基于RFID技術(shù)的車輛識(shí)別系統(tǒng)

張長(zhǎng)祥

(桂林市工業(yè)和信息化委員會(huì),廣西桂林 541001)

基于RFID技術(shù)的車輛識(shí)別系統(tǒng)

張長(zhǎng)祥

(桂林市工業(yè)和信息化委員會(huì),廣西桂林 541001)

RFID射頻識(shí)別是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù),由于其抗干擾能力強(qiáng)、速度快和傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用在無線通信領(lǐng)域。本文基于RFID技術(shù)設(shè)計(jì)車輛識(shí)別系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)過往車輛的信息采集和自動(dòng)識(shí)別。

RFID技術(shù) 自動(dòng)識(shí)別 車輛識(shí)別

RFID無線射頻識(shí)別，是一種利用射頻通信實(shí)現(xiàn)的非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它主要通過射頻信息來自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，識(shí)別過程無需人工干預(yù)，具有抗干擾能力強(qiáng)，速度快，傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)勢(shì)，因此，廣泛應(yīng)用于交通、物流、餐飲、醫(yī)療保健等領(lǐng)域。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，汽車已成為主要的交通工具，車輛越來越多，對(duì)車輛的管理已成為一個(gè)難題。利用RFID技術(shù)，車輛進(jìn)出時(shí)無需停車，可以解決其它近距離IC卡讀卡、取卡難等問題，減少停車場(chǎng)出入口的交通擁堵問題，加強(qiáng)對(duì)車輛的出入管理。

1 RFID技術(shù)分析

射頻識(shí)別即RFID(Radio Frequency IDentification)技術(shù)，是一種無線通信技術(shù)，它無需在識(shí)別系統(tǒng)與特定目標(biāo)之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸，通過無線電訊號(hào)就可以識(shí)別特定目標(biāo)并讀寫相關(guān)數(shù)據(jù)。隨著RFID技術(shù)的成熟，它的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，廣泛應(yīng)用在鐵路運(yùn)營(yíng)、身份識(shí)別、貴重品貿(mào)易、倉儲(chǔ)物流、工廠生產(chǎn)等領(lǐng)域。

RFID的技術(shù)原理是利用感應(yīng)識(shí)別特定的電子標(biāo)簽發(fā)出的無線電波特定頻段的能量，或由電子標(biāo)簽主動(dòng)發(fā)送某一頻率的信號(hào)，進(jìn)行非接觸式雙向通信，完成目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換目的的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，而不需要識(shí)別系統(tǒng)(一般是RFID閱讀器)與電子標(biāo)簽之間建立機(jī)械或光學(xué)接觸。

RFID系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件主要天線、電子標(biāo)簽和閱讀器組成。天線的主要作用是在標(biāo)簽和閱讀器間傳遞射頻信號(hào)；閱讀器的任務(wù)是控制射頻發(fā)射信號(hào)，通過射頻收發(fā)器接收目標(biāo)簽的已編碼射頻信號(hào)，從而讀取并識(shí)別電子標(biāo)簽中所保存的電子數(shù)據(jù)；標(biāo)簽由耦合原件和芯片組成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，并且無法修改無法仿造。軟件系統(tǒng)主要是對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，控制標(biāo)簽的讀寫操作，包括中間件、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。

2 車輛識(shí)別系統(tǒng)的需求

車輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的功能主要是先將某一地區(qū)每臺(tái)合法車輛的基礎(chǔ)信息存儲(chǔ)于汽車電子標(biāo)簽中并安裝在車內(nèi)前擋風(fēng)玻璃上，然后通過該區(qū)域路網(wǎng)中建設(shè)的“基站網(wǎng)絡(luò)”對(duì)經(jīng)過各系統(tǒng)的車輛的電子標(biāo)簽進(jìn)行微波通信動(dòng)態(tài)訪問，采集其中信息，并會(huì)同出入口信息、車道編碼、車輛類型等信息一起傳送到數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行處理與應(yīng)用。系統(tǒng)具有以下功能需求：

(1)車輛自動(dòng)檢測(cè)；通過系統(tǒng)中埋在地下的環(huán)形線圈檢測(cè)器等光電非接觸檢測(cè)設(shè)備，用來感知車輛到達(dá)的時(shí)間和地點(diǎn)，利用車輛檢測(cè)設(shè)備輸出的來車信號(hào)，適時(shí)地控制啟動(dòng)閱讀器、攝像設(shè)備、抬起或落下攔桿等。(2)自動(dòng)通行控制；系統(tǒng)使用自動(dòng)欄桿、交通信號(hào)燈等設(shè)備，用以讓車輛通行或禁行，控制車輛的行駛；使用LED顯示屏等數(shù)碼或大屏幕顯示設(shè)備，向司機(jī)顯示出行提示信息。(3)實(shí)時(shí)出入監(jiān)控；通過監(jiān)控軟件，加強(qiáng)對(duì)無標(biāo)識(shí)和違規(guī)車輛的監(jiān)控，利用圖像工作站，攝錄汽車圖像，實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛的出入情況。

