基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)的開發(fā)

滕 萍，姚博文，宋智飛

（1．遼寧警察學院 公安信息系， 遼寧 大連 116036；2．大連市公安局交通警察支隊 西崗區(qū)大隊， 遼寧 大連 116000）

基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)的開發(fā)

滕 萍1，姚博文1，宋智飛2

（1．遼寧警察學院 公安信息系， 遼寧 大連 116036；2．大連市公安局交通警察支隊 西崗區(qū)大隊， 遼寧 大連 116000）

近年來，涉車出行及涉車應用的需求正日益增大?，F(xiàn)如今的基于視頻圖像號牌識別技術(shù)已經(jīng)遠不能滿足當前城市智能化交通需求，此外盜搶車輛以及套牌、假牌等利用虛假證件擾亂道路交通秩序、從事非法交通活動等現(xiàn)象頻發(fā)，時刻影響著城市道路交通的有序、安全和暢通。因此，在大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+的時代下，基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)將應運而生，并改變我們的生活。

RFID；機動車；電子身份證；技術(shù)開發(fā)

一、緒 論

（一）RFID概述

RFID，即射頻識別技術(shù),是應用一定的識別裝置，通過要被識別的物體與識別裝置之間的接近運動，自動獲取被識別物體有關(guān)數(shù)據(jù)信息，同時提供給后臺計算機系統(tǒng)完成后續(xù)處理的技術(shù)。[1]在射頻識別系統(tǒng)中，電子標簽記錄著機動車的相關(guān)信息，讀寫器能夠讀取記錄在電子標簽中的機動車信息，并通過中間件傳遞給指揮控制中心來完成對違法違章車輛的查緝布控。

在射頻識別RFID系統(tǒng)中，寫入機動車相關(guān)信息的電子標簽與道路兩側(cè)安裝的固定式讀寫器之間通過無線射頻信號傳遞信息，讀寫器能夠讀取高速駛近的車輛信息。[2]

RFID系統(tǒng)的基本組成如圖1所示。

圖1 RFID系統(tǒng)的基本組成

（二）研究背景

近年來，我國機動車保有量不斷攀升，由此而引發(fā)的道路交通問題越來越多，以傳統(tǒng)的方法很難對機動車進行行之有效的管理。目前，我國各個城市的公安交通管理部門對機動車的管理方式通常是發(fā)放各類證件，但卻存在著很多不足，比如發(fā)放的證件易破損、丟失以及偽造，易于被不法分子鉆空子。

由于機動車數(shù)量的不斷增加，違法、違章等行為在城市道路交通中屢見不鮮，因此有必要采取一定的措施來約束駕駛?cè)藛T的行為。然而，依靠現(xiàn)如今的監(jiān)控視頻抓拍系統(tǒng)并不能很好地約束駕駛?cè)说倪`章行為，同時，通過大量數(shù)據(jù)研究顯示，現(xiàn)行的違法抓拍系統(tǒng)尚存在一定弊端。如拍攝效果易受天氣狀況的影響；寬闊公路存在拍攝死角；大型車輛可能會遮擋隨行的小型車輛；車牌被遮擋或涂改后無法正常識別；敷設在地面下的感應線圈易被重型車輛及路面修理等人為因素損壞；晝夜轉(zhuǎn)換等都有可能對拍攝效果造成影響。

針對現(xiàn)如今道路交通秩序管理中存在的諸多弊端，在大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+時代下，基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)便應運而生。這種技術(shù)是通過在車輛上粘貼RFID電子標簽，在城市各路段以及交叉路口處安裝識讀裝置來識別過往車輛以約束駕駛?cè)说倪`章行為，同時可實現(xiàn)對車輛的監(jiān)控，改善現(xiàn)如今的車輛監(jiān)控手段，彌補現(xiàn)行道路監(jiān)控技術(shù)存在的不足，為每一輛機動車安裝唯一的電子證件標識，規(guī)避違法違章行為。

（三）國內(nèi)外RFID技術(shù)的研究及應用現(xiàn)狀

RFID技術(shù)最初被應用于軍事領(lǐng)域，美國曾將RFID技術(shù)應用于戰(zhàn)爭中物資的運送，將電子標簽粘貼于所運送的物資上，以便于跟蹤查詢。美國沃爾瑪公司也曾要求線下一千多家貨物供應商應用RFID技術(shù)給每批貨物粘貼電子標簽，便于查找跟蹤，為零售業(yè)開辟了先河。英國空軍也曾在二戰(zhàn)期間利用RFID技術(shù)識別敵我飛機，以上都是較早應用RFID技術(shù)的經(jīng)典案例。

