基于射頻識(shí)別的智能車輛管理系統(tǒng)建設(shè)

代光榮

摘 要：隨著汽車數(shù)量的增多，車輛管理問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。建立一個(gè)智能化、自動(dòng)化、高效化的車輛管理系統(tǒng)成為了最現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題。隨著射頻識(shí)別技術(shù)的出現(xiàn)，新型的車輛管理系統(tǒng)被建立起來(lái)，并投入使用。詳細(xì)地分析和系統(tǒng)地闡述了射頻識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)、射頻識(shí)別技術(shù)的基本工作原理、車輛管理系統(tǒng)的組成原理（以小區(qū)車輛管理系統(tǒng)為例）和目前射頻識(shí)別技術(shù)存在的問(wèn)題，以期能為相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：射頻識(shí)別技術(shù)；車輛管理體統(tǒng)；工作原理；條形碼

中圖分類號(hào)：TP311.52；TP391.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）24-0031-02

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和個(gè)人收入的不斷增加，人們對(duì)汽車的需求量也在不斷增加。由于城市街道設(shè)計(jì)、公共場(chǎng)所車輛管理和小區(qū)車輛管理的配套設(shè)施不健全，產(chǎn)生了道路擁擠、停車?yán)щy等問(wèn)題。射頻識(shí)別技術(shù)的出現(xiàn)為我國(guó)車輛管理系統(tǒng)建設(shè)帶來(lái)了新發(fā)展。射頻識(shí)別技術(shù)是利用無(wú)線射頻識(shí)別方式實(shí)行的雙向通信，通過(guò)數(shù)據(jù)的相互交換達(dá)到車輛識(shí)別的目的。由于射頻識(shí)別技術(shù)具有良好的環(huán)境適用能力，所以，被廣泛使用于我國(guó)的車輛管理系統(tǒng)中。

1 射頻識(shí)別技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

因?yàn)樯漕l識(shí)別技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，所以，自其出現(xiàn)以來(lái)就受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。簡(jiǎn)要分析了該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。

1.1 快速識(shí)別

在條形碼識(shí)別中，一次只能掃描識(shí)別一個(gè)條形碼，而射頻識(shí)別技術(shù)突破了這一限制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)射頻標(biāo)簽的批量處理?，F(xiàn)今的射頻識(shí)別技術(shù)已能同時(shí)處理200個(gè)以上的射頻標(biāo)簽。

1.2 環(huán)境適用力較強(qiáng)

射頻識(shí)別技術(shù)具有良好的環(huán)境適用能力，無(wú)論是風(fēng)雪天氣還是大霧天氣，都不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生大的影響。它可以自動(dòng)進(jìn)行全天候的掃描識(shí)別和跟蹤管理，具有較強(qiáng)的抗干擾能力，能夠穿透液體和大部分非金屬物體識(shí)別標(biāo)簽。

1.3 不受標(biāo)簽大小、形狀約束

射頻識(shí)別技術(shù)在處理射頻標(biāo)簽時(shí)，不受射頻標(biāo)簽大小和形狀的約束，不需要為了保證標(biāo)簽識(shí)別的精準(zhǔn)度而調(diào)整標(biāo)簽的大小和尺寸，大大減少了不必要的工作量。

