智慧社區(qū)之“RFID 手機”車輛身份識別系統(tǒng)①

1、智慧社區(qū)之“RFID+手機”車輛身份識別系統(tǒng)摘 要：“RFID+手機”車輛身份識別系統(tǒng)是“智慧社 區(qū)”傳感安防公共服務(wù)平臺系統(tǒng)中一個重要組成部分，建立 車輛身份識別系統(tǒng)管理子系統(tǒng)，采用RFID與圖像識別技術(shù) 的社區(qū)車輛身份識別，采用基于智能手機的無線數(shù)據(jù)通信技 術(shù)實現(xiàn)手機號碼及ID識別，用以鑒別駕駛車輛人員身份。 從而實現(xiàn)對車輛進(jìn)行車身及車主雙重識別，對車輛和駕車人 員的識別真正做到了對應(yīng)以及車輛與駕車人員的對應(yīng)，使社區(qū)安保車輛識別更加完善；使社區(qū)居民享受現(xiàn)代科技成 果，體驗生活品質(zhì)的提高，彰顯社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)對居民生活、 健康、安全的全方位呵護(hù)。關(guān)鍵詞：智慧社區(qū)智能安防智能家居RFID射頻識別

2、中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0008-03智能車輛安防管理是智能安防的一個重要組成部分，時 代的發(fā)展人們居住環(huán)境已由過去分散型居住，逐漸演變?yōu)楝F(xiàn) 在更為集中的小區(qū)式居住。聚集式的居住方式，也給防火、 防盜等安全問題帶來了一定的隱患。物業(yè)管理在現(xiàn)在的生產(chǎn) 生活中發(fā)揮著重要的作用。機動車輛和非機動車輛的安防管 理對社區(qū)或小區(qū)內(nèi)工作、生活人員至關(guān)重要，其自動化水平 直接決定了智能安防的水平?，F(xiàn)在的小區(qū)大部分已經(jīng)規(guī)劃了 停車場收費管理系統(tǒng)，對機動車的安全防范有一定的保障， 但主要還是依靠物業(yè)管理人員的看管和肉眼識別，特別是在 非機動車和電動車

3、的管理上還是依賴人工看管。由于現(xiàn)在小 區(qū)的住戶多，車輛進(jìn)出頻繁給物管人員增加了很多工作壓力 也不能完全杜絕車輛被盜事件，使業(yè)主和物業(yè)之間矛盾加 劇。因此結(jié)合車輛檢測設(shè)備和控制設(shè)備，完成對車輛信息的 識別，以及相關(guān)人員的信息管理、使用記錄、事故等信息統(tǒng) 一管理，進(jìn)一步提高車輛管理、使用效率和安全保障，做到 車輛狀態(tài)有案可查、有據(jù)可依，實現(xiàn)車輛的科學(xué)化、自動化 管理的車輛管理系統(tǒng)便應(yīng)運而生了。針對車輛信息的識別我 們采用最新的射頻識別（RFID）技術(shù)，它是從20世紀(jì)80年 代走向成熟的一項自動識別技術(shù)，近年來發(fā)展十分迅速。射 頻識別（RFID）系統(tǒng)應(yīng)用的范圍廣闊，可被廣泛應(yīng)用于工業(yè) 制造、商業(yè)供應(yīng)

4、鏈管理、公共交通管理、商品防偽、身份識 別以及安全和軍事等眾多領(lǐng)域。射頻識別（RFID）技術(shù)可以 用來識別和跟蹤幾乎所有物理對象，并由此可以構(gòu)建一個容 納和連接世界上所有物品的廣泛的智能網(wǎng)絡(luò)。RFID射頻識 別系統(tǒng)由讀寫器、微波天線、電子標(biāo)簽三部分組成，以天線 進(jìn)行無線電波的傳播。電子標(biāo)簽通常是存有數(shù)據(jù)的小型電子 標(biāo)簽，它具有智能讀寫及加密通信的能力。其主要優(yōu)點是環(huán) 境適應(yīng)性強、不受風(fēng)雪、冰雹、灰塵等的影響，可全天候、 無接觸地完成自動識別、跟蹤與管理，且可穿透非金屬物體 進(jìn)行識別，抗干擾能力強。因此，RFID技術(shù)成為我們項目 開發(fā)的首選車輛信息識別技術(shù)。該系統(tǒng)結(jié)合RFID技術(shù)，在此設(shè)計供一套