基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)以及基于RFID的電子駕駛證技術(shù)在歐美等發(fā)達國家已經(jīng)有了廣泛的研究和應用，我國在這方面的應用和研究還比較有局限性。我國對于RFID的研究僅限于低頻、高頻的領(lǐng)域，而基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)需要超高頻或者微波，要求的技術(shù)相對要高很多，目前我國這方面的應用也少之又少。2016年2月，深圳市公安局交警局決定正式啟動全國規(guī)模最大的汽車電子標識應用工作，這意味著基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)在我國進入了初步的應用階段。深圳首先在八類重點車輛上安裝汽車電子標識，類似于“二代身份證”，使機動車號牌等身份信息電子化。

（四）基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)開發(fā)的意義

近年來，我國機動車保有量迅猛增長，車輛出行及涉車應用需求日益增加，現(xiàn)有的基于視頻圖像的號牌識別技術(shù)已經(jīng)遠不能滿足當前交通信息采集需求。加之盜搶車輛以及假牌、套牌等利用機動車虛假身份和虛假證件擾亂道路交通秩序、進行非法活動等現(xiàn)象時刻影響著我國城市道路交通的有序和暢通。開發(fā)基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)，并與現(xiàn)有交通技術(shù)監(jiān)控設備結(jié)合使用，可有效地解決機動車身份識別以及近乎100%可靠的識別準確率要求的問題，并通過信息的精確采集提供各種智能交通應用以及涉車出行服務和各類涉車審驗服務。

基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)將完善特定區(qū)域申請進出機制，實現(xiàn)無紙化智能通行證管理以及不停車稽查等服務。基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)還可實現(xiàn)后臺計費、小額支付功能，便利便捷城市出行。此外，該技術(shù)整合保險、年審、環(huán)保等多種信息，可為市民提供“一站式”服務，建立精細化的道路機動車流量采集機制，能有效緩解道路交通擁堵?；赗FID技術(shù)的機動車電子身份證技術(shù)較傳統(tǒng)的交通信息采集技術(shù)存在以下優(yōu)勢：能快速掃描、體積小、形式多、以及安全性高等。因此，開發(fā)基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)勢在必行！

二、機動車電子身份證技術(shù)開發(fā)的核心技術(shù)

（一）RFID電子標簽

電子標簽又被稱為射頻標簽、應答器以及數(shù)據(jù)載體。將機動車的出廠登記信息、保險信息以及車輛牌號、駕駛?cè)寺?lián)系方式等相關(guān)信息寫入電子標簽中，這種寫入機動車相關(guān)信息的電子標簽就是機動車的唯一“身份證”。電子標簽的體積小、易于生產(chǎn)和安裝，存儲的信息量非常大，而且安全性高，非常適合機動車電子身份證技術(shù)的應用。

電子標簽按照供電模式可以分為有源和無源電子標簽；按照工作頻率可以分為低頻、高頻、超高頻和微波標簽。通常在機動車電子身份證中所應用的電子標簽為無源微波標簽。將電子標簽粘貼于機動車前擋風玻璃上，便于讀寫器掃描，方便快捷。這種電子標簽價格低廉，能夠批量生產(chǎn)，易于安裝，存儲量大且安全性高，是未來機動車電子身份證技術(shù)開發(fā)的不二選擇。圖2就是RFID電子標簽的一種。

圖2 RFID電子標簽

（二）RFID讀寫器

讀寫器是射頻識別（RFID）系統(tǒng)中非常重要的一個組成部分，與電子標簽能夠雙向數(shù)據(jù)通信，同時讀取電子標簽中的相關(guān)信息，并通過中間件將讀取到的機動車相關(guān)信息傳遞給指揮控制中心。

在基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)中所應用到的讀寫器通常有兩種，一種是固定式讀寫器，這種讀寫器一般被安裝在城市主要道路和交叉路口上，用以讀取行駛中的車輛的電子標簽，通過微波識別粘貼于機動車前擋風玻璃上的電子標簽，固定式讀寫器的識別距離能夠達到二三十米；另一種是手持便攜式讀寫器，這種讀寫器方便于交通警察攜帶，能夠隨時對車輛進行信息讀取，能夠第一時間查緝嫌疑車輛，這種手持式便攜讀寫器將取代現(xiàn)如今民警使用的警務通，民警將不再用警務通輸入機動車車牌號以及駕駛?cè)笋{駛證號，而是直接用手持便攜式讀寫器掃描目標車輛，極大的方便了交通警察的工作，從一定程度上提高交通警察工作效率。

