基于RFID的智能小區(qū)車輛管理系統(tǒng)研究

趙建光 范晶晶

(1.河北建筑工程學(xué)院，河北張家口075024;2.河北工程大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，河北 邯鄲056000)

0 引言

隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，私家車數(shù)量急劇增加，給人們的出行帶來了快捷方便，與此同時，也帶來了小區(qū)停車管理不完善等方面的問題.目前較為常用的是傳統(tǒng)的IC卡停車系統(tǒng)，這種系統(tǒng)具有方便快捷、收費(fèi)準(zhǔn)確可靠、保密性好、靈敏度高、使用壽命長等眾多優(yōu)點(diǎn)，但是也存在諸多的缺點(diǎn)，如:進(jìn)出停車場時必須要通過接觸式刷卡，這樣就需要停車，降車窗，刷卡，給用戶帶來不便，如果遇到雨雪等惡劣天氣或是交通高峰期，更是容易引起交通堵塞.

利用先進(jìn)的RFID技術(shù)，將長距離射頻識別、車輛自動檢測及計(jì)算機(jī)智能控制技術(shù)有機(jī)地融合于一體來設(shè)計(jì)開發(fā)停車場，就可以解決IC卡停車場存在的問題，只要車輛具有停車場制作的RFID停車證，進(jìn)出停車場時就不需要停車刷卡，給用戶帶來方便.

1 RFID技術(shù)

RFID技術(shù)興起于上個世紀(jì)90年代，是一種非接觸式自動識別技術(shù)，它利用無線射頻技術(shù)進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，用來跟蹤管理幾乎所有物理對象.

1.1 RFID 系統(tǒng)組成

RFID系統(tǒng)主要由四大部分組成:電子標(biāo)簽(Tag)、讀寫器(Reader)、中間件(Middle Ware)和后臺數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(應(yīng)用軟件系統(tǒng)).(1)電子標(biāo)簽(Tag)，由芯片與天線組成，每個標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，標(biāo)簽附著在物體上以標(biāo)識目標(biāo)對象.(2)讀寫器(Reader/Write Device)，是讀寫標(biāo)簽信息的設(shè)備，讀寫器通常包含高頻模塊(發(fā)送和接收)、控制單元與應(yīng)答器連接的耦合元件、讀寫器天線等，分為手持式和固定式.讀寫器可無接觸讀取并識別標(biāo)簽中所保存的數(shù)據(jù)，從而達(dá)到自動識別物體的目的，通常與計(jì)算機(jī)相連，將標(biāo)簽信息傳送至計(jì)算機(jī)，進(jìn)行處理.(3)RFID中間件:RFID中間件是將底層RFID硬件和上層企業(yè)應(yīng)用結(jié)合在一起的粘合劑，是產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù).中間件屏蔽了RFID設(shè)備的多樣性和復(fù)雜性，能夠?yàn)楹笈_業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供強(qiáng)大支撐，從而驅(qū)動更廣泛、豐富的RFID應(yīng)用，為使其更適用于特定行業(yè)，RFID中間件會針對行業(yè)做一定適配工作.(4)應(yīng)用軟件系統(tǒng):應(yīng)用軟件系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲及管理.讀寫器通過網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通訊，完成對電子標(biāo)簽的信息獲取、解釋以及數(shù)據(jù)管理.

1.2 RFID 基本原理

閱讀器通過天線發(fā)送一定頻率信號，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入天線有效范圍時，產(chǎn)生感應(yīng)電流，標(biāo)簽獲得能量被激活;標(biāo)簽將自身編碼等信息通過天線發(fā)送出去;系統(tǒng)接收到從標(biāo)簽發(fā)送來的信號，傳送到閱讀器，閱讀器對信號進(jìn)行解調(diào)與解碼，送到后臺系統(tǒng)進(jìn)行處理;系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算，判斷該卡合法性，針對不同設(shè)定做出相應(yīng)處理和控制，發(fā)出指令對執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制.

2 智能小區(qū)車輛管理系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能小區(qū)車輛管理系統(tǒng)主要包括入口管理、出口管理、車位引導(dǎo)三個模塊，其中，出口和入口管理使用遠(yuǎn)距離RFID無線射頻技術(shù).當(dāng)車輛行駛到入口時，無需停車刷卡，讀卡系統(tǒng)就可以讀取到車輛上RFID的標(biāo)簽信息.同時車牌圖像識別系統(tǒng)通過視頻流抓拍車牌圖像，然后自動進(jìn)行對比，確保一車一卡的安全性.系統(tǒng)在停車場的各拐角路口處設(shè)置了停車指引顯示屏，引導(dǎo)車輛進(jìn)入正確的車道，在指定車位的顯示屏上顯示車牌號碼，以確保車輛能進(jìn)入正確的停車位.智能小區(qū)車輛管理系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示.

