不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)設計

胡廣琳

摘要：本文所設計的不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)是利用物聯(lián)網(wǎng)模塊、智能識別等新興技術，實現(xiàn)遠距離、準確的車輛信息識別，可以在車輛正常通行的情況下，識別車輛信息。從微觀角度看減少了車輛進出停車場、通過收費站的時間，從宏觀角度看可以加快整個區(qū)域的車輛通行速度，減輕道路擁堵狀況。

關鍵詞：不停車;信息識別;智能控制

0 ?引言

隨著我國自主汽車品牌的快速發(fā)展，汽車價格不斷下降，國內(nèi)擁有汽車的家庭越來越多，使得我國汽車保有量不斷攀升。伴隨著車輛數(shù)量不斷增加，停車難、堵車等問題應運而生，面對這些現(xiàn)實問題，必須要尋找有效的解決方案。通過不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)在不停車的情況下快速識別車輛信息，有助于提升車輛的通行效率，降低車輛發(fā)生擁堵的可能性。

1 ?現(xiàn)行不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)的特點及問題分析

1.1 現(xiàn)行不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)的種類及特點

1.1.1 車牌圖像識別系統(tǒng)

目前我國應用最廣、最成熟的不停車車輛信息識別方式為車牌圖像識別，通過圖像識別系統(tǒng)識別車輛車牌的信息，將識別的信息錄入車輛信息控制系統(tǒng)，或者根據(jù)識別的車牌信息查詢系統(tǒng)中存儲的車輛信息。

1.1.2 RFID通信系統(tǒng)

RFID是一種短距離通信系統(tǒng)，最常見的應用產(chǎn)品是日常所使用的ETC。ETC系統(tǒng)是在車輛中加入基于RFID技術制作而成的ETC設備，在收費站設立RFID信息讀取系統(tǒng)。當車輛進入到收費站設立的RFID信息讀取系統(tǒng)范圍內(nèi)，收費站設立的RFID信息讀取系統(tǒng)會與汽車內(nèi)部RFID通信系統(tǒng)進行身份確認。汽車中的RFID系統(tǒng)會將車輛信息傳輸給收費站設立的RFID信息讀取系統(tǒng)，同樣收費站設立的RFID信息讀取系統(tǒng)會將費用等信息傳遞給汽車內(nèi)部RFID通信系統(tǒng)，最終完成車輛信息識別和控制。

1.2 現(xiàn)行不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)的問題分析

為了實現(xiàn)不停車車輛信息識別、控制，需要對傳統(tǒng)的車輛信息識別方式存在的弊端進行研究。

1.2.1 車牌圖像識別系統(tǒng)的問題

目前最常見的車輛信息識別方式為車牌圖像識別，通過智能圖像識別系統(tǒng)識別車牌信息，通過識別到的車牌信息與系統(tǒng)中車牌信息進行比對，獲取車輛的詳細信息，這種采用圖像識別的車輛信息識別系統(tǒng)識別率低，需要車輛在停止或者車速降低到20km/h以內(nèi)才可以準確識別到車牌信息。如果車牌表面有臟污，能見度較低（比如大霧、大雨等極端天氣）等情況就會造成圖像識別系統(tǒng)無法準確有效的讀取車輛車牌信息，一旦發(fā)生這種情況不僅不能實現(xiàn)不停車快速識別車輛信息，反而耽誤了車輛的通行。

1.2.2 RFID通信系統(tǒng)的問題

RFID可以實現(xiàn)一定距離的通信，但是從目前所應用的ETC產(chǎn)品來看，RFIP有效通信距離仍然十分有限，雖然實現(xiàn)了不停車車輛信息識別與控制，但是為了提高識別準確度，仍然需要將車速降低到20km/h以下。另外RFID通信系統(tǒng)存在一定的安全性問題，近些年ECT被盜刷和被套用的現(xiàn)象時有發(fā)生，主要是RFID通信系統(tǒng)非常簡單，加密系統(tǒng)也并不復雜，所以RFID通常無法實現(xiàn)較為復雜的安全識別過程。

2 ?利用物聯(lián)網(wǎng)模塊實現(xiàn)不停車快速安全的車輛信息識別

本文設計了一套不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)，包括一套超低功耗智能電子車牌和不停車車輛信息識別控制設備。