圖3 固定式讀寫器

圖4 手持式便攜讀寫器

（三）RFID中間件

RFID中間件是介于系統(tǒng)軟件和應用系統(tǒng)之間的一種軟件，通過系統(tǒng)軟件提供基礎服務，能夠連接到網(wǎng)絡上的不同應用系統(tǒng)。

中間件是位于應用和平臺之間的通用服務，這些服務均有標準的協(xié)議和程序接口，中間件構(gòu)成框圖如圖5所示。

RFID中間件首先為上層應用層服務，此外同時必須連接到操作系統(tǒng)和硬件層面，并且保持運行的工作狀態(tài)。基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)中的中間件應具有如下的一些特點：（1）滿足大量的應用需要。（2）運行于多種硬件和OS平臺。（3）支持分布計算，提供跨網(wǎng)絡、硬件和OS平臺的透明性應用或服務的交互。（4）支持標準的協(xié)議。（5）支持標準的借口。

（四）基于RFID的機動車電子身份證的工作原理

基于RFID的機動車電子身份證自動識別系統(tǒng)，是將帶有無線天線的射頻收發(fā)器裝置設置在機動車道路上，或?qū)⒎蛛x式的發(fā)射天線設置在機動車道路上，分離式的射頻收發(fā)器設置在路邊，基站也設置在路邊，帶有天線的射頻收發(fā)器能夠讀取機動車電子身份證上的相關(guān)信息，通過基站和網(wǎng)絡依次傳遞給省、市級以及全國的車輛電子身份證數(shù)據(jù)監(jiān)管中心。通過對用戶數(shù)據(jù)的查尋、識別，實現(xiàn)對區(qū)域內(nèi)機動車使用的相關(guān)管理，同時對機動車地理位置情況等信息獲得實時了解，對車輛運行狀況實現(xiàn)全面、智能化的管理。

圖5 中間件構(gòu)成框圖

基于RFID的機動車電子身份證采用具有穿透性的電磁波進行識別，這種微波識別距離能夠達到二三十米甚至更遠，這種識別過程不需要人工干預，并且能夠識別高速運動的車輛。在基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)中，將機動車的車牌號、車輛保險信息以及出廠登記的其他信息均寫入電子標簽的芯片中，電子標簽可批量印刷生產(chǎn)，且價格低廉，易于安裝，只需將寫入機動車信息的電子標簽粘貼于車輛的前擋風玻璃的一角，即相當于給車輛隨車攜帶了一張唯一的“身份證”。粘貼了電子標簽的車輛。駕駛?cè)丝刹挥秒S車攜帶機動車行駛證，免去了忘帶機動車行駛證的煩惱。因為在道路兩側(cè)會同時安裝能夠識別電子標簽的讀寫器，在車輛接近讀寫器時，有違法違章嫌疑的車輛信息就會被讀寫器識別并通過中間件傳遞給指揮控制中心，指揮中心立即向崗勤民警下達查緝堵截指令，便可將違法違章車輛迅速截停。每個崗勤民警也會配備一個手持式便攜讀寫器，在不用要求駕駛?cè)顺鍪拘旭傋C的前提下，通過手持式便攜讀寫器對車輛上粘貼的電子標簽進行遠距離掃描，便可輕松掌握車輛的詳細信息。這非常有利于崗勤民警查獲盜搶、假牌、套牌等違法車輛。

三、基于RFID的機動車電子身份證的應用

（一）基于RFID的機動車電子身份證在公安交通管理工作中的應用

在大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+時代下，新的科技不斷涌現(xiàn)，物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等已不是新鮮詞，基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)在新的科技發(fā)展浪潮中必將應運而生。因為基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)將為我們交通警察的工作以及人民百姓的出行帶來巨大的便捷。

基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)在公安交通管理中將有以下應用：

1.取代警務通，使車輛查驗更便捷?，F(xiàn)如今交通警察在查驗機動車行駛證時通常是用手持警務通，在警務通里一個字節(jié)一個字節(jié)地輸入車輛號牌，非常麻煩。如果應用基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)，交通警察將用手持式便捷讀寫器直接掃描粘貼在機動車前擋風玻璃上的電子標簽，車輛的信息將會一覽無余地顯示在讀寫器的顯示屏幕上，非常方便并且能夠節(jié)省大量的時間。

