超高頻RFID系統(tǒng)在車輛管理中的應(yīng)用

1引言

隨著我國城市化建設(shè)的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提 高，車輛數(shù)量和道路交通流量急劇增加，而道路的建設(shè)遠趕不 上車輛的增長，伴隨而來是交通擁堵、車輛違章違法等現(xiàn)象的 日益突出，傳統(tǒng)的車輛管理系統(tǒng)已經(jīng)面臨巨大挑戰(zhàn)。目前發(fā)展 的射頻識別（RFID）技術(shù)為這個問題的有效解決提供了理想的 解決方案，同時也是以后車輛管理自動化的發(fā)展方向問。

而對公交公司而言，其停車場平時需要管理大量的公交 車輛，同時車輛停放比較分散，出入頻繁，車輛日常管理和 安全監(jiān)管難度較大。因此，需要采用高智能化的管理手段來 實現(xiàn)停車庫信息化管理的建設(shè)8期。

在深入分析國內(nèi)外成熟的基于RFID的智能停車場管理 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，以某公交公司的車輛管理為典型應(yīng)用 背景，本文提出的一種基于超高頻射頻識別（RFID）技術(shù)的 車輛管理應(yīng)用方案。該方案可有效降低車輛信息查詢復(fù)雜程 度、車輛定位等問題。該系統(tǒng)采用自行研發(fā)的FR520讀寫器 等關(guān)鍵設(shè)備，并通過立體停車庫的大量測試結(jié)果證明方案合 理可行，運行穩(wěn)定可靠。

2射頻識別技術(shù)

自動設(shè)備識別系統(tǒng)（Automatic Equipment Identification， AEI）是國際上正在努力開發(fā)并快速推廣普及的技術(shù)。它適用 于安全性要求較高的部門的車輛電子自動管理系統(tǒng)。該項技 術(shù)的基本思想是通過采用一些先進的技術(shù)手段，實現(xiàn)人們對 各類物體和設(shè)備在不同狀態(tài)（高速移動、靜止、惡劣環(huán)境）下 的自動識別和管理，特別是采用超高頻RFID技術(shù)的自動設(shè)備 識別系統(tǒng)正日益廣被使用。

RFID也稱智能標簽，是繼個人電腦（PC）、互聯(lián)網(wǎng)、無 線通信之后的第四次信息技術(shù)革命。一個RFID系統(tǒng)通常由三 部分組成：讀寫器、標簽及相關(guān)的天線。讀寫器天線發(fā)射無 線電信號給標簽，標簽通過自己的天線接收此信號，利用該信 號得到的能量啟動標簽上的集成電路芯片工作。作為條形碼的 無線版本，智能標簽技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、 耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數(shù)據(jù)可以加密等 一系列優(yōu)點，正在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。

在圖1所示的簡單RFID系統(tǒng)中，現(xiàn)將閱讀器（Reader）、 天線（Antenna）和標簽（Tag）的作用分別描述如下：

閱讀器：讀取（有時還可以寫入）標簽信息的設(shè)備，可設(shè) 計為手持式或固定式；

標簽：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電 子編碼，附著在車輛上標識目標對象，標簽編寫成車輛的編 碼唯一識別；

天線：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

3車輛管理系統(tǒng)設(shè)計

針對公交公司車輛管理背景，以其所屬的一個典型的立 體停車場為例，車輛管理系統(tǒng)設(shè)計過程中需要重點考慮的問 題包括：

（ 1） 建設(shè)目標

為立體停車場管理人員提供實時監(jiān)控車輛信息的平臺、 實現(xiàn)智能化車輛規(guī)范有序定位管理；還可以在管理立體車庫 的車輛進出，嚴密監(jiān)視出入車輛，有效控制定位車輛的作息位 置，保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。

豐富的功能

具有自動識別、智能控制、車輛定位管理、報警提示、 信息記錄、數(shù)據(jù)通信、查詢、統(tǒng)計、分析等功能；同時具備擴 展方便，升級容易等特性。

運行穩(wěn)定可靠

具有冗余容錯性能；系統(tǒng)處理速度快，可靠性高，穩(wěn)定 性好，錯漏率低，并具有數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)能力。

