基于汽車環(huán)保電子黃綠標(biāo)的汽車識別系統(tǒng)

摘 要：本文介紹了電子標(biāo)簽技術(shù)、環(huán)保汽車中的黃綠標(biāo)和基于汽車環(huán)保電子黃綠標(biāo)的汽車識別系統(tǒng)的設(shè)計，并且分別從系統(tǒng)基本原理、功能模塊的設(shè)計、以及數(shù)據(jù)庫的建立三個方面詳細(xì)設(shè)計了基于環(huán)保電子黃綠標(biāo)的汽車識別系統(tǒng)，從而為實現(xiàn)車輛定期環(huán)保檢查和限行管理的電子化、數(shù)據(jù)化提供了基礎(chǔ)條件，具有重大的研究意義。

關(guān)鍵詞：電子黃綠標(biāo) 環(huán)保汽車 汽車識別系統(tǒng)

中圖分類號：TQ630.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0024-02

為了進(jìn)行節(jié)能減排檢查、汽車定期環(huán)保檢查、緩解市區(qū)交通擁堵和空氣污染，國家發(fā)放了機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)的分級標(biāo)志——汽車環(huán)保標(biāo)志。汽車環(huán)保標(biāo)志有黃色標(biāo)和綠色標(biāo)兩類統(tǒng)一簡稱為黃綠標(biāo)，黃綠標(biāo)依照車型和排放標(biāo)準(zhǔn)審核后由環(huán)保部門發(fā)放。進(jìn)出汽車尾氣排放達(dá)到歐洲一號標(biāo)準(zhǔn)即為綠標(biāo)，未到達(dá)即為黃標(biāo)，當(dāng)環(huán)保標(biāo)志有效期滿后，按照規(guī)定重新進(jìn)行排氣檢測，根據(jù)情況換發(fā)新標(biāo)志。環(huán)保標(biāo)志可用于識別車輛的排放控制水平和環(huán)保達(dá)標(biāo)狀況，有利于車輛的差別化管理和環(huán)保達(dá)標(biāo)管理。

1 電子標(biāo)簽技術(shù)

1.1 電子標(biāo)簽概念

電子標(biāo)簽即射頻識別（RFID：Radio Frequency IDentification）技術(shù)，是一種無線射頻識別技術(shù)，屬于通信技術(shù)，可通過無線電訊號識別特定目標(biāo)和讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)，則識別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間不需建立機(jī)械或光學(xué)接觸。常用的有低頻（125～134.2 k）、高頻（13.56 MHz）、超高頻，無源等技術(shù)。電子標(biāo)簽使用專用的RFID讀寫器與專門的可附著于目標(biāo)物的RFID標(biāo)簽，利用頻率信號將信息由電子標(biāo)簽傳送到讀寫器。在基于汽車環(huán)保電子黃綠標(biāo)的汽車識別系統(tǒng)中將電子標(biāo)簽設(shè)計為一張固化在金屬車牌上的名片大小的智能卡片，以其為用戶數(shù)據(jù)信息的載體。

1.2 電子標(biāo)簽技術(shù)的工作原理

電子標(biāo)簽進(jìn)入磁場后，接收解讀器發(fā)出的射頻信號，憑借感應(yīng)電流所獲得的能量發(fā)送出存儲在芯片中的產(chǎn)品信息（Passive Tag，無源標(biāo)簽或被動標(biāo)簽），或者由標(biāo)簽主動發(fā)送某一頻率的信號（Active Tag，有源標(biāo)簽或主動標(biāo)簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理，基于汽車環(huán)保電子黃綠標(biāo)的汽車識別系統(tǒng)將電子標(biāo)簽技術(shù)與黃綠標(biāo)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合設(shè)計為電子黃綠標(biāo)，并將其設(shè)計為一張固化在金屬車牌上的名片大小的智能卡片，采用標(biāo)簽主動發(fā)送信號的方式進(jìn)行工作的，由閱讀器發(fā)射一特定頻率的無線電波能量給Transponder，用以驅(qū)動Transponder電路將內(nèi)部的數(shù)據(jù)送出，此時閱讀器便依序接收并解讀數(shù)據(jù)，送給應(yīng)用程序做相應(yīng)的處理。

