超高頻RFID系統(tǒng)在車輛管理中的應(yīng)用

1、    超高頻rfid系統(tǒng)在車輛管理中的應(yīng)用    金磊摘 要：提出了一種基于超高頻射頻識別（rfid）技術(shù)的車輛管理應(yīng)用方案，包括系統(tǒng)組成、設(shè)計(jì)思路、標(biāo)簽及讀寫器的選擇等。該方案將rfid技術(shù)應(yīng)用于車輛信息自動(dòng)識別技術(shù)中，可解決傳統(tǒng)車輛信息識別系統(tǒng)的不足，同時(shí)在滿足了傳統(tǒng)車輛識別功能的條件下，提高了車輛信息識別的有效性和準(zhǔn)確性。大量測試結(jié)果表明，基于rfid技術(shù)的車輛管理系統(tǒng)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，具有很高的穩(wěn)定性與可靠性。關(guān)鍵詞：超高頻；射頻識別；車輛管理1 引 言隨著我國城市化建設(shè)的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，車輛數(shù)量和道路交通流量急劇增加

2、，而道路的建設(shè)遠(yuǎn)趕不上車輛的增長，伴隨而來是交通擁堵、車輛違章違法等現(xiàn)象的日益突出，傳統(tǒng)的車輛管理系統(tǒng)已經(jīng)面臨巨大挑戰(zhàn)。目前發(fā)展的射頻識別（rfid）技術(shù)為這個(gè)問題的有效解決提供了理想的解決方案，同時(shí)也是以后車輛管理自動(dòng)化的發(fā)展方向1-7。而對公交公司而言，其停車場平時(shí)需要管理大量的公交車輛，同時(shí)車輛停放比較分散，出入頻繁，車輛日常管理和安全監(jiān)管難度較大。因此，需要采用高智能化的管理手段來實(shí)現(xiàn)停車庫信息化管理的建設(shè)8-10。在深入分析國內(nèi)外成熟的基于rfid的智能停車場管理系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)上，以某公交公司的車輛管理為典型應(yīng)用背景，本文提出的一種基于超高頻射頻識別（rfid）技術(shù)的車輛管理應(yīng)用方

3、案。該方案可有效降低車輛信息查詢復(fù)雜程度、車輛定位等問題。該系統(tǒng)采用自行研發(fā)的fr520讀寫器等關(guān)鍵設(shè)備，并通過立體停車庫的大量測試結(jié)果證明方案合理可行，運(yùn)行穩(wěn)定可靠11-15。2 射頻識別技術(shù)自動(dòng)設(shè)備識別系統(tǒng)（automatic equipment identification， aei）是國際上正在努力開發(fā)并快速推廣普及的技術(shù)。它適用于安全性要求較高的部門的車輛電子自動(dòng)管理系統(tǒng)。該項(xiàng)技術(shù)的基本思想是通過采用一些先進(jìn)的技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)人們對各類物體和設(shè)備在不同狀態(tài)（高速移動(dòng)、靜止、惡劣環(huán)境）下的自動(dòng)識別和管理，特別是采用超高頻rfid技術(shù)的自動(dòng)設(shè)備識別系統(tǒng)正日益廣被使用。rfid也稱智能標(biāo)簽，

4、是繼個(gè)人電腦（pc）、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信之后的第四次信息技術(shù)革命。一個(gè)rfid系統(tǒng)通常由三部分組成：讀寫器、標(biāo)簽及相關(guān)的天線。讀寫器天線發(fā)射無線電信號給標(biāo)簽，標(biāo)簽通過自己的天線接收此信號，利用該信號得到的能量啟動(dòng)標(biāo)簽上的集成電路芯片工作。作為條形碼的無線版本，智能標(biāo)簽技術(shù)具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標(biāo)簽上數(shù)據(jù)可以加密等一系列優(yōu)點(diǎn)，正在許多領(lǐng)域得到應(yīng)用。在圖1所示的簡單rfid系統(tǒng)中，現(xiàn)將閱讀器（reader）、天線（antenna）和標(biāo)簽（tag）的作用分別描述如下：閱讀器：讀?。ㄓ袝r(shí)還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備，可設(shè)計(jì)為手持式或固定式；標(biāo)簽：由耦合元件及芯片組

