基于RFID自動停車收費系統(tǒng)課程設(shè)計報告

1、-. z.課程設(shè)計報告書設(shè)計名稱：自動停車收費系統(tǒng)課程名稱：射頻識別技術(shù)與應(yīng)用課程設(shè)計-. z.摘要射頻識別技術(shù)RFID是從20世紀(jì)80年代起走向成熟的一種自動識別方式。它具有很多突出的優(yōu)點：RFID技術(shù)不需要人工干預(yù)，不需要直接接觸、不需要光學(xué)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(biāo)簽，操作快捷方便，實現(xiàn)了無源和免接觸操作，應(yīng)用便利，無機(jī)械磨損，壽命長，機(jī)具無直接對最終用戶開放的物理接口，能更好地保證機(jī)具的平安性；數(shù)據(jù)平安性能高，除標(biāo)簽的密碼保護(hù)外，讀寫器和標(biāo)簽之間也可互相認(rèn)證，實現(xiàn)平安通信和存儲等?；谏漕l識別技術(shù)RFID的智能收費系統(tǒng)，由自動

2、車輛識別技術(shù)和實時監(jiān)控系統(tǒng)組成。通過 RFID 技術(shù)獲取車輛牌照號、車型、所屬用戶和銀行專用賬戶等數(shù)據(jù)，并由實時監(jiān)控系統(tǒng)通過攝像機(jī)獲取車輛圖像。數(shù)字化處理后核對實際牌照號與車載信息卡的牌照號是否相符。相符即為合法車輛，其通行費經(jīng)計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，從用戶開戶行的專用賬戶中自動交納，從而實現(xiàn)不停車自動收費。反之則通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)對違章車輛進(jìn)展懲辦。關(guān)鍵詞：射頻識別；電子收費系統(tǒng)；自動識別技術(shù)；自動車輛識別-. z.目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc14751 1.開發(fā)背景 PAGEREF _Toc14751 3 HYPERLINK l _Toc17859 2.系統(tǒng)分析 P

3、AGEREF _Toc17859 3 HYPERLINK l _Toc24047 2.1可行性分析 PAGEREF _Toc24047 3 HYPERLINK l _Toc27022 2.2系統(tǒng)特點與原理 PAGEREF _Toc27022 3 HYPERLINK l _Toc27771 3.系統(tǒng)設(shè)計 PAGEREF _Toc27771 3 HYPERLINK l _Toc19405 3.1 QT平臺的介紹 PAGEREF _Toc19405 3 HYPERLINK l _Toc10555 3.2 系統(tǒng)功能構(gòu)造 PAGEREF _Toc10555 3 HYPERLINK l _Toc17332

4、 3.2功能 PAGEREF _Toc17332 3 HYPERLINK l _Toc11569 4.系統(tǒng)測試 PAGEREF _Toc11569 3 HYPERLINK l _Toc4720 5.開發(fā)環(huán)境 PAGEREF _Toc4720 3 HYPERLINK l _Toc22590 6.總結(jié) PAGEREF _Toc22590 3 HYPERLINK l _Toc22050 7.參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc22050 3-. z.1.開發(fā)背景隨著經(jīng)濟(jì)的開展，人們的生活水平也越來越高，汽車正逐漸走進(jìn)尋常百姓家。交通工具方便了人們的生活，但車輛的日益增加，在*種程度上也給生活帶來了諸多

5、的不便，造成了一些負(fù)面的社會影響，如汽車尾氣對環(huán)境的污染、車輛的存放平安、停車?yán)щy等。尤其像繁華地帶的商業(yè)購物區(qū)、大型醫(yī)院、商務(wù)辦公寫字樓等場所，停車場面積大，車位多，但往往在停車上存在種種不理想的現(xiàn)狀：停車等待、刷卡不被識別，人工收費速度慢等。停車設(shè)施建立嚴(yán)重落后, 也直接導(dǎo)致交通堵塞、擦車追尾等交通事故, 不同程度阻礙了城市經(jīng)濟(jì)的開展。無論是興旺國家還是開展中國家, 都毫無例外地承受著停車場容量與汽車擁有量嚴(yán)重不對稱的現(xiàn)實, 致使有車無處停, 以及停車場設(shè)備科技含量低的困擾。使得停車場自動收費系統(tǒng)設(shè)計的好與壞，不僅會影響到企業(yè)或公司的形象，長遠(yuǎn)來講也會影響到企業(yè)、公司的社會效益與經(jīng)濟(jì)效益。

