基于汽車環保電子黃綠標的汽車識別系統

摘 要：本文介紹了電子標簽技術、環保汽車中的黃綠標和基于汽車環保電子黃綠標的汽車識別系統的設計，并且分別從系統基本原理、功能模塊的設計、以及數據庫的建立三個方面詳細設計了基于環保電子黃綠標的汽車識別系統，從而為實現車輛定期環保檢查和限行管理的電子化、數據化提供了基礎條件，具有重大的研究意義。

關鍵詞：電子黃綠標 環保汽車 汽車識別系統

中圖分類號：TQ630.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0024-02

為了進行節能減排檢查、汽車定期環保檢查、緩解市區交通擁堵和空氣污染，國家發放了機動車排放標準的分級標志——汽車環保標志。汽車環保標志有黃色標和綠色標兩類統一簡稱為黃綠標，黃綠標依照車型和排放標準審核后由環保部門發放。進出汽車尾氣排放達到歐洲一號標準即為綠標，未到達即為黃標，當環保標志有效期滿后，按照規定重新進行排氣檢測，根據情況換發新標志。環保標志可用于識別車輛的排放控制水平和環保達標狀況，有利于車輛的差別化管理和環保達標管理。

1 電子標簽技術

1.1 電子標簽概念

電子標簽即射頻識別（RFID：Radio Frequency IDentification）技術，是一種無線射頻識別技術，屬于通信技術，可通過無線電訊號識別特定目標和讀寫相關數據，則識別系統與特定目標之間不需建立機械或光學接觸。常用的有低頻（125～134.2 k）、高頻（13.56 MHz）、超高頻，無源等技術。電子標簽使用專用的RFID讀寫器與專門的可附著于目標物的RFID標簽，利用頻率信號將信息由電子標簽傳送到讀寫器。在基于汽車環保電子黃綠標的汽車識別系統中將電子標簽設計為一張固化在金屬車牌上的名片大小的智能卡片，以其為用戶數據信息的載體。

1.2 電子標簽技術的工作原理

電子標簽進入磁場后，接收解讀器發出的射頻信號，憑借感應電流所獲得的能量發送出存儲在芯片中的產品信息（Passive Tag，無源標簽或被動標簽），或者由標簽主動發送某一頻率的信號（Active Tag，有源標簽或主動標簽），解讀器讀取信息并解碼后，送至中央信息系統進行有關數據處理，基于汽車環保電子黃綠標的汽車識別系統將電子標簽技術與黃綠標技術標準結合設計為電子黃綠標，并將其設計為一張固化在金屬車牌上的名片大小的智能卡片，采用標簽主動發送信號的方式進行工作的，由閱讀器發射一特定頻率的無線電波能量給Transponder，用以驅動Transponder電路將內部的數據送出，此時閱讀器便依序接收并解讀數據，送給應用程序做相應的處理。

2 基于汽車環保電子黃綠標的汽車識別系統設計

在基于環保電子黃綠標的汽車識別系統中，將電子標簽技術與黃綠標技術標準結合設計為電子黃綠標，并將其設計為一張固化在金屬車牌上的名片大小的智能卡片，汽車識別系統則是以電子標簽為用戶數據信息的載體，以射頻識別技術為基礎，以公共通信網絡和專業通信網絡為通信平臺，那么計算機就可以通過遠距離查詢用戶的數據、對車輛進行識別，實現車輛管理的現代化。

2.1 工作原理

基于汽車環保電子黃綠標的汽車識別系統由閱讀器、電子黃綠標簽及應用軟件系統三個部份所組成。工作原理如圖1所示。

當安裝有電子標簽的車輛駛人收費站車道前的抓拍線圈時，微波天線被激活，由休眠狀態轉為蘇醒狀態，讀取電子標簽的ID號（該ID號已與車輛的車牌號進行綁定），并將ID號傳輸給車道計算機；車道計算機依據該ID號在車輛信息數據庫中查詢，確認該ID號所對應的車輛的環保標志類別和有效期。特別是在對黃標車限行的路段，若車輛為綠標車且在有效期內，車道自動欄桿抬起，車輛通過收費站的落桿線圈后，車道自動欄桿落下，完成自動識別過程；若車輛為車輛為黃標車，車道自動欄桿緊閉限行；若車輛的黃標或綠標已經超過有效期，車道自動欄桿緊閉限行，并提示車標過期，請車主及時更換新的汽車環保標志。