5、完善的機動車 輛和非機動車輛的社區(qū)管理系統(tǒng)，車輛使用電子標(biāo)簽由全向 遠(yuǎn)距離讀卡器進(jìn)行車輛身份識別，同時結(jié)合車輛視頻識別技 術(shù)對車型和車牌識別，增加車輛識別的可靠性，減少誤動作 和利用系統(tǒng)RFID標(biāo)簽識別技術(shù)進(jìn)行智能盜竊，同時開發(fā)設(shè) 計手機號碼及手機ID識別軟件，通過藍(lán)牙技術(shù)或WIFI技術(shù)， 在手機端開發(fā)智能軟件，和在物業(yè)管理系統(tǒng)門禁管理系統(tǒng)中 安裝基于藍(lán)牙技術(shù)或WIFI技術(shù)傳輸?shù)氖謾C身份識別單元， 當(dāng)車輛進(jìn)出門是，門禁系統(tǒng)首先識別車輛身份，通過RFID 標(biāo)簽識別和視頻影像識別確認(rèn)車輛身份。若不是該社區(qū)車輛 禁止自行進(jìn)出，必須由工作人員授權(quán)，發(fā)放臨時RFID標(biāo)簽 和采集車輛影像信息后方可進(jìn)入，收

6、回臨時RFID標(biāo)簽方可 使出。如若是該社區(qū)或小區(qū)車輛，啟動駕駛?cè)藛T身份識別， 為了方便用戶進(jìn)出采用手機號碼及手機ID識別，不在單獨 發(fā)放RFID標(biāo)簽，減輕用戶使用負(fù)擔(dān)。系統(tǒng)只有同時識別到 車輛身份和駕駛員身份與車輛在物業(yè)管理中心注冊的信息 一致時方可自動出門，否則要物業(yè)管理人員人為授權(quán)，增加 系統(tǒng)對車輛管理的安全性和方便性。該系統(tǒng)以傳感安防為手段，進(jìn)行車輛防盜方面探索平臺 的建立方法，研制相應(yīng)的管理平臺，服務(wù)于科技社區(qū)、智慧 社區(qū)、和諧社區(qū)的建設(shè)。1該系統(tǒng)適用對象該系統(tǒng)適用于任何需要進(jìn)行車輛進(jìn)出管理的單位、部 門、社區(qū)、小區(qū)或大廈。進(jìn)行進(jìn)出機動車輛限制、授權(quán)和管 理，同時實現(xiàn)非機動車輛的進(jìn)出管

7、理。對于單位和部門或大 廈等辦公或公共場所，可以實現(xiàn)車輛身份和人員身份管理， 提高場所的安保等級，降低安全隱患，同時可以實現(xiàn)職員訪 客或消費者的車輛財產(chǎn)安全管理，避免其承受車輛失竊損 失。系統(tǒng)的最終客戶是智慧城市的智慧社區(qū)的居民或單位， 實現(xiàn)在社區(qū)全部實現(xiàn)安防智能化，是智慧社區(qū)居民享受智慧 城市的高科技成果。目前國內(nèi)很多社區(qū)或小區(qū)實現(xiàn)了“智慧社區(qū)”管理，但 功能還不完善，離“智慧”還有一定差距。多數(shù)只是實現(xiàn)智 慧物業(yè)管理，針對智慧化社區(qū)的特點，集成物業(yè)管理的相關(guān) 系統(tǒng)，例如：停車場管理、閉路監(jiān)控管理、門禁系統(tǒng)、智能 消費、電梯管理、保安巡邏、遠(yuǎn)程抄表，自動噴淋等相關(guān)社 區(qū)物業(yè)的智能化管理，實現(xiàn)

