1引言
隨著我國(guó)城市化建設(shè)的輛管理中快速發(fā)展，人民生活水平的超高不斷提 高，車輛數(shù)量和道路交通流量急劇增加，統(tǒng)車而道路的輛管理中建設(shè)遠(yuǎn)趕不 上車輛的增長(zhǎng)，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(shí)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)展方向問。
而對(duì)公交公司而言，其停車場(chǎng)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期。
在深入分析國(guó)內(nèi)外成熟的基于RFID的智能停車場(chǎng)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(shí)別（RFID）技術(shù)的 車輛管理應(yīng)用方案。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(cè)試結(jié)果證明方案合 理可行，運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
2射頻識(shí)別技術(shù)
自動(dòng)設(shè)備識(shí)別系統(tǒng)（Automatic Equipment Identification， AEI）是國(guó)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(duì) 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(shí)別和管理，特別是采用超高頻RFID技術(shù)的自動(dòng)設(shè)備 識(shí)別系統(tǒng)正日益廣被使用。
RFID也稱智能標(biāo)簽，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(hào)給標(biāo)簽，標(biāo)簽通過自己的天線接收此信號(hào)，利用該信 號(hào)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(zhǎng)、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(jiǎn)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：讀取（有時(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(shí)目標(biāo)對(duì)象，標(biāo)簽編寫成車輛的編 碼唯一識(shí)別；
天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號(hào)。
3車輛管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)
針對(duì)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(chǎng)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(chǎng)管理人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛信息的平臺(tái)、 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。
豐富的功能
具有自動(dòng)識(shí)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，升級(jí)容易等特性。
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。
車輛實(shí)時(shí)定位管理
對(duì)于立體車庫內(nèi)車輛進(jìn)行數(shù)字化管理；通過自動(dòng)識(shí)別車 牌卡信息，可以對(duì)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(tái)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(shí)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(shí)別 和外設(shè)控制管理。
(2)立體車庫平面結(jié)構(gòu)
圖3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(duì)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(duì)車輛管理與停放位置的查詢定位。
( 3) 車輛管理平臺(tái)組成
后臺(tái)管理平臺(tái)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(chǔ)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(shí)別率高，功能強(qiáng), 可靠性高，可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)。
該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于智能交通、服裝盤存、智能倉(cāng)儲(chǔ)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(shí)別、智能停車場(chǎng)、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
HIK-FR520的主要性能指標(biāo)如表1所列。
表1 HIK-FR520主要性能指標(biāo)
| 射頻系統(tǒng) | 芯片組 | PHY： Impinj R2000，MAC： AT91SAM7S-256 |
| 支持協(xié)議 | EPC C1 Gen2, ISO18000-6C | |
| 協(xié)議 | 密集型讀取管理 | 軟件配置，自動(dòng)事件觸發(fā)及事件 管理 |
| 頻率 | 840~960 MHz （可配） | |
| 調(diào)制方式 | FHSS或定頻(可配) | |
| 射頻 | 發(fā)射功率 | +10?+32.5 dBm （可配） |
| 天線類型 | 4個(gè)TNC連接器的高性能單極化 天線接口 | |
| 天線連接頭 | TNC-F | |
| 尺寸 | 260 mm 210 mm 43 mm | |
| 重量 | 2.5 kg | |
| 基材 | 鋁鈑金 | |
| 基本參數(shù) | 安裝方式 | 壁掛固定式，豎直安裝 |
| 電源輸入 | DC 24 V，2 A | |
| 功耗 | 30 W (典型) | |
| LED指示 | Power， Ant1-4， System | |
| 處理器 | Freescale MPC8308 | |
| 系統(tǒng)架構(gòu) | 內(nèi)存 | 128 MB |
| FLASH | 8 MB+256 MB （選配） | |
| 軟件 | 操作系統(tǒng) | Linux |
| 開發(fā)接口 | XML或二進(jìn)制流，C#/C++ | |
| 以太網(wǎng) | 1 10/100M Base-T （RJ-45） | |
| USB | 1 USB2.0 | |
| 通信接口 | 串口 | 2 RS232，其一用于調(diào)試 |
| GPIO | 4輸入，4輸出(光耦隔離) | |
| 擴(kuò)展 | Wi-Fi | |
| 濕度 | 10?85%,不結(jié)露 | |
| 環(huán)境 | 運(yùn)行溫度 | -20r ?55 °C |
| 存儲(chǔ)溫度 | -45 r ?85C | |
| 防護(hù)等級(jí) | IP53 |
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(shí)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(shí)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(shí)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(cè)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(duì)進(jìn)出車輛自動(dòng)識(shí)別、智能管理的先進(jìn)、可靠、 適用的數(shù)字化平臺(tái)，使公交公司對(duì)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(duì)進(jìn)出停車庫的車輛(裝有車輛電子號(hào) 牌的車輛)的數(shù)據(jù)信息識(shí)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(tái)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(shí)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(chǎng)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(chǎng)管理人 員提供實(shí)時(shí)監(jiān)控并識(shí)別車輛信息的平臺(tái)、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(chǎng)應(yīng)用前景。
20211120_6198bc5211ae9__超高頻R F ID系統(tǒng)在車輛管理中的應(yīng)用