3 基于RFID的車輛識(shí)別系統(tǒng)

3.1 總體方案

車輛出入識(shí)別系統(tǒng)是在每一個(gè)車輛上安裝RFID識(shí)別卡，將電子識(shí)別標(biāo)簽作為車輛信息的載體，利用射頻識(shí)別設(shè)備、車輛檢測(cè)設(shè)備和PC機(jī)等硬件設(shè)備構(gòu)建車輛信息采集系統(tǒng)，然后通過軟件編程實(shí)現(xiàn)硬件設(shè)備的調(diào)用和通信，采集電子識(shí)別卡上的信息，實(shí)時(shí)記錄車輛的出入信息，對(duì)過往車輛進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和信息采集，加強(qiáng)對(duì)車輛的出入管理?；赗FID的車輛識(shí)別系統(tǒng)主要由前端信息采集單元、車載信息單元(電子車卡和司機(jī)卡)、數(shù)據(jù)處理中心、用戶終端應(yīng)用系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)組成。

3.2 硬件系統(tǒng)

基于RFID的車輛識(shí)別系統(tǒng)的硬件包括電子標(biāo)簽、閱讀器和天線組成。電子標(biāo)簽內(nèi)記載所標(biāo)識(shí)車輛在管理部門登記在冊(cè)的合法信息，通過系統(tǒng)軟件可以對(duì)每個(gè)標(biāo)簽進(jìn)行授權(quán)，以鑒別該車輛是否有權(quán)通過此門。本系統(tǒng)選用的汽車電子識(shí)別標(biāo)簽尺寸同普通IC卡一樣，主要由紙質(zhì)面層、以聚脂薄膜為基片的印刷電路層和紙質(zhì)背層三部分粘合組成。智能讀寫器主要安裝在大門出入口、車輛經(jīng)過需要監(jiān)控的交通路口，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)天線發(fā)射信號(hào)或接收天線返回的信號(hào)，分析處理放置在車輛上的電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)，同時(shí)將這些數(shù)據(jù)傳送到系統(tǒng)的PC服務(wù)器中，通過系統(tǒng)軟件對(duì)進(jìn)出的車輛做出迅速的識(shí)別和記錄。射頻天線用來發(fā)射無線信號(hào)激活電子標(biāo)簽，同時(shí)接收電子車證反饋的無線射頻信號(hào)，并將這些信號(hào)傳送給讀寫器。系統(tǒng)選用TDJ系列定向天線，能夠保證發(fā)射天線的極化方向始終與電子標(biāo)簽接收天線的極化方向一致，全面接收能量。

3.3 軟件系統(tǒng)

基于RFID的車輛識(shí)別系統(tǒng)由系統(tǒng)設(shè)置模塊、通訊模塊、卡信息管理操作、車輛出入數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊組成，各模塊采用SQL作為數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)設(shè)置模塊包括登錄密碼設(shè)置、管理員密碼設(shè)置、通訊端口設(shè)置、車型設(shè)置、單位設(shè)置和退出系統(tǒng)等功能。通訊功能模塊完成控制指令的發(fā)送和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接收，是車輛識(shí)別管理系統(tǒng)能實(shí)時(shí)正常工作的核心。通訊功能模塊包括停止監(jiān)控、監(jiān)控器對(duì)表、發(fā)送黑名單(禁止通行)和刪除黑名單等功能?？ㄐ畔⒐芾砟K可以進(jìn)行注冊(cè)卡發(fā)卡、修改信息、報(bào)失卡、取消報(bào)失、舊卡換新和讀卡信息等操作，系統(tǒng)操作人員在發(fā)卡時(shí)經(jīng)由通信適配器讀取在RFID讀卡器上的卡片信息；每張卡通過卡號(hào)與車輛信息建立數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，發(fā)卡的時(shí)候?qū)⑸漕l卡的卡號(hào)和車輛即車主進(jìn)行綁定，并保存在計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫里面。車輛出入數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)采集，實(shí)時(shí)監(jiān)控出入的車輛狀態(tài)。當(dāng)持卡車輛進(jìn)出系統(tǒng)大門設(shè)置的識(shí)別區(qū)域時(shí)，其隨身攜帶的射頻卡被應(yīng)用系統(tǒng)快速識(shí)別，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)自動(dòng)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是否為合法車輛，決定是否讓其通行。

4 結(jié)語

基于射頻識(shí)別的車輛識(shí)別系統(tǒng)能夠在車輛行駛狀態(tài)下穩(wěn)定、準(zhǔn)確地識(shí)別汽車電子標(biāo)簽上的信息，改變了傳統(tǒng)人工登記的管理模式，自動(dòng)化程度高，提高了工作效率和安全性。

[1]李世杰.RFID技術(shù)綜述及其應(yīng)用現(xiàn)狀[J].電子世界,2013.24.

[2]欒文利.無線射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)的應(yīng)用分析[J].黑龍江科技信息,2012.17.

張長(zhǎng)祥(1979.10.23-),男,漢族,江西萍鄉(xiāng),大學(xué)本科學(xué)歷,研究方向：無線電通信、通信與信息系統(tǒng)。