8、社區(qū)各獨立應(yīng)用子系統(tǒng)的融合， 進(jìn)行集中運營管理。但未涉及到車輛智能防盜，特別是非機 動車輛的智能防盜技術(shù)，該系統(tǒng)研究的項目內(nèi)容具有良好的 應(yīng)用前景。在國內(nèi)外均未見使用RFID識別技術(shù)+手機ID識 別技術(shù)實現(xiàn)車輛身份識別和駕駛車輛人員識別的報道或應(yīng) 用，該系統(tǒng)是一個全新的研究課題，具有腎炎的研究價值和 應(yīng)用價值，其相應(yīng)成果具有技術(shù)先進(jìn)性，應(yīng)用適用性和推廣 前景關(guān)闊性，其具有很強的抗競爭性。2該系統(tǒng)重點解決的問題“智慧社區(qū)”傳感安防公共服務(wù)平臺系統(tǒng)中，建立車輛 身份識別系統(tǒng)管理子系統(tǒng)，采用RFID與圖像識別技術(shù)的社 區(qū)車輛身份識別（非機動車只使用RFID識別技術(shù)），采用基 于智能手機的無線數(shù)據(jù)通信

9、技術(shù)實現(xiàn)手機號碼及ID識別， 用以鑒別駕駛車輛人員身份。從而實現(xiàn)對車輛進(jìn)行車身及車 主雙重識別，對車輛和駕車人員的識別真正做到了對應(yīng)以及車輛與駕車人員的對應(yīng)，社區(qū)安保車輛識別更加完善。 系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，系統(tǒng)將圖像識別技術(shù)與合RFID技術(shù) 相結(jié)合，能可靠識別車輛；使用智能手機開發(fā)識別支持軟件， 結(jié)合車輛安保支持服務(wù)系統(tǒng)的手機識別軟件可以實現(xiàn)車輛 駕駛者身份識別。安保系統(tǒng)根據(jù)識別結(jié)果控制如圖2所示雙向道閘進(jìn)行通 行控制。車輛進(jìn)入時，如果車輛身份識別通過，系統(tǒng)可以自 動控制道閘打開允許車輛進(jìn)入；不通過需要人工登記發(fā)放臨 時標(biāo)簽和登記車牌及人員信息，之后方可人工打開入口道閘 允許車輛進(jìn)入。車輛使出

10、小區(qū)時，車輛身份識別未通過，需 人工核實車輛信息和系統(tǒng)運行情況，人工處理，若車輛身份 識別通過還需同時識別到與車輛對應(yīng)的合法駕駛者的手機 信息，即識別到合法的駕駛者信息時，系統(tǒng)可以自動控制道 閘打開允許車輛使出，否則需要人工核實車輛駕駛者，手動 開關(guān)道閘進(jìn)行車輛使出來控制。同時系統(tǒng)對車輛進(jìn)出的信息 識別結(jié)果和管理人員管理控制信息進(jìn)行存儲，方便用戶和相 關(guān)部門時候調(diào)閱查詢。具體需要解決的關(guān)鍵技術(shù)如下。（1）防沖突讀卡。RFID識別技術(shù)中要防止沖突發(fā)生，采用防沖突算法，算法實現(xiàn)是根據(jù)ISO/IEC 18000-6C防沖突算法，針對讀寫器 特定的應(yīng)用要求，完成防沖突讀卡號。首先讀寫器發(fā)送選擇 指令，

11、場區(qū)內(nèi)符合條件的標(biāo)簽返回就緒狀態(tài)接著發(fā)送查詢指 令開啟新盤存周期，符合條件的標(biāo)簽進(jìn)入仲裁狀態(tài)經(jīng)過多次 查詢系列指令后，計數(shù)器槽變?yōu)?的標(biāo)簽進(jìn)入應(yīng)答狀態(tài)并返 回16bit密鑰，讀寫器解碼正確后，用其特有16bit密鑰對其 進(jìn)行讀寫操作，其他標(biāo)簽返回就緒狀態(tài)，不再進(jìn)行防沖突過 程，繼續(xù)讀卡；讀卡完成后，已讀取標(biāo)簽退出盤存周期，對 剩下的標(biāo)簽進(jìn)行防沖突讀卡；如果連續(xù)5次沒有回波相應(yīng)， 則認(rèn)為場區(qū)無卡，結(jié)束防沖突讀卡。（2）數(shù)字加密技術(shù)。加密技術(shù)是電子信息交換的安全使用。加密技術(shù)分為兩 類，即對稱加密和非對稱加密。對稱加密又稱私鑰加密，即 信息的發(fā)送方和接收方用同一個密鑰去加密和解密數(shù)據(jù)。它 的最大優(yōu)