2.假牌、套牌的查緝?，F(xiàn)如今雖然我國很多城市依靠目前比較先進的視頻監(jiān)控設備以及卡口裝備對假牌、套牌車輛進行布控查緝，但這種技術(shù)仍然存在很多缺陷。如果駕駛?cè)斯室庹趽?、涂改機動車號牌或者不懸掛機動車號牌等，那么靠卡口布控以及視頻識別就很難查緝到違法嫌疑車輛。因此就要依靠機動車電子身份證技術(shù)。每一輛車都會有一個電子標簽，這種電子標簽將取代機動車行駛證，并把行駛證中的各種信息寫入電子標簽中的芯片，每一輛車都有唯一的ID，即便不懸掛號牌，也能輕松俘獲違法嫌疑車輛，讓違法嫌疑車輛無處遁形。

3.交通流量的統(tǒng)計。機動車駛過安裝固定式讀寫器的路段時，監(jiān)控系統(tǒng)會把采集的數(shù)據(jù)按電子標簽ID過濾后上傳至指揮中心控制系統(tǒng)。系統(tǒng)能夠在某一時段內(nèi)統(tǒng)計出經(jīng)檢測路段的機動車流量，從而完成機動車流量的統(tǒng)計。監(jiān)管中心的工作人員能夠通過交通廣播電臺實時播報最新統(tǒng)計的機動車流量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)誘導車輛合理選擇出行路線，進而可以有效地避開機動車流量大的路段，有利于緩解城市道路交通擁堵。

4.智能信號燈的調(diào)節(jié)。在機動車流量的實時統(tǒng)計與各個交叉路口的聯(lián)網(wǎng)管理基礎上，監(jiān)管中心系統(tǒng)能夠根據(jù)交叉口各個方向的機動車流量，在智能軟件的分析下，通過開放與信號燈控制系統(tǒng)的接口，可以實現(xiàn)靈活地調(diào)節(jié)下一個交叉路口的信號燈時間。

5.追蹤查緝可疑車輛。由于電子標簽ID的唯一性，新購買的車輛在車管所安裝號牌時將同時強制粘貼寫入機動車信息的電子標簽。并把該標簽加密鎖定。當該車輛發(fā)生違法違章行為時，該車輛即使更換機動車號牌，也能被安裝在道路兩側(cè)的讀寫器識別出來，并第一時間反饋給指揮中心，隨即指揮中心通過視頻監(jiān)控實時跟蹤該車輛，并指揮路面交通警察予以布控查緝。

6.實現(xiàn)對大型貨車、客車以及公交車的更精準監(jiān)管?；赗FID的機動車電子身份證技術(shù)一旦成熟，可優(yōu)先考慮將電子標簽安裝在大型貨車、客車以及公交車上，實現(xiàn)對易造成危險車輛和公共交通工具的監(jiān)管，以便于第一時間掌握這些車輛的動態(tài)信息。

（二）基于RFID的機動車電子身份證在人民百姓出行中的應用

在現(xiàn)今這個已經(jīng)開始追求精神文化的社會中，家庭購車已經(jīng)是屢見不鮮，基本上每個家庭都有1-2輛機動車，伴隨著機動車的大量擁有問題就是交通的嚴重壓力，以及交通肇事等問題。如果把機動車電子身份證技術(shù)發(fā)展成熟，并應用在現(xiàn)實生活中，同時市公安局交通管理部門與微信平臺、高德導航平臺、滴滴打車等平臺深度融合，并將機動車電子身份證與車主電話號綁定，可實現(xiàn)道路交通通行狀態(tài)信息智能推送、路線規(guī)劃等服務。那么將使道路交通秩序更加智能化，更方便于交通警察的管理，大大減少道路交通的壓力。

此外，基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)還可應用于高速公路ETC車道一卡通，粘貼于機動車前擋風玻璃上的電子標簽將會取代高速公路ETC車道的IC卡，將所需要的相關(guān)車輛信息直接寫入機動車電子身份證的電子標簽芯片中，能夠?qū)崿F(xiàn)機動車上高速公路不停車收費，并直接能夠?qū)崿F(xiàn)從機動車綁定的賬戶中扣除所需高速公路使用費用。同理，可將基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)應用于停車場管理中，實現(xiàn)機動車不停車進出停車場，實現(xiàn)網(wǎng)絡小額支付，減少駕駛?cè)说却臅r間，同時能從一定程度上緩解停車場及高速公路入口的交通擁堵，不僅方便了管理，更方便了人民百姓的出行。