2.1 超低功耗智能電子車牌

超低功耗智能電子車牌的系統(tǒng)框圖如圖1所示。

物聯(lián)網(wǎng)主控模板為整個發(fā)明的控制系統(tǒng)，主要進行邏輯處理和通信網(wǎng)絡的射頻信號處理。物聯(lián)網(wǎng)主控模板與射頻模板、天線配合進行信號傳遞和接收，利用通信網(wǎng)絡通信模式進行通信;電池和電源管理模塊給整個系統(tǒng)進行供電;觸發(fā)控制模塊主體為物聯(lián)網(wǎng)模塊，主要是接收外界車輛信息識別系統(tǒng)發(fā)送的觸發(fā)通信信號，產(chǎn)生觸發(fā)信號觸發(fā)物聯(lián)網(wǎng)主控模塊退出低功耗模式，觸發(fā)控制模塊與物聯(lián)網(wǎng)主控模塊的喚醒管腳相連，該管腳的唯一功能是接收外部高低電平變化后使模塊退出低功耗模式;防拆報警模塊具有單獨的供電系統(tǒng)，通過監(jiān)測系統(tǒng)電路的電流以及物聯(lián)網(wǎng)主控模塊IO口信號確定是否發(fā)生了拆卸問題;加密模塊主要是對存儲器中存儲的車輛信息進行加密。

2.2 不停車車輛信息識別控制設備

不停車車輛信息識別控制設備包括車輛信息接收模塊和車輛信息識別觸發(fā)模塊：車輛信息識別觸發(fā)模塊不斷的向外接發(fā)送觸發(fā)信號，低功耗智能電子車牌的物聯(lián)網(wǎng)模塊進入車輛信息識別觸發(fā)模塊發(fā)送的觸發(fā)信號范圍內(nèi)，低功耗智能電子車牌信息認證觸發(fā)模塊就會被觸發(fā)，通過握手協(xié)議識別：外界車輛信息識別系統(tǒng)“發(fā)出的觸發(fā)信息是否正確，如果正確無誤則激活低功耗智能電子車牌的存儲模塊和信息傳輸模塊進行工作。同時外界車輛信息識別系統(tǒng)始終向外接發(fā)送觸發(fā)信號，并且始終處于車輛信息接受狀態(tài)。

3 ?不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)的工作流程

首先，外界車輛信息識別系統(tǒng)架設在需要識別車輛信息的道路兩旁，并不斷向外界發(fā)送獲取車輛信息的觸發(fā)通信信號。這種觸發(fā)模式利用物聯(lián)網(wǎng)移動網(wǎng)絡通信，具有遠距離（最遠10km）、低延時、高精度、高準確性等特點，實現(xiàn)了車輛在高速行駛下完全不影響駕駛員駕駛的情況下（駕駛員無任何感覺）讀取車牌信息，無論是測速還是讀取車牌，都可以快速準確完成。

電子車牌上電之后加密模塊給物聯(lián)網(wǎng)主控模塊以及存儲器進行加密，電子車牌系統(tǒng)開始工作，正常模式下電子車牌進入低功耗待機模塊，此時電池輸出的電流較低。

當車輛行駛到外界車輛信息識別系統(tǒng)附近時，外界車輛信息識別系統(tǒng)向外界發(fā)送的讀取車牌的觸發(fā)通信信號，加密模塊會對觸發(fā)通信信號進行甄別，識別是否為正常的車輛信息請求信號。如果信號存在問題，控制觸發(fā)控制模板不觸發(fā)物聯(lián)網(wǎng)主控模板;如果正常，觸發(fā)控制模板會接收到外界車輛信息識別系統(tǒng)發(fā)送的觸發(fā)通信信號，從而產(chǎn)生電信號編號，該信號傳遞給物聯(lián)網(wǎng)主控模塊的喚醒模塊退出低功耗的管腳，該管腳接收到信號之后會喚醒物聯(lián)網(wǎng)主控模塊退出低功耗模式而進入正常的數(shù)據(jù)傳輸模式。物聯(lián)網(wǎng)主控模塊檢測到外界車輛信息識別系統(tǒng)發(fā)送的讀取車輛信息請求之后，物聯(lián)網(wǎng)主控模塊會控制系統(tǒng)通過移動網(wǎng)絡將存儲器中的車輛信息、行駛信息、位置信息傳遞給外界車輛信息識別系統(tǒng)以及車輛信息管理數(shù)據(jù)中心。外界車輛信息識別系統(tǒng)接收到的車輛信息之后會給電子車牌系統(tǒng)反饋一條信息。電子車牌系統(tǒng)接收到反饋信息之后會控制模塊再次進入低功耗模式。因此電子車牌系統(tǒng)正常工作時長期處于低功耗模式，只有當需要讀取車輛信息時才退出低功耗模式，進入正常的數(shù)據(jù)傳輸模式。

4 ?結(jié)論

目前，我國汽車總量極速增加，伴隨而來的是停車難、堵車等問題。而不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)可以加快車輛通行速度，無論是車輛進入停車場還是通過收費站，在不需要車輛停車的情況下進行車輛信息識別控制，但是目前的不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)都需要降低車速才可以完成信息識別，限制條件太多，識別準確率不高。本文在此背景下提出了一套完整的不停車車輛信息識別控制系統(tǒng)，包括超低功耗智能電子車牌系統(tǒng)和不停車車輛信息識別控制設備，兩組相互配合可以實現(xiàn)車輛不需要降低行駛速度即可完成信息識別和控制，識別率高，限制條件少，應用場景廣。

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