5、成，每個(gè)標(biāo)簽具有唯一的電子編碼，附著在車輛上標(biāo)識目標(biāo)對象，標(biāo)簽編寫成車輛的編碼唯一識別；天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。圖1 系統(tǒng)工作原理示意圖3 車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)針對公交公司車輛管理背景，以其所屬的一個(gè)典型的立體停車場為例，車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中需要重點(diǎn)考慮的問題包括：（1） 建設(shè)目標(biāo)為立體停車場管理人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛信息的平臺、實(shí)現(xiàn)智能化車輛規(guī)范有序定位管理；還可以在管理立體車庫的車輛進(jìn)出，嚴(yán)密監(jiān)視出入車輛，有效控制定位車輛的作息位置，保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。（2） 豐富的功能具有自動(dòng)識別、智能控制、車輛定位管理、報(bào)警提示、信息記錄、數(shù)據(jù)通信、查詢、統(tǒng)計(jì)、分析等功能；同時(shí)具備擴(kuò)展方便，

6、升級容易等特性。（3） 運(yùn)行穩(wěn)定可靠具有冗余容錯(cuò)性能；系統(tǒng)處理速度快，可靠性高，穩(wěn)定性好，錯(cuò)漏率低，并具有數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)能力。（4） 車輛實(shí)時(shí)定位管理對于立體車庫內(nèi)車輛進(jìn)行數(shù)字化管理；通過自動(dòng)識別車牌卡信息，可以對車輛進(jìn)出時(shí)間進(jìn)行跟蹤，同時(shí)定位車輛停放及作息位置的信息。4 車輛管理系統(tǒng)方案（1） 系統(tǒng)分部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖2所示的智能車輛管理系統(tǒng)是以后臺管理系統(tǒng)和前端控制系統(tǒng)通過專用網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備組成的管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用tcp/ip協(xié)議。而前端控制系統(tǒng)內(nèi)的通道識別系統(tǒng)則采用10/100m以太網(wǎng)組成的一個(gè)小的局域網(wǎng)系統(tǒng)，進(jìn)行識別和外設(shè)控制管理。圖2 系統(tǒng)分布網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（2） 立體車庫平面結(jié)構(gòu)圖3

7、所示為該立體車庫的讀寫系統(tǒng)覆蓋效果圖。系統(tǒng)軟件可以控制讀寫器的四根天線的輪詢讀取車輛標(biāo)簽時(shí)間順序，根據(jù)每個(gè)天線能管理定位對應(yīng)停車區(qū)域的車輛，能把實(shí)時(shí)的公交停車位置區(qū)域上報(bào)到公交公司的調(diào)度室，方便管理人員對車輛管理與停放位置的查詢定位。（3） 車輛管理平臺組成后臺管理平臺包括：管理計(jì)算機(jī)、發(fā)卡讀寫器、讀寫器、讀寫器專用天線及電纜。其中上層應(yīng)用軟件及其數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安裝并存儲在管理計(jì)算機(jī)上。5 固定式閱讀器選型圖4所示是一種能滿足本文系統(tǒng)需求的四通道遠(yuǎn)距離超高頻rfid固定式閱讀器產(chǎn)品hik-fr520，支持drm工作模式，具有良好的防沖突和抗干擾性能，識別率高，功能強(qiáng)，可靠性高，可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)。該

8、產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于智能交通、服裝盤存、智能倉儲等領(lǐng)域，能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)代化的物流管理，海關(guān)智能通關(guān)、城市車輛自動(dòng)識別、智能停車場、高速公路不停車收費(fèi)應(yīng)用等集成系統(tǒng)。其主要特點(diǎn)包括：兼容epc c1 gen2/iso 18000-6c；powerpc架構(gòu)cpu mpc8308，128 mb ram； 具有載波消除功能，抗干擾能力更強(qiáng)；支持epc密集型讀取模式（drm）；遠(yuǎn)距離讀取，rf輸出功率達(dá)到32.5 dbm；支持4路天線接口；支持640 kb/s標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀取速率；配置以及參數(shù)設(shè)定靈活，提供最大化標(biāo)簽閱讀量和最佳工作性能；智能交通及車輛管理大規(guī)模rfid系統(tǒng)應(yīng)用圖3 讀寫系統(tǒng)覆蓋效果圖圖 4 超高頻

