遠距離RFID智能停車場管理系統(tǒng)

1、背景背景 我們常在停車場親身經(jīng)歷或看到這樣的情景，車主在道閘前停車，搖開車窗玻璃按下讀卡機的按鈕得到一張停車卡片，然后再讀卡區(qū)域晃動幾下后道閘開啟，車主駕車通過道閘。這個再熟悉不過的動作對于臨時出入停車場一次的車主來說只是麻煩一次，而對于每天出入停車場多次的固定車主無疑是好時費力的繁瑣手續(xù)。背景背景 所以，如何在當前停車場硬件建設的基礎上提高資源的使用率和利用率，采用新技術(shù)和手段來解決新問題、對停車場進行智能化管理顯得尤為重要。目前，有很多人對停車場管理的智能化進行了研究。下面將簡單地為大家介紹遠距離射頻識別技術(shù)（RFID）在智能停車場管理系統(tǒng)中的應用。系統(tǒng)功能概述系統(tǒng)功能概述 本系統(tǒng)的遠距離

2、識別系統(tǒng)使用的無源射頻卡，發(fā)放給停車場固定用戶。用戶把月票卡貼在汽車擋風玻璃上，每次車輛到達停車場閘口時，由遠距離讀卡設備判斷是否有授權(quán)，控制道閘自動抬起，因此固定用戶車輛可以不必停頓、長驅(qū)直入。這極大地提高了車輛的通行效率，減少了污染；同時免除了刮風下雨等惡劣天氣造成的種種不便。臨時用戶還是采用老的管理方式，進出停車場時駕駛?cè)藛T搖開玻璃窗，伸手取卡進入車場。系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)RFIDRFID技術(shù)技術(shù) RFID是Radio Frequency Identification的縮寫，即射頻識別技術(shù)，是自動識別技術(shù)中的一種，通過無線射頻方式進行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對目標加以識別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。

3、RFID系統(tǒng)屬于一種非接觸式的IC卡，它與接觸式lC卡有著密切的關(guān)系。數(shù)據(jù)存儲在應答器芯片中，然而應答器的能量供應及應答器與閱讀器之間的數(shù)據(jù)交換不是通過電流的觸點接通而是通過磁場或電磁場，它采用了無線電和雷達技術(shù)。 射頻識別技術(shù)具有很多突出的優(yōu)點：RFID技術(shù)不需要人工干預，不需要直接接觸、不需要光學可視即可完成信息輸入和處理，可工作于各種惡劣環(huán)境，可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便，實現(xiàn)了無源和免接觸操作，應用便利，無機械磨損，壽命長，機具無直接對最終用戶開放的物理接口，能更好地保證機具的安全性；數(shù)據(jù)安全性能高，除標簽的密碼保護外，讀寫器和標簽之間也可互相認證，實現(xiàn)安全通信

4、和存儲；總體成本一直處于下降狀態(tài)，越來越接近接觸式IC卡的成本，為大量應用奠定了基礎。RFIDRFID技術(shù)介紹技術(shù)介紹 該技術(shù)是國際上最先進的自動識別技術(shù)，它具有識別距離遠、識別準確率高、識別速度快、抗干擾能力強、無源卡片使用壽命長、等特點?？梢哉嬲龑崿F(xiàn)停車場的不停車收費管理。大大提高了月卡用戶的出入車場的通行效率。在越來越追求客戶滿意度的今天,解決了這些給停車場帶來收入的80%的固定車主出入停車場的麻煩，將極大提高停車場的服務質(zhì)量和車輛通行效率。RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)的構(gòu)成射頻識別系統(tǒng)由電子標簽、讀寫器、計算機通信網(wǎng)絡三部分組成，如下圖所示RFIDRFID系統(tǒng)的構(gòu)成系統(tǒng)的構(gòu)成l電子標

5、簽：電子標簽存儲著需要被識別物品(物體)的相關(guān)信息，通常被放置在需要別的物品(物體)上，它所存儲的信息通常可被射頻讀寫器通過非接觸方式讀寫獲取。l讀寫器：讀寫器是可以利用射頻技術(shù)讀寫電子標簽信息的設備。讀寫器讀出的標簽信息可以通過計算機以及網(wǎng)絡系統(tǒng)進行管理和信息傳輸。l計算機通信網(wǎng)絡：在射頻識別系統(tǒng)中，計算機通信網(wǎng)絡通常用于對數(shù)據(jù)進行管理，完成通信傳輸功能。讀寫器可以通過標準接口與計算機通信網(wǎng)絡連接，以便實現(xiàn)通信和數(shù)據(jù)傳輸功能。 RFID RFID系統(tǒng)基本工作流程系統(tǒng)基本工作流程l 讀寫器將無線電載波信號經(jīng)過發(fā)射天線向外發(fā)射； l 當電子標簽進入發(fā)射天線的工作區(qū)時，電子標簽被激活，將自身信息的