車輛實時定位管理

對于立體車庫內(nèi)車輛進行數(shù)字化管理；通過自動識別車 牌卡信息，可以對車輛進出時間進行跟蹤，同時定位車輛停 放及作息位置的信息。

4車輛管理系統(tǒng)方案

(1)系統(tǒng)分部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

圖2所示的智能車輛管理系統(tǒng)是以后臺管理系統(tǒng)和前端 控制系統(tǒng)通過專用網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備組成的管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通信 協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議。而前端控制系統(tǒng)內(nèi)的通道識別系統(tǒng)則 采用10/100M以太網(wǎng)組成的一個小的局域網(wǎng)系統(tǒng)，進行識別 和外設(shè)控制管理。

(2)立體車庫平面結(jié)構(gòu)

圖3所示為該立體車庫的讀寫系統(tǒng)覆蓋效果圖。系統(tǒng)軟 件可以控制讀寫器的四根天線的輪詢讀取車輛標簽時間順序, 根據(jù)每個天線能管理定位對應(yīng)停車區(qū)域的車輛，能把實時的 公交停車位置區(qū)域上報到公交公司的調(diào)度室，方便管理人員 對車輛管理與停放位置的查詢定位。

( 3) 車輛管理平臺組成

后臺管理平臺包括：管理計算機、發(fā)卡讀寫器、讀寫器、 讀寫器專用天線及電纜。其中上層應(yīng)用軟件及其數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安 裝并存儲在管理計算機上。

5固定式閱讀器選型

圖4所示是一種能滿足本文系統(tǒng)需求的四通道遠距離超 高頻RFID固定式閱讀器產(chǎn)品HIK-FR520，支持DRM工作 模式，具有良好的防沖突和抗干擾性能，識別率高，功能強, 可靠性高，可擴展性好等特點。

該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于智能交通、服裝盤存、智能倉儲等 領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代化的物流管理，海關(guān)智能通關(guān)、城市車 輛自動識別、智能停車場、高速公路不停車收費應(yīng)用等集成系 統(tǒng)。其主要特點包括：

兼容 EPC C1 Gen2/ISO 18000-6C ；

PowerPC 架構(gòu) CPU MPC8308，128 MB RAM ；

具有載波消除功能，抗干擾能力更強；

支持EPC密集型讀取模式(DRM)；

遠距離讀取，RF輸出功率達到32.5 dBm ；

支持4路天線接口；

支持640 Kb/s標簽數(shù)據(jù)讀取速率；

配置以及參數(shù)設(shè)定靈活，提供最大化標簽閱讀量和最佳 工作性能；

智能交通及車輛管理

大規(guī)模RFID系統(tǒng)應(yīng)用

HIK-FR520的主要性能指標如表1所列。

表1 HIK-FR520主要性能指標

6車輛管理系統(tǒng)的特點

公交立體停車管理智能是運用超高頻自動識別技術(shù)，利 用現(xiàn)代計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)等多領(lǐng)域技術(shù)，綜合實現(xiàn) 車輛自動識別和定位管理。本文提出的超高頻RFID車輛管 理系統(tǒng)具有以下主要特點：

整個系統(tǒng)具有遠距離快速識別、智能控制、高可靠性、 高保密性、易操作、易擴展等特點；

建立安全可靠的注冊車輛檔案，通過高新技術(shù)加強車輛 監(jiān)管防盜功能；

提供一個對進出車輛自動識別、智能管理的先進、可靠、 適用的數(shù)字化平臺，使公交公司對所有公交車輛出行、位置進 行實時動態(tài)管理的能力得到質(zhì)的提高；

能有效、準確的對進出停車庫的車輛(裝有車輛電子號 牌的車輛)的數(shù)據(jù)信息識別、采集、記錄、跟蹤；

實時數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)及時傳送到后臺管理系統(tǒng)，使管 理人員在辦公室內(nèi)就可以及時了解公交車輛的停車在立體車 庫位置的情況。

7結(jié)語

基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)是一種高效、快捷及 科學的車輛管理手段。本文提出的超高頻車輛管理系統(tǒng)應(yīng)用 于停車場車輛管理中，具有效率高、準確性好、安全性高的 優(yōu)點。該系統(tǒng)易于操作維護，自動化程度高，大大減輕管理 者的勞動量。該方案的主要創(chuàng)新點在于為立體停車場管理人 員提供實時監(jiān)控并識別車輛信息的平臺、實現(xiàn)車輛的智能化 規(guī)范有序定位管理，系統(tǒng)功能豐富，運行穩(wěn)定可靠，具有廣闊 的市場應(yīng)用前景。

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