9、固定式讀寫器hik-fr520的主要性能指標(biāo)如表1所列。6 車輛管理系統(tǒng)的特點(diǎn)公交立體停車管理智能是運(yùn)用超高頻自動(dòng)識別技術(shù)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等多領(lǐng)域技術(shù)，綜合實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)識別和定位管理。本文提出的超高頻rfid車輛管理系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)具有遠(yuǎn)距離快速識別、智能控制、高可靠性、高保密性、易操作、易擴(kuò)展等特點(diǎn)；建立安全可靠的注冊車輛檔案，通過高新技術(shù)加強(qiáng)車輛監(jiān)管防盜功能；提供一個(gè)對進(jìn)出車輛自動(dòng)識別、智能管理的先進(jìn)、可靠、適用的數(shù)字化平臺，使公交公司對所有公交車輛出行、位置進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理的能力得到質(zhì)的提高；能有效、準(zhǔn)確的對進(jìn)出停車庫的車輛（裝有車輛電子號牌的車輛）的數(shù)據(jù)

10、信息識別、采集、記錄、跟蹤；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳送到后臺管理系統(tǒng)，使管理人員在辦公室內(nèi)就可以及時(shí)了解公交車輛的停車在立體車庫位置的情況。7 結(jié) 語基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)是一種高效、快捷及科學(xué)的車輛管理手段。本文提出的超高頻車輛管理系統(tǒng)應(yīng)用于停車場車輛管理中，具有效率高、準(zhǔn)確性好、安全性高的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)易于操作維護(hù)，自動(dòng)化程度高，大大減輕管理者的勞動(dòng)量。該方案的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于為立體停車場管理人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)控并識別車輛信息的平臺、實(shí)現(xiàn)車輛的智能化規(guī)范有序定位管理，系統(tǒng)功能豐富，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。參 考 文 獻(xiàn)1楊筆鋒，詹艷軍. 基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)j

11、. 計(jì)算機(jī)測量與控制，2010，18（1）：97-99.2黃銀龍，張輝，徐旭，等. 車輛管理rfid電子標(biāo)簽內(nèi)存規(guī)劃研究j. 通信技術(shù)，2010，43（2）：141-145.3王慶安. 基于rfid和gprs的非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)研究j. 中國制造業(yè)信息化，2007，36（13）：66-68.4狄巨星，趙建光，范晶晶，等. 車輛管理rfid標(biāo)簽電源低功耗研究j. 電源技術(shù)，2013，37（7）：1233-1274.5尼濤，楊宏，艾春安. 基于rfid技術(shù)的車輛管理門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)j. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2005，18（9）：1-2.6馬凱. 基于多節(jié)點(diǎn)射頻卡的車輛管理系統(tǒng)研究j. 交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013

12、（13）：34-36.7孫欣. 基于超高頻rfid的第三方物流車輛管理解決方案j. 自動(dòng)化博覽，2012（2）：80-82.8楊洋. 基于rfid技術(shù)的武警車輛管理系統(tǒng)研究d. 哈爾濱：黑龍江大學(xué)（碩士學(xué)位論文），2011.9楊國榮. 基于rfid技術(shù)的智能小區(qū)車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)j. 信息技術(shù)，2012（6）：182-185.10程仁鎮(zhèn). 基于車輛管理的rfid讀寫器設(shè)計(jì)d. 武漢：武漢理工大學(xué)（碩士學(xué)位論文），2012.11張圣仟，楊小天，遲耀丹. 基于rfid在車輛信息自動(dòng)識別技術(shù)的研究與應(yīng)用j. 吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（2）：76-78.12李元忠，余權(quán)，姚海天，等. 構(gòu)建智能交通