12、勢是加/解密速度快，適合于對大數(shù)據(jù)量進(jìn)行加密， 但密鑰管理困難。如果進(jìn)行通信的雙方能夠確保專用密鑰在 密鑰交換階段未曾泄露，那么機密性和報文完整性就可以通 過這種加密方法加密機密信息、隨報文一起發(fā)送報文摘要或 報文散列值來實現(xiàn)。非對稱加密又稱公鑰加密，使用一對密 鑰來分別完成加密和解密操作，其中一個公開發(fā)布（即公 鑰），另一個由用戶自己秘密保存（即私鑰）。信息交換的過 程是：甲方生成一對密鑰并將其中的一把作為公鑰向其他交 易方公開，得到該公鑰的乙方使用該密鑰對信息進(jìn)行加密后 再發(fā)送給甲方，甲方再用自己保存的私鑰對加密信息進(jìn)行解 密。（3）智能手機電話號碼及手機ID識別。設(shè)計手機WIFI或藍(lán)牙數(shù)

13、據(jù)通信軟件，手機通信軟件后 臺運行，自動識別社區(qū)或小區(qū)WIFI連接，并與社區(qū)或小區(qū) 車輛管理數(shù)據(jù)中心建立數(shù)據(jù)通信連接。當(dāng)車輛管理中心通過 RFID讀卡器讀取車載RFID標(biāo)簽ID值后，通過WIFI讀取 已連接手機的ID信息，如手機串號、SIM卡串號、WIFI的 MAC地址或Ethernet MAC地址的等，將RFID標(biāo)簽和視覺 識別到的車牌等圖像信息進(jìn)行比對識別車輛身份，查詢相應(yīng) 車輛注冊的手機ID信息，確認(rèn)手機ID信息是否相符。只有 當(dāng)車輛信息識別到并確認(rèn)為該社區(qū)或小區(qū)授權(quán)車輛，方可自 動開啟道閘放行進(jìn)入，否則必須人為授權(quán)登記之后才能人為 開啟道閘放行進(jìn)入。只有當(dāng)車輛信息識別正確并且手機識別

14、為該車輛注冊的合法駕駛?cè)藛T方可自動開啟道閘放行駛出 小區(qū)，否則必須人為授權(quán)和開啟道閘放行。（4）小區(qū)“車輛身份識別管理系統(tǒng)氣在社區(qū)車輛管理中心設(shè)計完善的“車輛身份識別管理系 統(tǒng)”，系統(tǒng)能夠?qū)囕v信息進(jìn)行注冊，包括車牌、車型和車 載RFID信息等，行能夠?qū)囕v的相應(yīng)合法駕駛?cè)藛T進(jìn)行注 冊，只要包括人員的身份信息和手機ID信息，用以車輛身 份識別管理。系統(tǒng)可以連接高頻遠(yuǎn)距離RFID讀卡器讀取車 載RFID信息；連接攝像頭采集車輛影像和車牌號碼，進(jìn)行 車輛身份識別；連接WIFI讀取識別區(qū)域內(nèi)的手機ID信息， 以確定車輛的駕駛者是否與車輛注冊的合法駕駛者相符；可 以同步記錄系統(tǒng)運行的過程數(shù)據(jù)，包括物業(yè)