1.4 識(shí)別具有穿透性

在其工作區(qū)域內(nèi)，射頻識(shí)別系統(tǒng)可以穿透塑料制品、木制品等非液體和非金屬體掃描、識(shí)別標(biāo)簽。

2 射頻識(shí)別技術(shù)的基本工作原理

射頻識(shí)別系統(tǒng)是由射頻標(biāo)簽、讀寫設(shè)備和計(jì)算機(jī)三部分組成的。射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本工作原理是：讀寫設(shè)備通過(guò)相關(guān)發(fā)射設(shè)備發(fā)送固定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射設(shè)備工作區(qū)域時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流。標(biāo)簽接收到感應(yīng)電流后被激活，并通過(guò)自身內(nèi)置的發(fā)射線將自身的編碼等信息發(fā)送到系統(tǒng)的天線調(diào)節(jié)器，天線調(diào)節(jié)器再將接收到的載波信號(hào)傳送給讀寫設(shè)備，進(jìn)行信號(hào)的解調(diào)和解碼，最后將解碼信號(hào)輸入主系統(tǒng)處理，由主系統(tǒng)判斷標(biāo)簽的合法性，并發(fā)出指令處理和控制不同的標(biāo)簽。射頻標(biāo)簽和讀寫設(shè)備之間是通過(guò)耦合元件實(shí)現(xiàn)信號(hào)空間耦合的，并在耦合通道內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互相交換和能量的傳遞。射頻信號(hào)耦合類型主要有以下兩種。

2.1 電感耦合

電感耦合是依據(jù)電磁感應(yīng)的有關(guān)規(guī)律，通過(guò)空間中的高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)的。電感耦合一般被廣泛應(yīng)用于中頻或低頻的近距離射頻識(shí)別車輛管理系統(tǒng)中。其識(shí)別距離一般為10～20 cm，最長(zhǎng)不超過(guò)1 m。因?yàn)殡姼旭詈媳旧頉](méi)有電源，所以，芯片的能量全部來(lái)自讀寫設(shè)備。讀寫設(shè)備的發(fā)射天線線圈能夠產(chǎn)生穿透線圈橫截面的強(qiáng)電磁場(chǎng)。其中，小部分的磁力線能夠進(jìn)入射頻標(biāo)簽的發(fā)射天線線圈，并與電容形成一個(gè)振蕩回路。當(dāng)其通過(guò)振蕩回路時(shí)，射頻標(biāo)簽發(fā)射天線線圈的電壓達(dá)到最大，整流后可作為射頻標(biāo)簽芯片的能量使用。

2.2 電磁反向散射耦合

這種耦合方法主要是基于雷達(dá)原理，利用電磁波在空間中相關(guān)的傳播規(guī)律發(fā)射電磁波，且反射電磁波會(huì)攜帶一些相關(guān)的信息。這種耦合方式在高頻或超高頻的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別車輛管理系統(tǒng)中的應(yīng)用比較廣泛，其識(shí)別距離一般為3～10 m。

3 車輛管理系統(tǒng)的組成原理

在現(xiàn)存的車輛管理問(wèn)題中，小區(qū)車輛管理問(wèn)題占有較大的比例。以小區(qū)的車輛管理系統(tǒng)為例，系統(tǒng)地研究了車輛管理系統(tǒng)的相關(guān)工作原理。

小區(qū)車輛管理系統(tǒng)一般是由讀寫設(shè)備、控制中心（計(jì)算機(jī)）和射頻標(biāo)簽卡三部分組成的。在車輛管理系統(tǒng)中，先要設(shè)置1個(gè)控制中心，也就是主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這臺(tái)主計(jì)算機(jī)內(nèi)置了小區(qū)車輛管理系統(tǒng)的軟件，可以自動(dòng)運(yùn)行，一般不需要人為干預(yù)，只是在發(fā)放射頻標(biāo)簽時(shí)需要工作人員操作?？刂浦行目梢酝ㄟ^(guò)停車出入口的讀寫設(shè)備及時(shí)掌握各時(shí)間段車輛進(jìn)出停車場(chǎng)的相關(guān)情況，并及時(shí)將相關(guān)信息輸送到主計(jì)算機(jī)處理和控制，實(shí)現(xiàn)閘機(jī)的開(kāi)關(guān)、車輛數(shù)量的統(tǒng)計(jì)和停車費(fèi)用的計(jì)算等。小區(qū)車輛管理人員可以及時(shí)查看相關(guān)數(shù)據(jù)，大大節(jié)約了相關(guān)的人力、物力和財(cái)力。

