基于RFID的智能小區車輛管理系統研究

趙建光 范晶晶

(1.河北建筑工程學院，河北張家口075024;2.河北工程大學信息與電氣工程學院，河北 邯鄲056000)

0 引言

隨著科技的進步和經濟的發展，私家車數量急劇增加，給人們的出行帶來了快捷方便，與此同時，也帶來了小區停車管理不完善等方面的問題.目前較為常用的是傳統的IC卡停車系統，這種系統具有方便快捷、收費準確可靠、保密性好、靈敏度高、使用壽命長等眾多優點，但是也存在諸多的缺點，如:進出停車場時必須要通過接觸式刷卡，這樣就需要停車，降車窗，刷卡，給用戶帶來不便，如果遇到雨雪等惡劣天氣或是交通高峰期，更是容易引起交通堵塞.

利用先進的RFID技術，將長距離射頻識別、車輛自動檢測及計算機智能控制技術有機地融合于一體來設計開發停車場，就可以解決IC卡停車場存在的問題，只要車輛具有停車場制作的RFID停車證，進出停車場時就不需要停車刷卡，給用戶帶來方便.

1 RFID技術

RFID技術興起于上個世紀90年代，是一種非接觸式自動識別技術，它利用無線射頻技術進行非接觸雙向數據通信，用來跟蹤管理幾乎所有物理對象.

1.1 RFID 系統組成

RFID系統主要由四大部分組成:電子標簽(Tag)、讀寫器(Reader)、中間件(Middle Ware)和后臺數據庫系統(應用軟件系統).(1)電子標簽(Tag)，由芯片與天線組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，標簽附著在物體上以標識目標對象.(2)讀寫器(Reader/Write Device)，是讀寫標簽信息的設備，讀寫器通常包含高頻模塊(發送和接收)、控制單元與應答器連接的耦合元件、讀寫器天線等，分為手持式和固定式.讀寫器可無接觸讀取并識別標簽中所保存的數據，從而達到自動識別物體的目的，通常與計算機相連，將標簽信息傳送至計算機，進行處理.(3)RFID中間件:RFID中間件是將底層RFID硬件和上層企業應用結合在一起的粘合劑，是產業鏈的核心技術.中間件屏蔽了RFID設備的多樣性和復雜性，能夠為后臺業務系統提供強大支撐，從而驅動更廣泛、豐富的RFID應用，為使其更適用于特定行業，RFID中間件會針對行業做一定適配工作.(4)應用軟件系統:應用軟件系統主要完成數據信息的存儲及管理.讀寫器通過網絡和數據庫管理系統通訊，完成對電子標簽的信息獲取、解釋以及數據管理.

1.2 RFID 基本原理

閱讀器通過天線發送一定頻率信號，當標簽進入天線有效范圍時，產生感應電流，標簽獲得能量被激活;標簽將自身編碼等信息通過天線發送出去;系統接收到從標簽發送來的信號，傳送到閱讀器，閱讀器對信號進行解調與解碼，送到后臺系統進行處理;系統根據邏輯運算，判斷該卡合法性，針對不同設定做出相應處理和控制，發出指令對執行機構進行控制.

2 智能小區車輛管理系統

2.1 系統結構

智能小區車輛管理系統主要包括入口管理、出口管理、車位引導三個模塊，其中，出口和入口管理使用遠距離RFID無線射頻技術.當車輛行駛到入口時，無需停車刷卡，讀卡系統就可以讀取到車輛上RFID的標簽信息.同時車牌圖像識別系統通過視頻流抓拍車牌圖像，然后自動進行對比，確保一車一卡的安全性.系統在停車場的各拐角路口處設置了停車指引顯示屏，引導車輛進入正確的車道，在指定車位的顯示屏上顯示車牌號碼，以確保車輛能進入正確的停車位.智能小區車輛管理系統的系統結構圖如圖1所示.

