系统具有非接触，工作距离可调，精度高，信息收集处理自动快捷及环境适应性好等一系列优点，不仅能取代传统的手工录入方式，大大提升加油站运营效率，更由于其先进的自动识别功能，能轻易地实现原先人工难以完成的任务。
加油机上加装RFID读写器实现与加油机的数据通讯，读写器通过TCP/IP或RS485总线（或其他数据总线）联成网络，也可通过无线传输网络来进行通讯和组网，通过加油站数据集中器与放置在加油站营业厅的管理计算机相连，并在管理计算机上加装RFID加油机信息管理系统软件，通过该系统软件可实现自动加油功能。
二、系统工作原理及组成
RFID加油机信息管理系统在每台加油机上加装RFID读写器，对于每笔加油都可以用卡完成，系统对于进入油站的车辆进行识别，与加油卡匹配之车辆方有权限加油。实现一车一卡进行加油，在匹配上基本采用一对一的形式，但通过权限管理允许一对多或指定的单卡加油。此功能实现之后，可最大程度上保证加油车辆的合法性，提高用油管理的等级，并能在较大程度上杜绝用油漏洞。其系统组成如表1所示：
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图1 系统组成
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图2 加油机组成图
UPS：考虑加油站现场无可直接使用的电源，故每个加油机需配备一台UPS为系统提供可靠电源，UPS可选择800瓦或更高的。
RFID读写器：用于识别车载标签，并将所读取的标签信息以TCP/IP或无线模式发送给系统控制中心。
发卡机：用于车载标签的发卡授权及充值功能。
LED显示屏：用于显示加油机动车的详细信息，其包括驾驶员信息、车牌号、加油量、预设加油量、加油费用等等，该显示屏可在室外使用，具有防水、抗高温、防火等功能。
键盘：机动车司机可通过键盘输入一个加油量，系统可根据客户输入的加油量进行准确加油。键盘可在室外使用，具有抗高温、防火等功能。
计量仪表：计量仪表可跟踪燃料流动过程，同时计算当前加油量，并实时的将加油信息传给LED显示屏。
控制阀门：阀门可控制及调节燃料流量，且当加油量等于预先设置的加油量时控制阀门可自动关闭。
无线AP：加油机整套系统可通过无线AP实现与后台系统的通信，其通信有效距离为80m到100m.
三、系统流程
进入加油站机的机动车具有两种，一种为月卡持有者、储值卡持有者，另一种为临时卡。月卡持有者在RFID读写器上刷卡，系统认证均合法后，允许加油机进行一次加油操作。认证完毕后，若长时间（1分钟）不加油，系统将退出允许加油状态。临时卡持有者加油前需领取一张RFID标签，先将该标签在后台系统中进行授权操作，待系统授权之后才可进行加油操作。
加油站自动加油系统流程如下：
3.1 机动车加油授权
首先保证入站的所有机动车上具有一张RFID电子标签，当机动车进入加油站时被安装在加油机旁的读写器所识别，读写器通过TCP/IP或无线通信传输模式（无线通信距离可达100米）将所读取的电子标签信息发送给加油站后台控制室，控制室对电子标签进行加油授权并将其加入系统数据库中，其数据库中保存加油机动车的车牌号、驾驶员信息、入场时间、卡内余额（固定机动车可办理存储卡）、预先加油量等相关信息。
3.2 获取加油量
加油机对机动车的加油量可通过两种方式进行获取，该两种方式分别为系统预输入和客户键盘输入：
（1）系统预输入
加油机利用无线模式和电脑连接，机动车车载标签一旦被授权后，系统即可通过无线模式给加油机发送一个加油量数据，待确认后加油机即可进行加油操作，系统将该机动车的详细信息以列表形式传给加油机中的PCU系统加以显示。（PCU由LED和输入键盘组成）
（2）客户输入
每一台加油机均配备LED显示器和输入键盘，加油过程中采用一个计量仪表来检测燃料的流动过程，并在LED显示屏上显示。用户可通过键盘输入加油量与系统预输入加油量进行确认，当用户输入加油量小于当前系统预输入加油量时，系统将提示用户可再输入；当系统未预输入加油量时，系统将按客户键盘输入的加油量进行加油操作。
3.3 加油
在加油机PCU系统显示的标签信息数据表（该数据表包括车辆信息、驾驶员信息、加油量信息、加油预输入信息、卡内余额等等）和客户一致时，加油操作员即可按确认键进行加油操作。在加油的过程中，加油机PCU系统显示加油量、加油剩余量、所需金额等信息。当加油量等于预输入加油量时，系统将自动关闭加油喷嘴闸停止加油。加油喷嘴前具有一个油量控制阀门检测器，该阀门检测器可调节燃料流量，且当加油量等于预先设置的加油量时控制阀门可自动关闭喷嘴闸停止加油。
同时RFID读写器具有离线工作功能，即电脑出现故障时也可实现加油功能，故RFID加油系统具有正常加油和电脑故障加油两种方式，其分别如下：
（1）正常加油：车辆驾驶员在RFID读写器上刷卡，系统认证均合法后，允许加油机进行一次加油操作。认证完毕后，若长时间（1分钟）不加油，系统将退出允许加油状态。
（2）脱机加油：如果电脑出故障，系统可正常加油，每个RFID读写器最多可保存260000条加油记录，电脑故障排除后，存放在读写器上的数据可上传到管控PC机。
3.4 出场
对于存储卡持有者，加油完毕后系统将自动扣除加油所需费用，并将扣除费用信息、卡内余额等显示在PCU系统中；对于临时车辆加油完毕后需按照PCU显示的相关信息如数缴纳加油费用方可出场。
四、系统特点
加装RFID加油机具有可靠存储、显示和自动采集营业数据等多项功能特点，具体表现为以下几项：
4.1 加装RFID加油功能特点
根据定量升数和金额、不定量加油等都能自动计算并准确计费。
4.2 税控功能特点
(1)加油机中的编码器应能正确生成脉冲信号，经计量微处理器将计量数据真实、可靠、安全地传输到监控微处理器，该数据监控经微处理器处理后存人税控存储器并同时送到加油机的显示屏。当不能完成上述功能时，加油机应能被自动锁定，即不能进行加油工作。
(2)能正确生成完整保存和安全传输每次加油的油量、金额、应纳税额等税务数据，还能根据税务部门的要求打印发票，自动生成和打印税务报表资料。
4.3 存储功能特点
加装RFID加油机配发的电子标签能读写10000次营业数据，数据可保存10年。数据存储格式可采用加密技术。具有极强的保密性和安全性，以防止人为有目的利用技术手段篡改数据等。如果对电子标签进行非法操作几次，电子标签将会自动锁上。
4.4 防欺骗功能特点
计控主板中的监控微处理器应与编码器进行相互验证，当相互验证失败时加油机应不能工作。计控主板应设计有可靠的封印机构，以防止随意更换计控主板。
4.5 控管功能特点
可实现电子标签加油、油气回收、税收、计量技术监督、消费服务行业管理等各个方面的全面监控和现代化管理，加快信息化管理进程。