2 基于汽車環(huán)保電子黃綠標(biāo)的汽車識別系統(tǒng)設(shè)計

在基于環(huán)保電子黃綠標(biāo)的汽車識別系統(tǒng)中，將電子標(biāo)簽技術(shù)與黃綠標(biāo)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合設(shè)計為電子黃綠標(biāo)，并將其設(shè)計為一張固化在金屬車牌上的名片大小的智能卡片，汽車識別系統(tǒng)則是以電子標(biāo)簽為用戶數(shù)據(jù)信息的載體，以射頻識別技術(shù)為基礎(chǔ)，以公共通信網(wǎng)絡(luò)和專業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)為通信平臺，那么計算機(jī)就可以通過遠(yuǎn)距離查詢用戶的數(shù)據(jù)、對車輛進(jìn)行識別，實現(xiàn)車輛管理的現(xiàn)代化。

2.1 工作原理

基于汽車環(huán)保電子黃綠標(biāo)的汽車識別系統(tǒng)由閱讀器、電子黃綠標(biāo)簽及應(yīng)用軟件系統(tǒng)三個部份所組成。工作原理如圖1所示。

當(dāng)安裝有電子標(biāo)簽的車輛駛?cè)耸召M站車道前的抓拍線圈時，微波天線被激活，由休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)為蘇醒狀態(tài)，讀取電子標(biāo)簽的ID號（該ID號已與車輛的車牌號進(jìn)行綁定），并將ID號傳輸給車道計算機(jī)；車道計算機(jī)依據(jù)該ID號在車輛信息數(shù)據(jù)庫中查詢，確認(rèn)該ID號所對應(yīng)的車輛的環(huán)保標(biāo)志類別和有效期。特別是在對黃標(biāo)車限行的路段，若車輛為綠標(biāo)車且在有效期內(nèi)，車道自動欄桿抬起，車輛通過收費站的落桿線圈后，車道自動欄桿落下，完成自動識別過程；若車輛為車輛為黃標(biāo)車，車道自動欄桿緊閉限行；若車輛的黃標(biāo)或綠標(biāo)已經(jīng)超過有效期，車道自動欄桿緊閉限行，并提示車標(biāo)過期，請車主及時更換新的汽車環(huán)保標(biāo)志。

電子標(biāo)簽是識別系統(tǒng)的信息載體，是一種固定在車身或粘貼于車窗玻璃的無源卡，由定制的基于射頻的芯片和以陶瓷為基片的微帶天線組成。本系統(tǒng)采用的電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽以陶瓷材料為基片，并在基片上設(shè)計“破碎記憶線”這一特殊裝置，保證車卡在安裝之后不可拆卸。閱讀器根據(jù)使用的結(jié)構(gòu)和技術(shù)不同可以是讀或讀/寫裝置，是汽車識別系統(tǒng)信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發(fā)模塊、控制模塊和接口單元組成。電子標(biāo)簽和閱讀器之間一般采用半雙工通信方式進(jìn)行信息交換，同時閱讀器通過耦合給無源電子標(biāo)簽提供能量和時序。

2.2 識別系統(tǒng)設(shè)計

操作系統(tǒng)采用WindowsXP作為汽車識別系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境、采用SQL Server 2005設(shè)計數(shù)據(jù)庫并建立數(shù)據(jù)庫表、以VisualC++6.0為開發(fā)工具，采用ADO技術(shù)實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)訪問。本系統(tǒng)可以直接在本地計算機(jī)上運行，以此檢測汽車的環(huán)保類別，方便對車輛的定期環(huán)保檢查以及限行管理等。

2.3 功能模塊設(shè)計與實現(xiàn)

電子標(biāo)簽黃綠標(biāo)汽車識別系統(tǒng)包括系統(tǒng)管理、發(fā)卡、數(shù)據(jù)采集、記錄查詢、黃綠標(biāo)識別管理等。

（1）系統(tǒng)管理。

本模塊主要實現(xiàn)對系統(tǒng)的管理與維護(hù)。系統(tǒng)授權(quán)管理可進(jìn)行分時段、分級別管理，能夠?qū)囕v進(jìn)行時區(qū)限制管理，每個時間區(qū)可以單獨靈活設(shè)置，每輛車可以同時選擇多個時間區(qū)。而且不同級別的管理員有不同的操作權(quán)限，便于對系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全管理。