2.2 系統功能

(1)自動實時檢測車輛的到來，采集并保存車輛的圖像，一幅為彩色全景圖用來確定車況;一幅為彩色局部圖用來識別車牌;

(2)對拍下的圖像實時進行車牌自動識別，并和數據庫中記錄比對，自動判斷是否放行，控制道閘橫桿的開啟;

(3)車位自動引導功能，車輛入場后，車位引導顯示屏指引車輛最佳停車位置，引導車主快速地找到系統分配的空車位;

(4)具有不停車收費功能，自動完成收費處理全過程;

(5)電子地圖功能，在系統軟件中，可以直觀地顯示整個停車場的使用情況;

(6)采用LED顯示屏，全中文顯示剩余車位信息、車位已滿以及停車場的其他相關信息等;

(7)能夠對出人車輛進行自動檢測，確定出入車輛的身份及車輛出入的時間，在發生異常情況時自動報警;以保證小區內車輛的安全性;

(8)強大的模糊查詢功能和報表功能.能夠確定車輛的身份及進出時間，為事件后的調查提供極其有用的幫助和為管理者提供詳盡的報表，包括圖片等信息.

2.3 車輛管理系統出入口工作流程

車輛管理系統入口的工作流程為:對于小區車輛進入時，入口處地感線圈感應到車輛前輪，打開RFID讀卡器，允許RFID控制器讀取RFID卡的信息，通過控制器驗證RFID卡是否有效.若RFID卡有效，指示燈亮，道閘升起，同時管理系統記錄車輛有關信息并保存到數據庫服務器，車輛進入小區且后輪離開另一個地感線圈時，道閘自動下落，指示燈滅，關閉讀卡器.若為無效卡，則指示燈不亮，不允許車輛進入小區，必須與管理人員聯絡.臨時卡由管理人員向司機發放，發卡同時系統自動進行讀卡，對臨時卡信息進行記錄，指示燈亮，道閘自動抬起，車輛完全進入小區時道閘落下，關閉讀卡器.車輛管理系統入口的工作流程圖如圖2所示.

車輛管理系統的出口的工作流程為:

車輛離開小區的流程如下:擁有長期卡的車輛離開小區時，出口車道下面的地感線圈感應到車輛，打開RFID閱讀器，允許RFID控制器讀取RFID卡信息，驗證身份成功后，道閘自動升起，車輛離開.車輛通過且離開出口外的地感線圈后，閘桿自動落下.臨時車輛離開小區時，RFID控制器讀卡，管理系統根據車輛進人和離開的時間計算出車輛停留的時間及停車費用.司機繳清費用之后，管理員收回臨時卡，指示燈亮，閘桿升起，允許車輛離開小區.閱讀器，允許RFID控制器讀取RFID卡信息，驗證身份成功后，道閘自動升起，車輛離開.車輛通過且離開出口外的地感線圈后，閘桿自動落下.臨時車輛離開小區時，RFID控制器讀卡，管理系統根據車輛進人和離開的時間計算出車輛停留的時間及停車費用.司機繳清費用之后，管理員收回臨時卡，指示燈亮，閘桿升起，允許車輛離開小區，車輛管理系統出口的工作流程圖如圖3所示.

3 結語

智能停車場系統具有方便快捷、安全可靠的優點，徹底解決了以前停車場管理人員過多，管理混亂，亂收費、少收費甚至漏收費的現象.該停車場系統應用在小區停車場，不僅可對停車場的固定停車車輛及臨時停車車輛進行有效的管理，還具有防盜等功能.該系統一旦投入使用，不僅能減少人力資源成本，減輕操作人員的工作量，也能提升停車場的整體形象，更為廣大用戶帶來方便.RFID技術是當今應用在停車場系統中最先進的技術，它代表了一種發展趨勢，相信在不久的將來，RFID技術將在停車場管理中得到更加廣泛的應用，最終將取代IC卡的使用.

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