基于RFID技術(shù)的停車場管理系統(tǒng)

程 佳 廖鳴鏑

（廣州市設(shè)計院 廣東廣州 510620）

1 幾種技術(shù)方式的對比

1.1 基于IC卡方式

基于IC卡方式為取代人工管理方式以來較為廣泛采用的一種技術(shù)方式。用戶取卡進(jìn)入停車場，泊車后選擇就近定位設(shè)備，再次刷卡對停車位置標(biāo)示，尋車時通過尋車終端刷卡尋車，最后繳費回收卡出場。此種方式通過非接觸式IC卡記錄車輛車牌號、停車時間、停車費用等信息。在整個停車取車過程中，用戶需多次刷卡，操作流程較為復(fù)雜，且易存在漏刷情況，導(dǎo)致尋車難等問題。同時，由于刷卡時需用戶停車操作，且存在對IC卡進(jìn)行讀寫操作進(jìn)而與車輛信息匹配，高峰期、惡劣天氣時易出現(xiàn)擁堵[1]。這種方式也不能對車輛進(jìn)行示蹤，查詢歷史軌跡。

1.2 基于視頻識別方式

基于視頻識別方式近年來以其易操作性逐步取代基于IC卡方式，成為大型停車場的主流管理技術(shù)之一。此種方式主要基于帶有視頻識別功能的攝像機(jī)，車輛進(jìn)場時通過入口攝像機(jī)識別并記錄車牌信息、車輛狀態(tài)等信息，泊車后，攝像機(jī)采集記錄車輛停車位置并與車牌信息匹配，反向?qū)ぼ嚂r，通過在尋車終端輸入車牌信息，搜索泊車位置，完成取車。但視頻識別方式對環(huán)境照度、車輛拍攝角度有較高要求，易受天氣條件及環(huán)境照度等影響。相比于IC卡方式，視頻識別方式可對車輛進(jìn)行示蹤，但造價較高。

1.3 基于RFID技術(shù)方式

基于RFID技術(shù)方式是對IC卡和視頻識別方式優(yōu)勢的結(jié)合。RFID即無線射頻識別，主要原理為采用附著于車輛上的物理標(biāo)簽存儲用戶信息，當(dāng)標(biāo)簽處于特定頻率的電磁場中時，通過定位算法對標(biāo)簽進(jìn)行定位、追蹤，即通過非接觸式技術(shù)搭建無線通信網(wǎng)絡(luò)?；诖朔N技術(shù)通過配置定位模塊的RFID射頻卡為車輛定位，在車輛進(jìn)場時通過入口視頻識別攝像機(jī)采集車輛信息，并與RFID卡關(guān)聯(lián)，泊車完成RFID卡作為定位標(biāo)志留在車內(nèi)，卡內(nèi)定位模塊可周期性發(fā)射信號實現(xiàn)對車輛定位。取車時，用戶需在反向查詢裝置上通過車牌號等車輛信息尋車。離場時出口設(shè)備進(jìn)行卡回收，并通過卡內(nèi)模塊計費收費。此種方式無需多次刷卡，甚至對固定用戶甚至無需刷卡，提高停車效率。

2 系統(tǒng)架構(gòu)及實現(xiàn)流程

基于RFID技術(shù)的停車場管理系統(tǒng)包括出入口設(shè)備，天線及基站、RFID標(biāo)簽、反向?qū)ぼ囋O(shè)備、控制管理設(shè)備以及平臺軟件組成。

表1 幾種技術(shù)方式對比

圖1 基于RFID技術(shù)的停車場管理系統(tǒng)架構(gòu)圖

2.1 出入口設(shè)備

出入口設(shè)備主要包括識別設(shè)備，控制設(shè)備、收發(fā)卡設(shè)備等。其中識別設(shè)備主要通過帶有視頻圖像識別功能的攝像機(jī)組成，通過圖像處理技術(shù)抓拍并識別車輛號與數(shù)據(jù)庫信息比對，判斷車輛是否為固定用戶，即判斷是否已經(jīng)擁有RFID標(biāo)簽。若為已有RFID標(biāo)簽的固定用戶，則車輛直接進(jìn)入無需停車取卡或登記。若為無RFID標(biāo)簽的臨時用戶或新用戶，則發(fā)放與車輛信息已匹配的RFID標(biāo)簽，即RFID卡。若為未識別出RFID標(biāo)簽的固定用戶，則重新將RFID標(biāo)簽與車輛信息匹配?？刂圃O(shè)備主要為道閘或自動門、地感等門禁設(shè)備，主要用于管控車輛的放行。收發(fā)卡設(shè)備主要用于對臨時用戶進(jìn)行進(jìn)入發(fā)卡、離開收卡，對新用戶及未識別出RFID標(biāo)簽的固定用戶進(jìn)行信息匹配的卡處理操作。