13、平臺rfid技術(shù)在城市車輛管理中的應(yīng)用j. 中國自動(dòng)識別技術(shù)，2008（4）：90-92.13王煌城，王宇歆. rfid應(yīng)用於交通管理之研究c.海峽兩岸智慧型運(yùn)輸系統(tǒng)學(xué)術(shù)研討會， 2006.14深圳市先施科技有限公司. rfid技術(shù)在公交車輛管理中的應(yīng)用j. 中國自動(dòng)識別技術(shù)，2007（1）：60-61.15張國洪，祁同林，華宜朝. 基于rfid技術(shù)的通用停車場管理系統(tǒng)j. 中國自動(dòng)識別技術(shù)，2009（3）：71-74. 具有載波消除功能，抗干擾能力更強(qiáng)；支持epc密集型讀取模式（drm）；遠(yuǎn)距離讀取，rf輸出功率達(dá)到32.5 dbm；支持4路天線接口；支持640 kb/s標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀取速率；配

14、置以及參數(shù)設(shè)定靈活，提供最大化標(biāo)簽閱讀量和最佳工作性能；智能交通及車輛管理大規(guī)模rfid系統(tǒng)應(yīng)用圖3 讀寫系統(tǒng)覆蓋效果圖圖 4 超高頻固定式讀寫器hik-fr520的主要性能指標(biāo)如表1所列。6 車輛管理系統(tǒng)的特點(diǎn)公交立體停車管理智能是運(yùn)用超高頻自動(dòng)識別技術(shù)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等多領(lǐng)域技術(shù)，綜合實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)識別和定位管理。本文提出的超高頻rfid車輛管理系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)具有遠(yuǎn)距離快速識別、智能控制、高可靠性、高保密性、易操作、易擴(kuò)展等特點(diǎn)；建立安全可靠的注冊車輛檔案，通過高新技術(shù)加強(qiáng)車輛監(jiān)管防盜功能；提供一個(gè)對進(jìn)出車輛自動(dòng)識別、智能管理的先進(jìn)、可靠、適用的數(shù)字化平臺，

15、使公交公司對所有公交車輛出行、位置進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理的能力得到質(zhì)的提高；能有效、準(zhǔn)確的對進(jìn)出停車庫的車輛（裝有車輛電子號牌的車輛）的數(shù)據(jù)信息識別、采集、記錄、跟蹤；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳送到后臺管理系統(tǒng)，使管理人員在辦公室內(nèi)就可以及時(shí)了解公交車輛的停車在立體車庫位置的情況。7 結(jié) 語基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)是一種高效、快捷及科學(xué)的車輛管理手段。本文提出的超高頻車輛管理系統(tǒng)應(yīng)用于停車場車輛管理中，具有效率高、準(zhǔn)確性好、安全性高的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)易于操作維護(hù)，自動(dòng)化程度高，大大減輕管理者的勞動(dòng)量。該方案的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于為立體停車場管理人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)控并識別車輛信息的平臺、實(shí)現(xiàn)車輛的智能化規(guī)范有

16、序定位管理，系統(tǒng)功能豐富，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。參 考 文 獻(xiàn)1楊筆鋒，詹艷軍. 基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)j. 計(jì)算機(jī)測量與控制，2010，18（1）：97-99.2黃銀龍，張輝，徐旭，等. 車輛管理rfid電子標(biāo)簽內(nèi)存規(guī)劃研究j. 通信技術(shù)，2010，43（2）：141-145.3王慶安. 基于rfid和gprs的非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)研究j. 中國制造業(yè)信息化，2007，36（13）：66-68.4狄巨星，趙建光，范晶晶，等. 車輛管理rfid標(biāo)簽電源低功耗研究j. 電源技術(shù)，2013，37（7）：1233-1274.5尼濤，楊宏，艾春安. 基于rfid技術(shù)的車輛管理

17、門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)j. 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2005，18（9）：1-2.6馬凱. 基于多節(jié)點(diǎn)射頻卡的車輛管理系統(tǒng)研究j. 交通標(biāo)準(zhǔn)化，2013（13）：34-36.7孫欣. 基于超高頻rfid的第三方物流車輛管理解決方案j. 自動(dòng)化博覽，2012（2）：80-82.8楊洋. 基于rfid技術(shù)的武警車輛管理系統(tǒng)研究d. 哈爾濱：黑龍江大學(xué)（碩士學(xué)位論文），2011.9楊國榮. 基于rfid技術(shù)的智能小區(qū)車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)j. 信息技術(shù)，2012（6）：182-185.10程仁鎮(zhèn). 基于車輛管理的rfid讀寫器設(shè)計(jì)d. 武漢：武漢理工大學(xué)（碩士學(xué)位論文），2012.11張圣仟，楊小天，遲耀丹. 基于rfid