6、 代碼經(jīng)天線發(fā)射出去；l 系統(tǒng)的接收天線接收電子標簽發(fā)出的載波信號，經(jīng)天線的調(diào)節(jié)器傳輸給 讀寫器。讀寫器對接收到的信號進行解調(diào)解碼，送往后臺的電腦控制器；l 電腦控制器根據(jù)邏輯運算判斷標簽的合法性，針對不同的設定做出相應 的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構(gòu)的動作； l 執(zhí)行機構(gòu)按照電腦的指令動作；l 通過計算機通信網(wǎng)絡將各個監(jiān)控點連接起來，構(gòu)成總控信息平臺，可以根據(jù)不同的軟件來完成要實現(xiàn)的功能。RFIDRFID射頻卡的優(yōu)點射頻卡的優(yōu)點 通過與停車場管理系統(tǒng)經(jīng)歷的各種管理介質(zhì)對比，我們選用射頻卡作為智能停車場管理系統(tǒng)的管理介質(zhì)。因為射頻卡具有以下優(yōu)點： l 可靠性高、使用壽命長、維護成本低。

7、射頻卡與讀卡器之間無機械接觸， 避免了由于接觸讀寫而產(chǎn)生的各種故障。此外，射頻卡表面無裸露的芯片，無須擔心芯片脫落、靜電擊穿、彎曲損壞而使卡片失效等問題，適應各種惡劣環(huán)境。因此，在正常使用的情況下，可以保證IC卡的使用壽命。l 操作方便、快捷。由于非接觸通信，讀寫器在一定的范圍內(nèi)就可以完成 對卡片的操作，避免了灰塵、油污等外部惡劣環(huán)境對射頻卡的影響。射頻卡使用時非常簡單，不需固定方向和位置，沒有方向性，卡片以任意方向掠過讀寫器表面，都可以完成操作，大大提高了每次使用的速度。RFIDRFID射頻卡的優(yōu)點射頻卡的優(yōu)點l 保密性能好、安全可靠。每張卡片在出廠時都寫有不可更改的唯一編號 (全球唯一的序

8、列號，制造廠家在卡片出廠前已將此序列號固化，不可再更改)。 射頻卡與讀卡器之問采用雙向驗證機制，即讀卡器驗證射頻卡的合法性，同時射頻卡也驗證讀卡器的合法性。l 抗干擾性強、防沖突。射頻卡中存在快速防沖突機制，能防止卡片之間 出現(xiàn)數(shù)據(jù)干擾，因此終端可以同時處理多張卡片。l 權(quán)限級別管理?？稍O置權(quán)限級別，增加了整個系統(tǒng)運行的安全性。智能停車場系統(tǒng)要求智能停車場系統(tǒng)要求 對于智能停車場系統(tǒng)來說，要求靈敏度應該較高，使用的適應性較大，安裝不太復雜，同時應該不受晝夜影響可以確保在任何環(huán)境下對車輛進行穩(wěn)定可靠的監(jiān)控，工程應用方便，免維護，成本也不應該很高；射頻識別設備要能實現(xiàn)汽車正常速度通過時，能與電子車

9、卡進行通信；車輛的時間、空間信息、車卡信息及數(shù)據(jù)處理中心下傳指令需在本地保存；系統(tǒng)應定期自檢和故障自檢，及時上傳設備工作狀態(tài)，以供系統(tǒng)運行中心處理；故障排除或供電恢復后，系統(tǒng)自動重啟，確保停車場工作正常、數(shù)據(jù)傳輸完整；軟件結(jié)構(gòu)模塊化；能夠滿足交通控制設備與監(jiān)控設備(如道閘、信號燈、電子稱、視頻抓拍等)的接口需求。系統(tǒng)功能概述系統(tǒng)功能概述 智能停車場管理系統(tǒng)是以管理系統(tǒng)和通道識別系統(tǒng)組成的計算機網(wǎng)絡，網(wǎng)絡通訊協(xié)議采用TCPIP協(xié)議。系統(tǒng)能有效、準確、智能的對進出停車場的系統(tǒng)車輛(裝有電子車牌的車輛)和非系統(tǒng)車輛(未裝有電子車牌的車輛)的數(shù)據(jù)信息識別、采集、記錄并按需駐留、上傳、處理，并在必要時可