2.2 天線

在停車場均布天線搭建無線通信網(wǎng)絡(luò)，為車庫覆蓋特定頻段的電磁場，使處于車庫中任意車位的RFID標(biāo)簽都能被讀取。讀取RFID標(biāo)簽并對標(biāo)簽定位可基于測距技術(shù)的時間定位（TOA）、到達(dá)時差定位（TDOA）、方向測量定位（AOA）、信號強度定位（RSSI）等方法以及基于非測距技術(shù)的DV-Hop定位算法、APIT定位算法、凸規(guī)劃算法等方法[2]。

2.3 RFID標(biāo)簽

RFID標(biāo)簽主要由天線、調(diào)制器、編碼器、時鐘及存儲器構(gòu)成。RFID標(biāo)簽按工作頻率可分為低頻、中高頻、超高頻與微波標(biāo)簽?？紤]到RFID標(biāo)簽的工作能量及讀寫距離，應(yīng)用于停車場管理系統(tǒng)的RFID標(biāo)簽較多采用超高頻段的有源標(biāo)簽，用戶將RFID標(biāo)簽放置于車內(nèi)，并在天線覆蓋范圍內(nèi)行駛時，后臺可根據(jù)相應(yīng)定位算法對車輛定位、示蹤[3]。同時將停車場管理系統(tǒng)與視頻安防監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動，可結(jié)合攝像機(jī)采集的關(guān)聯(lián)車輛畫面信息作為事中監(jiān)控、事后尋車及查看的依據(jù)。

圖2 用戶進(jìn)場流程圖

2.4 反向?qū)ぼ囋O(shè)備

反向?qū)ぼ囋O(shè)備為用戶反向?qū)ぼ囂峁┍憷?，主要設(shè)置于人流線聚集處，如電梯廳、樓梯廳、人行出入口等。通過刷卡或錄入車輛信息等調(diào)取車輛位置、狀態(tài)圖像，并為用戶規(guī)劃合理的尋車路徑，提高用戶尋車效率及準(zhǔn)確性。

2.5 控制管理設(shè)備

控制管理設(shè)備主要包括工作站、服務(wù)器及收費設(shè)備等系統(tǒng)控制設(shè)備，一般設(shè)置于安防控制室、崗?fù)せ蚴召M中心，并由安保值班人員操控。

2.6 平臺軟件

平臺軟件即停車場管理軟件，為停車場管理系統(tǒng)提供人機(jī)交互界面，同時也為其他聯(lián)動系統(tǒng)，如視頻監(jiān)控系統(tǒng)提供接口。

3 系統(tǒng)特點及優(yōu)勢

3.1 高效性

RFID標(biāo)簽的讀取為非接觸式，即能免去停車刷卡的操作時間，亦能在相對惡劣的條件下正常識別讀取，且識別讀取快，提高識別效率，從而使用戶的停車流程更加便捷高效[4]。

3.2 安全性

相較于一維條形碼和二維碼技術(shù)，RFID標(biāo)簽將承載信息電子化，且可采用加密保護(hù)，不易被篡改或復(fù)制。

3.3 耐久性

RFID標(biāo)簽由于采用電子式存儲，對水、油或其他化學(xué)制品的污染有較強的抗污染性。因此不易損壞，數(shù)據(jù)保存時間也較為長久。

4 總結(jié)

綜上所屬，相比于刷卡方式，基于RFID技術(shù)的停車場管理系統(tǒng)在車輛進(jìn)出場、泊車定位、反向?qū)ぼ?、繳費出場各流程減少了刷卡的操作，簡化用戶停車流程，提升用戶停車效率，提高用戶尋車準(zhǔn)確性，優(yōu)化用戶體驗；也減少了管理方的管理成本。同時，相比于視頻識別方式，基于RFID技術(shù)的停車場管理系統(tǒng)對環(huán)境照度、車輛停放狀態(tài)等方面要求較低，提高用戶停車的易操作性，同時在識別準(zhǔn)確率和系統(tǒng)可靠性方面更占優(yōu)勢。綜合比較得出，基于RFID技術(shù)的停車場管理技術(shù)較傳統(tǒng)的刷卡方式、視頻識別方式較為優(yōu)越，但對具體項目也可根據(jù)具體情況采用多種方式結(jié)合的方式，在不同流程采用不同技術(shù)手段，使管理方、用戶等多方的綜合利益最大化。

圖3 用戶離場流程圖

同時可結(jié)合多樣化管理方式，如地感線圈、超聲波識別方式。

目前RFID技術(shù)已較為成熟穩(wěn)定，建設(shè)成本也在降低。結(jié)合手機(jī)終端，可進(jìn)一步擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

[1]廖鳴鏑，程 佳.一種停車場反向?qū)ぼ嚪椒把b置[J].智能建筑，2015（03）：76～77.

[2]韓美林，劉有耀.RFID定位技術(shù)和常見算法比較[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014，13（01）：89～91.

[3]王雷.基于RFID技術(shù)的小區(qū)車輛管理系統(tǒng)[D].山東師范大學(xué)，2017.

[4]張靜秋.射頻識別RFID技術(shù)在智能停車場管理系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2017，13（25）：170～171+177.