18、在車輛信息自動(dòng)識別技術(shù)的研究與應(yīng)用j. 吉林建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2012（2）：76-78.12李元忠，余權(quán)，姚海天，等. 構(gòu)建智能交通平臺rfid技術(shù)在城市車輛管理中的應(yīng)用j. 中國自動(dòng)識別技術(shù)，2008（4）：90-92.13王煌城，王宇歆. rfid應(yīng)用於交通管理之研究c.海峽兩岸智慧型運(yùn)輸系統(tǒng)學(xué)術(shù)研討會， 2006.14深圳市先施科技有限公司. rfid技術(shù)在公交車輛管理中的應(yīng)用j. 中國自動(dòng)識別技術(shù)，2007（1）：60-61.15張國洪，祁同林，華宜朝. 基于rfid技術(shù)的通用停車場管理系統(tǒng)j. 中國自動(dòng)識別技術(shù)，2009（3）：71-74. 具有載波消除功能，抗干擾能力更強(qiáng)；支持e

19、pc密集型讀取模式（drm）；遠(yuǎn)距離讀取，rf輸出功率達(dá)到32.5 dbm；支持4路天線接口；支持640 kb/s標(biāo)簽數(shù)據(jù)讀取速率；配置以及參數(shù)設(shè)定靈活，提供最大化標(biāo)簽閱讀量和最佳工作性能；智能交通及車輛管理大規(guī)模rfid系統(tǒng)應(yīng)用圖3 讀寫系統(tǒng)覆蓋效果圖圖 4 超高頻固定式讀寫器hik-fr520的主要性能指標(biāo)如表1所列。6 車輛管理系統(tǒng)的特點(diǎn)公交立體停車管理智能是運(yùn)用超高頻自動(dòng)識別技術(shù)，利用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)等多領(lǐng)域技術(shù)，綜合實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)識別和定位管理。本文提出的超高頻rfid車輛管理系統(tǒng)具有以下主要特點(diǎn)：整個(gè)系統(tǒng)具有遠(yuǎn)距離快速識別、智能控制、高可靠性、高保密性、易操作、易擴(kuò)展等特

20、點(diǎn)；建立安全可靠的注冊車輛檔案，通過高新技術(shù)加強(qiáng)車輛監(jiān)管防盜功能；提供一個(gè)對進(jìn)出車輛自動(dòng)識別、智能管理的先進(jìn)、可靠、適用的數(shù)字化平臺，使公交公司對所有公交車輛出行、位置進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理的能力得到質(zhì)的提高；能有效、準(zhǔn)確的對進(jìn)出停車庫的車輛（裝有車輛電子號牌的車輛）的數(shù)據(jù)信息識別、采集、記錄、跟蹤；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)傳送到后臺管理系統(tǒng)，使管理人員在辦公室內(nèi)就可以及時(shí)了解公交車輛的停車在立體車庫位置的情況。7 結(jié) 語基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)是一種高效、快捷及科學(xué)的車輛管理手段。本文提出的超高頻車輛管理系統(tǒng)應(yīng)用于停車場車輛管理中，具有效率高、準(zhǔn)確性好、安全性高的優(yōu)點(diǎn)。該系統(tǒng)易于操作維護(hù)，自動(dòng)化程度高，大大減輕管理者的勞動(dòng)量。該方案的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于為立體停車場管理人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)控并識別車輛信息的平臺、實(shí)現(xiàn)車輛的智能化規(guī)范有序定位管理，系統(tǒng)功能豐富，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，具有廣闊的市場應(yīng)用前景。參 考 文 獻(xiàn)1楊筆鋒，詹艷軍. 基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)j. 計(jì)算機(jī)測量與控制，2010，18（1）：97-99.2黃銀龍，張輝，徐旭，等. 車輛管理rfid電子標(biāo)簽內(nèi)存規(guī)劃研究j. 通信技術(shù)，2010，43（2）：141-145.3王慶安. 基于rfid和gprs的非機(jī)動(dòng)車輛管理系統(tǒng)研究j. 中國制造業(yè)信息化，20