（2）車輛發(fā)卡信息管理。

在系統(tǒng)運行之前，須按規(guī)定進(jìn)行排氣檢測，根據(jù)情況確定車輛的黃綠標(biāo)志，同時要將車輛用戶的基本信息錄入數(shù)據(jù)庫中，并分配卡號，之后才會將制作好的電子黃綠標(biāo)標(biāo)簽發(fā)放給用戶。應(yīng)用在環(huán)保汽車黃綠標(biāo)中的電子標(biāo)簽的基本信息包括：標(biāo)簽使用者名稱、卡號、黃綠標(biāo)志（黃標(biāo)車或綠標(biāo)車）、發(fā)卡時間、發(fā)放次數(shù)（記載該用戶是否已發(fā)卡，如果有丟失情況，則記載已發(fā)放過的次數(shù)）、標(biāo)簽ID號。將車輛的電子標(biāo)簽卡ID信息通過讀寫器自動讀入，與對應(yīng)的車牌號碼，車主姓名等相關(guān)信息添加錄入數(shù)據(jù)庫中。

（3）車輛出入數(shù)據(jù)監(jiān)控。

識別系統(tǒng)處于自動監(jiān)控、信號采集狀態(tài)，當(dāng)持卡車輛進(jìn)出系統(tǒng)大門設(shè)置的識別區(qū)域時，其隨身攜帶的射頻卡被應(yīng)用系統(tǒng)快速識別，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)自動采集電子車牌內(nèi)數(shù)據(jù)，進(jìn)入系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫查詢并判斷該車輛的環(huán)保標(biāo)志類別和是否在有效期內(nèi)。

（4）記錄查詢。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中存儲有車輛用戶基本信息、發(fā)卡信息以及車輛出入記錄，操作日志記錄等各種數(shù)據(jù)庫表。系統(tǒng)管理員可以根據(jù)時間段，出入狀態(tài)，車輛卡信息等多種組合條件，查詢車輛通行的所有出入記錄，并可以報表的形式打印，滿足管理上的需求。

2.4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫設(shè)計是建立數(shù)據(jù)庫表及其應(yīng)用系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的技術(shù)，把系統(tǒng)中的大量的數(shù)據(jù)按一定的模型組織起來，提供存儲、維護(hù)、檢索的功能，使得系統(tǒng)可以方便、準(zhǔn)確地從數(shù)據(jù)庫表中查找到所需的信息。本系統(tǒng)在Windows環(huán)境下，建立Microsoft SQL Server2005數(shù)據(jù)庫表，主要設(shè)計了3種基本表格存放信息：（1）車輛基本信息表：車卡ID號、車牌號碼、車卡明碼、車型、車品牌、車輛環(huán)保標(biāo)志、環(huán)保標(biāo)志有效期等。（2）車輛通行記錄表（時空信息）：車卡ID號，通過日期時間，基站及車道編碼。（3）車輛運行情況記錄表：故障編碼、故障時間。

3 結(jié)論

基于汽車環(huán)保電子黃綠標(biāo)的汽車識別系統(tǒng)的設(shè)計實現(xiàn)了車輛定期環(huán)保檢查和限行管理的電子化、數(shù)據(jù)化，本系統(tǒng)在門禁、停車場及專門的實驗場地做了大量測試。結(jié)果表明，該系統(tǒng)在正常運行時，能夠準(zhǔn)確的識別出車輛的黃綠標(biāo)志和車輛身份并采集相關(guān)信息，對車輛及交通管理具有一定的實用價值和重要的研究意義。隨著技術(shù)的不斷完善，汽車識別系統(tǒng)采集的信息也可以發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn)

[1]周永彬，馮登國.RFID安全協(xié)議的設(shè)計與分析[J].計算機(jī)學(xué)報，2006，29（4）：581-589.

[2]王連強(qiáng)，呂述望，韓小西.RFD系統(tǒng)中安全和隱私問題的研究[J].計算機(jī)應(yīng)用研究，2006，23（6）：16-18.

[3]沈宇超.射頻識別系統(tǒng)中通信協(xié)議的模塊化設(shè)計[J].通信學(xué)報，2001，12.

[4]馬伏花，朱青.基于射頻識別技術(shù)的車輛自動識別系統(tǒng)的實現(xiàn)[J].中國儀器儀表，2006（11）：70-72.