四、總結(jié)與展望

（一）本文的主要研究成果

本文從理論層面系統(tǒng)地闡述了基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)的工作原理，列舉了開發(fā)基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)所需要的核心技術(shù)，以及這項技術(shù)發(fā)展成熟后的應用的展望。我國在RFID的低頻和高頻應用上比較常見，但在超高頻以及微波識別上的應用少之又少?；赗FID的機動車電子身份證技術(shù)是一種利用微波識別的技術(shù)，這項技術(shù)的實現(xiàn)還需要大量地投入前期工作，希望不久的將來我國將這項技術(shù)能夠更好地開發(fā)并應用于現(xiàn)實生活中。同時，希望本文的研究能為未來開展這項技術(shù)的開發(fā)奠定一定的理論基礎。

（二）未來的研究方向

基于RFID的機動車電子身份證技術(shù)的開發(fā)，勢必會帶來交通領(lǐng)域以及人民出行的大變革，這也是打造智慧城市、智慧生活的大勢所趨。未來還會出現(xiàn)基于RFID的電子駕駛證技術(shù)。基于RFID的電子駕駛證在美國已經(jīng)有了一定的研究和應用，電子駕駛證同樣內(nèi)置一個芯片，芯片里寫入與駕駛?cè)擞嘘P(guān)的詳細信息，如駕駛?cè)说纳矸葑C號、核發(fā)駕駛證地址、駕駛?cè)说穆?lián)系方式等。電子駕駛證同樣類似于我們現(xiàn)在使用的二代身份證，僅一張卡片的形式，易于攜帶和保護，即便丟失也能通過科技手段再次補領(lǐng)與掛失。電子駕駛證會做加密處理，這種電子駕駛證將能夠行駛身份證功能，是每一位駕駛?cè)说奈ㄒ簧矸軮D，電子駕駛證能夠更加方便交通警察的查驗，提升工作效率，減少人民百姓查驗時等待的時間，不僅方便交通警察的管理，更能夠方便老百姓的日常出行。

[1]唐志凌，劉旭飛．射頻識別（RFID）應用技術(shù)[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2014（10）：45-46．

[2]黃玉蘭．物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）技術(shù)與應用[M]．北京：人民郵電出版社，2013（5）：101-102．

[3]黃玉蘭．物聯(lián)網(wǎng)射頻識別（RFID）核心技術(shù)教程[M]．北京：人民郵電出版社，2016（4）：135-136．[4]甘琴瑜．RFID在智能交通物聯(lián)網(wǎng)中的研究與應用[D]．新疆：新疆大學，2012（5）：32-33．

[5]申小飛，劉 輝．電子證件技術(shù)研究現(xiàn)狀與展望[J]．華中科技大學，2009（8）：33-34．

（責任編輯：李 剛）

The Development of Vehicle Electronic Identification Technology Based on RFID

TENG Ping1,YAO Bo-wen1,SONG Zhi-fei2
（1. Department of Public Security Information,Liaoning police college,Dalian Liaoning 116036,China; 2. First Brigade of Xigang District,Traffic Police Detachment of Dalian Municipal Public Security Bureau,Dalian Liaoning 116000,China）

In recent years,the demand for car travel and car related applications are increasing. The license plate recognition technology of vid eo im age can not meet th e cu rrent cit y in telligent traffic demand today. In addition,frequent traffic illegal activities,such as vehicle theft,vehicle deck,and fake plate always affects the city road traffic order,safety and smoothness. As a result,in the era of big data,Internet +,motor vehicle electronic identification technology based on RFID will arise at the historic moment,and change our lives.

RFID; motor vehicle; electronic ID; technology development

G202

：A

：2096-0727(2017)03 -0106-06

2017-01-03

騰 萍（1962-），女，遼寧大連人，教授，學士。研究方向：信息網(wǎng)絡安全與技術(shù)。姚博文（1994-），男，遼寧大連人，2014級學生。宋智飛（1989-），男，遼寧葫蘆島人，學士，科員。

遼寧省大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目（201611432004）。