6、設(shè)計目的對于大型停車場而言，打造智能停車收費系統(tǒng)就顯得尤為必要。方便人們出行和管理層對車主的管理。有效地提高停車場的管理效率。同時，進(jìn)一步穩(wěn)固射頻識別的根本概念、理論、分析方法和實現(xiàn)方法，增強(qiáng)應(yīng)用QT、Ubuntu軟件設(shè)計實現(xiàn)射頻識別應(yīng)用系統(tǒng)的能力。使用所學(xué)的容解決實際工程問題，提高工程實踐能力、就業(yè)能力。2.系統(tǒng)分析2.1可行性分析近幾年，我國停車場自動停車收費技術(shù)已逐漸走向成熟，停車場管理系統(tǒng)向大型化、復(fù)雜化和高科技化方向開展，并作為樓宇自控系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)實現(xiàn)與計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)，使管理人員在遠(yuǎn)距離就能方便地實現(xiàn)智能化監(jiān)控與管理，從而在很大程度上減輕了停車問題帶來的壓力。國的停車場收費管理系

7、統(tǒng)通常采用以下幾種收費方式: 1采用攝像計費的方式: 在停車場門口一定位置放置一臺攝像機(jī), 利用攝像機(jī)采集下汽車車牌, 傳送單片機(jī)或電腦處理。再由單片機(jī)計時和收取費用,并控制大門開啟。該方案中所涉及信息量大, 要求必須具有較大的存儲容量,硬件、軟件設(shè)計復(fù)雜, 花費本錢高。2采用刷卡計費的方式: 車主必須到指定地點辦理IC卡,通過刷卡進(jìn)出停車場, 并采用IC卡繳停車費用納費。但該方式更適合于有長期固定停放車位的停車場。3采用非接觸IC卡自動計時的收費方式：硬件組成上簡單清晰，直接由上位機(jī)控制，軟件設(shè)計較為復(fù)雜本系統(tǒng)采用刷卡計費方式。(1)使用13.56M標(biāo)簽實現(xiàn)；(2)系統(tǒng)自動記錄牌號、車輛型號

8、及進(jìn)場時間；(3)出場時自動計算停車費用，并在卡中扣除相應(yīng)金額；(4)余額缺乏則系統(tǒng)報警盡管我國許多站點已采用微機(jī)管理，但仍然是人工收費，效率低。因此電子收費ETC：Electronic Toll Collection系統(tǒng)必將成為未來收費的主要方式。近年來，一種非接觸式自動識別技術(shù)，即射頻識別技術(shù) RFIDRadio Frequency Identification，的實用化使非接觸式自動識別成為可能射頻識別技術(shù)以射頻信號自動識別目標(biāo)為對象，無需可見光源，具有穿透性，可透過外部材料直接讀取遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)，無需與目標(biāo)接觸。此優(yōu)點可應(yīng)用在智能交通領(lǐng)域ITS，不停車收費系統(tǒng)就是在此根底上建立。對于自動收

9、費系統(tǒng)，必須保障較高的通行速度和較低的交易錯誤率，及較長的通訊距離。5.8GH系統(tǒng)DSRC專用短程通信協(xié)議可保證其至少有 10m 的雙向通訊距離。2.2系統(tǒng)特點與原理2.2.1 RFID 的特點RFID 是自動識別技術(shù) AEI 在無線電技術(shù)方而的具體應(yīng)用與開展，其根本原理是利用射頻方式進(jìn)展非接觸雙向通信，以到達(dá)識別的目的，并交換數(shù)據(jù)。與同期或早期的接觸式識別技術(shù)不同，RFID 的突出特點是可非接觸識讀，可識別距離達(dá)幾十米的多個高速運動物體。RFID 系統(tǒng)中，通過對 RFID 卡進(jìn)展讀寫操作，實現(xiàn)對各類物體或設(shè)備在不同狀態(tài)移動、靜止或惡劣環(huán)境下的自動識別和管理。2.2.2 RFID的系統(tǒng)構(gòu)造射頻