15、管理人員的操作 過程和系統(tǒng)的自動識別與操作過程；系統(tǒng)同時支持信息查 詢，用以事后信息統(tǒng)一與事故鑒定。3該項采用的技術(shù)路線第一步：設(shè)計硬件系統(tǒng)如圖3，系統(tǒng)由RFID數(shù)據(jù)讀寫 單元+視頻采集單元+手機數(shù)據(jù)通信單元+道閘控制單元+車 輛身份識別處理計算機系統(tǒng)構(gòu)成。車輛身份識別處理計算機 系統(tǒng)使用服務(wù)計算機通過無線通信網(wǎng)絡(luò)（如Zigbee、藍(lán)牙、WIFI等）或有線通信網(wǎng)絡(luò)與RFID數(shù)據(jù)讀寫單元和道閘控制 單元以及視覺采集單元和用戶手機進(jìn)行通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采 集、處理分析、存儲以及控制報警信號輸出。第二步：設(shè)計系統(tǒng)支持軟件，系統(tǒng)支持軟件分三個層次， 分感知層，信息傳遞層即網(wǎng)絡(luò)通信層和應(yīng)用層。第1層即感知部

16、分設(shè)計，就是把各種物體的信息能夠感 知出來。設(shè)計讀卡器程序，讀取車載RFID卡信息，設(shè)計視 頻采集程序?qū)崿F(xiàn)含有車輛外觀及車牌信息的影像獲??；設(shè)計 智能手機ID讀取軟件，該手機軟件在與車輛識別中心建立 連接后根據(jù)識別請求發(fā)送手機相應(yīng)ID信息。第2層是信息傳遞部分設(shè)計，承擔(dān)信息的傳輸，在RFID 讀卡器、視頻采集器和智能手機ID讀取軟件中設(shè)計與車輛 識別中心的數(shù)據(jù)通信程序，實現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳；設(shè)計道閘控制器 的控制信號傳輸程序，實現(xiàn)道閘開啟與關(guān)閉控制。第3層是應(yīng)用層設(shè)計，上層應(yīng)用通過網(wǎng)絡(luò)獲取感知部分 采集到的物體信息，完成信息的分析處理和決策。實現(xiàn)通過 視頻圖像進(jìn)行車牌識別和車型識別，將RFID信息、車

17、牌信 息、車型信息、手機ID信息和管理信息進(jìn)行信息綜合與比 對、決策，產(chǎn)生車輛身份識別結(jié)果控制輸出和報警控制。同 時建立完善的信息管理系統(tǒng)。如圖4所示。在應(yīng)用系統(tǒng)中，同時引入中間件系統(tǒng)來處理物體信息的 通信，以電子編碼為信息源在本地的對象名解析ONS服務(wù) 器上獲取信息的服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)地址，查詢到信息進(jìn)行相應(yīng)的計 算處理后經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)用終端。根據(jù)上面的電路結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計水的三層架構(gòu)，應(yīng)用系 統(tǒng)的設(shè)計包括前端數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、后 端數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，每個系統(tǒng)的功能都是明確的，系統(tǒng)間相互 銜接和支撐，更有利于系統(tǒng)應(yīng)用的部署和實施。4結(jié)語“RFID+手機”車輛身份識別系統(tǒng)，以傳感安防為手段， 進(jìn)行車輛防盜方面探索平臺的建立，研制相應(yīng)的管理平臺， 服務(wù)于科技社區(qū)、智慧社區(qū)、和諧社區(qū)的建設(shè)。面向城市的 各個社區(qū)或小區(qū)，使社區(qū)居民享受現(xiàn)代科技成果，體驗生活 品質(zhì)的提高，彰顯社區(qū)服務(wù)系統(tǒng)對居民生活、健康、安全的 全方位呵護(hù)。該系統(tǒng)的研究方向在國內(nèi)尚屬于新課題，系統(tǒng) 軟件的開發(fā)立足高起點，具有較高的技術(shù)含量，該系統(tǒng)可促 進(jìn)信息化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為智慧城市及智慧社區(qū)提供技術(shù)支持， 為社會平安出力。系統(tǒng)在當(dāng)前社會管理的新形式下，創(chuàng)新生活方式，創(chuàng)新 社會管理，具有較好的產(chǎn)業(yè)化前景和社會價值。參考文獻(xiàn)徐慧.安全防范產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及其技術(shù)應(yīng)用J.安防 科技，2008（10）.趙文婧，王剛.基于RFI