10、以通過相應的人工干預進行補充，以避免非正常事件(非系統(tǒng)車進出)的影響，確保門禁系統(tǒng)有高效的車輛智能放行能力。智能停車場系統(tǒng)工作流程智能停車場系統(tǒng)工作流程 射頻識別系統(tǒng)有著其他識別系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)勢，再加上射頻識別系統(tǒng)中數(shù)據(jù)載體的防污、防磨損性能很好，這有利于提高載體的重復使用率，增加其使用壽命，減少使用成本，因此智能停車場管理系統(tǒng)我們采用射頻識別系統(tǒng)。下圖為智能停車場管理系統(tǒng)示意圖。 智能停車場系統(tǒng)工作流程智能停車場系統(tǒng)工作流程 停車場管理系統(tǒng)運行過程是以顧客停車取車的過程為基礎的，停車場的工作流程也始終以用戶車輛進出停車場的流程為中心。停車場用戶一般分為臨時用戶和固定用戶兩大類。當車輛駛?cè)氤?/p>

11、停車場天線通信區(qū)時，天線以微波通訊的方式與車載射頻卡進行雙向數(shù)據(jù)交換，從射頻卡上讀取車輛的相關(guān)信息，自動識別射頻卡并判斷車卡是否有效和合法性，車道控制電腦顯示與該射頻卡一一對應的車牌號碼及駕駛員等資料信息；車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關(guān)信息存入數(shù)據(jù)庫中，車道控制電腦根據(jù)獨到的數(shù)據(jù)進行判斷來做出放行或禁止的決策。 智能停車場系統(tǒng)工作流程智能停車場系統(tǒng)工作流程u臨時用戶 臨時用戶是指臨時使用停車場停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有臨時性，隨機性，使用頻次低的特征。臨時用戶潛在數(shù)量龐大且身份不確定。u固定用戶 固定用戶是指長期固定使用停車場停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有長

12、期性、規(guī)律性、使用頻次高的特征。固定用戶一般是停車場附近單位的工作人員或生活區(qū)的住戶，數(shù)量在一定時間內(nèi)是確定的。針對停車場用戶一般分為臨時用戶和固定用戶的實際情況，系統(tǒng)出入場流程也分為臨時用戶和固定用戶的兩種情況。系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)系統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)車輛入場工作流程車輛入場工作流程車輛入場工作流程 車輛入場工作流程車輛入場工作流程l 臨時車輛入場工作流程 臨時車輛進入停車場時，設在車道下的車輛感應線圈檢測到車輛的到來。 將有車信號傳送給入口控制器，入口控制器獲取車輛到來的信號后，向相關(guān)設 備發(fā)出指令，啟動攝像系統(tǒng)和車輛識別系統(tǒng)。經(jīng)計算機對圖像進行處理后，記錄車輛的牌照信息、顏色信息、車型信息等。語音提示設

13、備提示用戶按動取卡 按鈕，入口控制器檢測到取卡信號后，通過串口給發(fā)卡機發(fā)送發(fā)卡命令。發(fā)卡機接到命令后，發(fā)出一張臨時用戶卡，剛才系統(tǒng)所獲取的信息即與此卡的ID號對應起來。車輛入場工作流程車輛入場工作流程同時語音提示器提示用戶取走臨時卡。如果用戶在規(guī)定時間內(nèi)不取 卡，發(fā)卡機將自動吞回用戶卡，入口控制器取消此次入場操作。用戶取走卡后， 發(fā)卡機發(fā)出用戶已取走卡的信號給入口控制器，入口控制器抬起欄桿，用戶駕 車駛?cè)胪＼噲?。入口電動欄桿檢測到配套車輛檢測器信號出現(xiàn)“有車一無車 變化后，才自動將欄桿放下，以杜絕砸車事件的發(fā)生。入口控制器接收到入口 欄桿出現(xiàn)“抬桿落桿”的動作后，確認本次入場過程已經(jīng)完成。 車

14、輛入場工作流程車輛入場工作流程 車輛入場工作流程如上圖所示。當持長期卡的用戶車輛進入入口讀卡器的感應范圍時，讀卡器即與射頻卡之間建立起信息交換系統(tǒng)，射頻卡向讀卡器發(fā)送卡信息，讀卡器判斷射頻卡的合法性和時間有效性，如有效則獲取射頻卡的ID號，并將其送至數(shù)據(jù)處理中心。同時，攝像系統(tǒng)和車輛識別系統(tǒng)將啟動。攝入車輛圖像，經(jīng)車輛識別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車型信息等；數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)讀卡器上傳的ID號，查詢數(shù)據(jù)庫中與此ID號相關(guān)的車輛信息，并與剛才實時獲取的信息進行比對，若不符合則拒絕放行，同時給出告警信息和出錯提示信息。l 長期卡車輛入場工作流程 車輛入場工作流程車輛入場工作流程l 長期卡