電子標簽是識別系統的信息載體，是一種固定在車身或粘貼于車窗玻璃的無源卡，由定制的基于射頻的芯片和以陶瓷為基片的微帶天線組成。本系統采用的電子標簽電子標簽以陶瓷材料為基片，并在基片上設計“破碎記憶線”這一特殊裝置，保證車卡在安裝之后不可拆卸。閱讀器根據使用的結構和技術不同可以是讀或讀/寫裝置，是汽車識別系統信息控制和處理中心。閱讀器通常由耦合模塊、收發模塊、控制模塊和接口單元組成。電子標簽和閱讀器之間一般采用半雙工通信方式進行信息交換，同時閱讀器通過耦合給無源電子標簽提供能量和時序。

2.2 識別系統設計

操作系統采用WindowsXP作為汽車識別系統的開發環境、采用SQL Server 2005設計數據庫并建立數據庫表、以VisualC++6.0為開發工具，采用ADO技術實現對數據庫的數據訪問。本系統可以直接在本地計算機上運行，以此檢測汽車的環保類別，方便對車輛的定期環保檢查以及限行管理等。

2.3 功能模塊設計與實現

電子標簽黃綠標汽車識別系統包括系統管理、發卡、數據采集、記錄查詢、黃綠標識別管理等。

（1）系統管理。

本模塊主要實現對系統的管理與維護。系統授權管理可進行分時段、分級別管理，能夠對車輛進行時區限制管理，每個時間區可以單獨靈活設置，每輛車可以同時選擇多個時間區。而且不同級別的管理員有不同的操作權限，便于對系統數據的安全管理。

（2）車輛發卡信息管理。

在系統運行之前，須按規定進行排氣檢測，根據情況確定車輛的黃綠標志，同時要將車輛用戶的基本信息錄入數據庫中，并分配卡號，之后才會將制作好的電子黃綠標標簽發放給用戶。應用在環保汽車黃綠標中的電子標簽的基本信息包括：標簽使用者名稱、卡號、黃綠標志（黃標車或綠標車）、發卡時間、發放次數（記載該用戶是否已發卡，如果有丟失情況，則記載已發放過的次數）、標簽ID號。將車輛的電子標簽卡ID信息通過讀寫器自動讀入，與對應的車牌號碼，車主姓名等相關信息添加錄入數據庫中。

（3）車輛出入數據監控。

識別系統處于自動監控、信號采集狀態，當持卡車輛進出系統大門設置的識別區域時，其隨身攜帶的射頻卡被應用系統快速識別，數據采集系統自動采集電子車牌內數據，進入系統數據庫查詢并判斷該車輛的環保標志類別和是否在有效期內。

（4）記錄查詢。

系統數據庫中存儲有車輛用戶基本信息、發卡信息以及車輛出入記錄，操作日志記錄等各種數據庫表。系統管理員可以根據時間段，出入狀態，車輛卡信息等多種組合條件，查詢車輛通行的所有出入記錄，并可以報表的形式打印，滿足管理上的需求。

2.4 數據庫設計

數據庫設計是建立數據庫表及其應用系統相關聯的技術，把系統中的大量的數據按一定的模型組織起來，提供存儲、維護、檢索的功能，使得系統可以方便、準確地從數據庫表中查找到所需的信息。本系統在Windows環境下，建立Microsoft SQL Server2005數據庫表，主要設計了3種基本表格存放信息：（1）車輛基本信息表：車卡ID號、車牌號碼、車卡明碼、車型、車品牌、車輛環保標志、環保標志有效期等。（2）車輛通行記錄表（時空信息）：車卡ID號，通過日期時間，基站及車道編碼。（3）車輛運行情況記錄表：故障編碼、故障時間。

3 結論

基于汽車環保電子黃綠標的汽車識別系統的設計實現了車輛定期環保檢查和限行管理的電子化、數據化，本系統在門禁、停車場及專門的實驗場地做了大量測試。結果表明，該系統在正常運行時，能夠準確的識別出車輛的黃綠標志和車輛身份并采集相關信息，對車輛及交通管理具有一定的實用價值和重要的研究意義。隨著技術的不斷完善，汽車識別系統采集的信息也可以發揮更大的作用。

參考文獻

[1]周永彬，馮登國.RFID安全協議的設計與分析[J].計算機學報，2006，29（4）：581-589.

[2]王連強，呂述望，韓小西.RFD系統中安全和隱私問題的研究[J].計算機應用研究，2006，23（6）：16-18.

[3]沈宇超.射頻識別系統中通信協議的模塊化設計[J].通信學報，2001，12.

[4]馬伏花，朱青.基于射頻識別技術的車輛自動識別系統的實現[J].中國儀器儀表，2006（11）：70-72.