在使用系統(tǒng)的過(guò)程中，車輛擁有者要先注冊(cè)并領(lǐng)取1張射頻標(biāo)簽卡，并將車輛數(shù)據(jù)、標(biāo)簽卡身份代碼輸入控制中心的數(shù)據(jù)庫(kù)中建立關(guān)聯(lián)。當(dāng)車輛出入停車場(chǎng)時(shí)，停車場(chǎng)出入口的讀寫設(shè)備會(huì)將經(jīng)過(guò)車輛的射頻標(biāo)簽轉(zhuǎn)為身份代碼，以確定出入車輛的相關(guān)信息。

4 射頻識(shí)別技術(shù)存在的問(wèn)題

4.1 射頻識(shí)別技術(shù)還不成熟

由于能支持射頻識(shí)別技術(shù)的設(shè)備并不多，而射頻識(shí)別信號(hào)又極易被阻擋，所以，使得射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展得比較緩慢。另外，射頻識(shí)別技術(shù)本身的技術(shù)要求和設(shè)備要求不能很好地實(shí)現(xiàn)，比如，讀寫設(shè)備的制造、芯片的設(shè)計(jì)制造、發(fā)射天線的設(shè)計(jì)制造和數(shù)據(jù)庫(kù)軟件開(kāi)發(fā)等都沒(méi)有達(dá)到既定的要求，這就給射頻識(shí)別技術(shù)發(fā)展帶來(lái)了一定的阻礙。

4.2 標(biāo)簽識(shí)別率不高

在使用射頻識(shí)別技術(shù)識(shí)別標(biāo)簽的過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)由于金屬對(duì)電磁波的吸收造成空間電磁波減少的現(xiàn)象，這對(duì)識(shí)別的準(zhǔn)確性有很大的影響。怎樣解決這一問(wèn)題，提高識(shí)別的準(zhǔn)確性，是目前需解決的主要問(wèn)題。相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)人員提出，可從工程技術(shù)的角度提高射頻識(shí)別系統(tǒng)的標(biāo)簽識(shí)別率，比如采取多次讀取射頻標(biāo)簽的方法，有效提高射頻識(shí)別的識(shí)別率。

4.3 不能保證數(shù)據(jù)的安全性

在射頻識(shí)別車輛管理系統(tǒng)的使用過(guò)程中，普遍存在數(shù)據(jù)安全性較低的情況。因?yàn)槟壳笆褂玫纳漕l識(shí)別系統(tǒng)沒(méi)有相應(yīng)的安全機(jī)制，不能有效保障車輛和用戶數(shù)據(jù)的安全，這就引發(fā)了數(shù)據(jù)被竊取的情況。倘若射頻標(biāo)簽中的相關(guān)數(shù)據(jù)信息被竊取并非法使用，就會(huì)造成不可挽回的損失。針對(duì)這種問(wèn)題，具體的解決方法有兩種，即設(shè)計(jì)更大的內(nèi)存容量、將微處理器設(shè)置得更加復(fù)雜。用這兩種方法實(shí)現(xiàn)加密算法的復(fù)雜設(shè)計(jì)，防止數(shù)據(jù)被竊取帶來(lái)的不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

5 結(jié)束語(yǔ)

目前，我國(guó)的車輛管理系統(tǒng)建設(shè)已初見(jiàn)成效，尤其是使用了射頻識(shí)別技術(shù)后，不斷提高了我國(guó)的車輛管理能力，大大減少了車輛管理中人力、物力的浪費(fèi)?；谏漕l識(shí)別技術(shù)的車輛管理系統(tǒng)的建設(shè)已經(jīng)成為了現(xiàn)代車輛管理發(fā)展的必然趨勢(shì)。在該系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，要不斷地完善系統(tǒng)，解決系統(tǒng)使用過(guò)程中存在的問(wèn)題，讓基于射頻識(shí)別技術(shù)的車輛管理系統(tǒng)能夠更好地為社會(huì)服務(wù)。

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〔編輯：白潔〕