15、車輛入場工作流程 另外，數(shù)據(jù)處理中心還會檢查此固定卡是否過期。若符合條件，則給入口控制器一個有效信號，抬起欄桿，用戶駕車駛?cè)胪＼噲?。入口電動欄桿檢測到配套車輛檢測器信號出現(xiàn)“有車一無車”變化后，將欄桿放下。入口控制器接收到入口欄桿出現(xiàn)“抬桿一落桿”的動作后，確認本次入場過程已經(jīng)完成。由于長期卡與讀卡器的信息交換距離在從幾米到數(shù)十米，并且都是在空間里完成的，時間花銷短，所以當車輛到達入口時，電動欄桿已經(jīng)抬起，這樣便實現(xiàn)了固定用戶的不停車操作。車輛出場工作流程車輛出場工作流程車輛出場工作流程圖如下圖所示：車輛出場工作流程車輛出場工作流程l 臨時車輛出場工作流程 用戶駕駛車輛進入停車場離場通道，停在

16、出口處，車輛檢測器檢測到有車后，向出口控制器發(fā)出有車信號。攝像系統(tǒng)和車輛識別系統(tǒng)啟動，攝入車輛圖像，經(jīng)車輛識別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車型信息等；用戶將入場時取得的用戶卡交給管理人員，管理人員通過出口讀卡機讀取用戶卡ID信息，并將用戶卡收回循環(huán)使用。數(shù)據(jù)中心通過檢索數(shù)據(jù)庫中對應lD號，獲得該用戶卡的類型(臨時卡)、入場時間，并查詢數(shù)據(jù)庫中與此ID號相關(guān)的車輛信息，與剛才實時獲取的信息進行比對，若不符合則拒絕放行，并給出告警信息和出錯提示信息。車輛出場工作流程車輛出場工作流程l 臨時車輛出場工作流程 若符合，數(shù)據(jù)中心根據(jù)車輛在場內(nèi)停留時間和計費費率，計算出用戶應繳費額，同時顯示在金額

17、顯示器屏幕上，語音提示設備提示用戶應繳納的金額，用戶交納相應費用后，管理人員將通過出場控制器打開出口電動欄桿，用戶駕車駛出停車場。出口電動欄桿檢測到配套車輛檢測器信號出現(xiàn)“有車一 無車”變化后，自動將欄桿放下。計算機接收到出口欄桿出現(xiàn)“抬桿一落桿”動作后，確認本次出場過程已經(jīng)完成，將先前獲得的用戶卡號、入場時間、出場時間保存到相應數(shù)據(jù)庫中備查，完成一次出場過程。 車輛出場工作流程車輛出場工作流程l 長期卡車輛入場工作流程 持長期卡用戶的車輛到達停車場出口時，讀卡器獲取該卡的信息，將信息上送到數(shù)據(jù)處理中心，啟動車輛圖像識別系統(tǒng)，判斷用戶卡的有效性和密碼，并將數(shù)據(jù)中心查詢到的信息與此ID號相關(guān)的車

18、輛信息與車輛識別系統(tǒng)獲取的信息進行比對，如果符合，則給出口控制器一個有效信號，由出口控制器控制抬起出口電動欄桿，用戶駕車離開停車場，完成一次出場過程。智能停車場管理系統(tǒng)主要設備智能停車場管理系統(tǒng)主要設備l 入口控制設備：包括入口自動吐卡機、入口讀卡器、車輛檢測器、電動 欄桿等。l 用戶收費終端設備：包括計算機、視頻捕捉卡、票據(jù)打印機等。l 數(shù)據(jù)處理中心設備：包括數(shù)據(jù)服務器、中心讀寫卡機、通信設備等。l 停車場監(jiān)控設備：包括監(jiān)控攝像頭、視頻卡、顯示器、報警裝置設備等。l 出口控制設備：包括出口讀卡機、車輛檢測器、電動欄桿、出口語音提示設備、停車費用顯示設備等。 l 其他設備：包括照明設備、通風設備等等。智能停車場系統(tǒng)性能特點智能停車場系統(tǒng)性能特點l 采用了射頻識別技術(shù)和計算機控制，自動化程度高，控制準確。 l 采用遠距離智能識別標簽技術(shù)，防偽性能良好。停車的車輛擁有一個具 有唯一序列號的標簽卡，該序列號不能更改。多重加密技術(shù)，唯一識別，無法偽造仿制。而且只有該系統(tǒng)發(fā)行認可。 l 非接觸式智能標簽卡使用時無機械接觸動作，遠距離感應通訊