2.2 系統(tǒng)功能

(1)自動實(shí)時檢測車輛的到來，采集并保存車輛的圖像，一幅為彩色全景圖用來確定車況;一幅為彩色局部圖用來識別車牌;

(2)對拍下的圖像實(shí)時進(jìn)行車牌自動識別，并和數(shù)據(jù)庫中記錄比對，自動判斷是否放行，控制道閘橫桿的開啟;

(3)車位自動引導(dǎo)功能，車輛入場后，車位引導(dǎo)顯示屏指引車輛最佳停車位置，引導(dǎo)車主快速地找到系統(tǒng)分配的空車位;

(4)具有不停車收費(fèi)功能，自動完成收費(fèi)處理全過程;

(5)電子地圖功能，在系統(tǒng)軟件中，可以直觀地顯示整個停車場的使用情況;

(6)采用LED顯示屏，全中文顯示剩余車位信息、車位已滿以及停車場的其他相關(guān)信息等;

(7)能夠?qū)Τ鋈塑囕v進(jìn)行自動檢測，確定出入車輛的身份及車輛出入的時間，在發(fā)生異常情況時自動報(bào)警;以保證小區(qū)內(nèi)車輛的安全性;

(8)強(qiáng)大的模糊查詢功能和報(bào)表功能.能夠確定車輛的身份及進(jìn)出時間，為事件后的調(diào)查提供極其有用的幫助和為管理者提供詳盡的報(bào)表，包括圖片等信息.

2.3 車輛管理系統(tǒng)出入口工作流程

車輛管理系統(tǒng)入口的工作流程為:對于小區(qū)車輛進(jìn)入時，入口處地感線圈感應(yīng)到車輛前輪，打開RFID讀卡器，允許RFID控制器讀取RFID卡的信息，通過控制器驗(yàn)證RFID卡是否有效.若RFID卡有效，指示燈亮，道閘升起，同時管理系統(tǒng)記錄車輛有關(guān)信息并保存到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，車輛進(jìn)入小區(qū)且后輪離開另一個地感線圈時，道閘自動下落，指示燈滅，關(guān)閉讀卡器.若為無效卡，則指示燈不亮，不允許車輛進(jìn)入小區(qū)，必須與管理人員聯(lián)絡(luò).臨時卡由管理人員向司機(jī)發(fā)放，發(fā)卡同時系統(tǒng)自動進(jìn)行讀卡，對臨時卡信息進(jìn)行記錄，指示燈亮，道閘自動抬起，車輛完全進(jìn)入小區(qū)時道閘落下，關(guān)閉讀卡器.車輛管理系統(tǒng)入口的工作流程圖如圖2所示.

車輛管理系統(tǒng)的出口的工作流程為:

車輛離開小區(qū)的流程如下:擁有長期卡的車輛離開小區(qū)時，出口車道下面的地感線圈感應(yīng)到車輛，打開RFID閱讀器，允許RFID控制器讀取RFID卡信息，驗(yàn)證身份成功后，道閘自動升起，車輛離開.車輛通過且離開出口外的地感線圈后，閘桿自動落下.臨時車輛離開小區(qū)時，RFID控制器讀卡，管理系統(tǒng)根據(jù)車輛進(jìn)人和離開的時間計(jì)算出車輛停留的時間及停車費(fèi)用.司機(jī)繳清費(fèi)用之后，管理員收回臨時卡，指示燈亮，閘桿升起，允許車輛離開小區(qū).閱讀器，允許RFID控制器讀取RFID卡信息，驗(yàn)證身份成功后，道閘自動升起，車輛離開.車輛通過且離開出口外的地感線圈后，閘桿自動落下.臨時車輛離開小區(qū)時，RFID控制器讀卡，管理系統(tǒng)根據(jù)車輛進(jìn)人和離開的時間計(jì)算出車輛停留的時間及停車費(fèi)用.司機(jī)繳清費(fèi)用之后，管理員收回臨時卡，指示燈亮，閘桿升起，允許車輛離開小區(qū)，車輛管理系統(tǒng)出口的工作流程圖如圖3所示.

3 結(jié)語

智能停車場系統(tǒng)具有方便快捷、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)，徹底解決了以前停車場管理人員過多，管理混亂，亂收費(fèi)、少收費(fèi)甚至漏收費(fèi)的現(xiàn)象.該停車場系統(tǒng)應(yīng)用在小區(qū)停車場，不僅可對停車場的固定停車車輛及臨時停車車輛進(jìn)行有效的管理，還具有防盜等功能.該系統(tǒng)一旦投入使用，不僅能減少人力資源成本，減輕操作人員的工作量，也能提升停車場的整體形象，更為廣大用戶帶來方便.RFID技術(shù)是當(dāng)今應(yīng)用在停車場系統(tǒng)中最先進(jìn)的技術(shù)，它代表了一種發(fā)展趨勢，相信在不久的將來，RFID技術(shù)將在停車場管理中得到更加廣泛的應(yīng)用，最終將取代IC卡的使用.

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