10、識別系統(tǒng)包括射頻卡、讀寫器。射頻卡和讀寫器間互相不接觸并利用感應(yīng)、無線電波或微波進(jìn)展數(shù)據(jù)通信，到達(dá)識別的目的。 RFID 系統(tǒng)的工作頻率。閱讀器發(fā)送時所使用的頻率稱為該系統(tǒng)的工作頻率。低頻系統(tǒng)典型工作頻率有 125kHz、225kHz、13.56MHz 等，高頻系統(tǒng)典型的工作頻段有 915MHz、2.45GHz、5.8GHz 等。本文采用13.56MHz進(jìn)展設(shè)計。2.2.3 RFID的工作原理該系統(tǒng)根本工作流程是：閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡將自身編碼等信息通過該卡置天線發(fā)送出去；系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)

11、送的載波信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，并對接收的信號進(jìn)展解調(diào)和解碼后送后臺主系統(tǒng)進(jìn)展相關(guān)處理；主系統(tǒng)依邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作。如圖3.系統(tǒng)設(shè)計詳細(xì)描述方案的框架和細(xì)節(jié)，論證實驗結(jié)果目標(biāo)(1)使用13.56M標(biāo)簽實現(xiàn)；(2)系統(tǒng)自動記錄牌號、車輛型號及進(jìn)場時間；(3)出場時自動計算停車費用，并在卡中扣除相應(yīng)金額；(4)余額缺乏則系統(tǒng)報警。3.1 QT平臺的介紹QT是一個跨平臺C+圖形用戶界面應(yīng)用程序開發(fā)框架。它既可以開發(fā)GUI程序，也可以用于開發(fā)非GUI程序，比方控制臺工具和效勞器。QT是面向?qū)ο蟮目蚣?，使用特殊的代碼生成擴(kuò)展稱

12、為元對象編譯器Meta Object piler,moc。本系統(tǒng)是在QT creator下進(jìn)展開發(fā)的，Qt Creator包括工程生成向?qū)А⒏呒壍腃+代碼編譯器、瀏覽文件及類的工具、集成了Qt Designer、Qt Assistant等。3.2 系統(tǒng)功能構(gòu)造射頻自動停車收費系統(tǒng)按其功能可分為自動識別控制子系統(tǒng)、自動判斷型子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、車輛檢測子系統(tǒng)、閉路電視子系統(tǒng)和信號控制子系統(tǒng)等。自動識別控制子系統(tǒng)主要由射頻自動識別讀寫器、射頻自動識別卡，天線、車道道閘控制機(jī)、收費員計算機(jī)終端等組成，它是整個不停車收費系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)控制不停車收費車道所有設(shè)備的運行、收費業(yè)務(wù)操作的管理以及與收費

13、站計算機(jī)的通信和數(shù)據(jù)交換。自動判斷型子系統(tǒng)主要由光柵、高度檢測器、軸數(shù)檢測器等組成，它通過采集車輛的高度和軸數(shù)等參數(shù)，經(jīng)綜合分析比擬來判別車輛的車型；該子系統(tǒng)至少可以判別三種以上車型。自動判斷型子系統(tǒng)在有些場合可以由用戶選擇使用。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由系列射頻天線和射頻電子標(biāo)簽卡構(gòu)成。射頻電子標(biāo)簽被安裝在汽車擋風(fēng)玻璃側(cè)的上方，在電子標(biāo)簽上寫有標(biāo)簽編號、車號、車主、車型、應(yīng)繳金額、剩余金額和有效期等信息；天線被安裝在收費的前端，它通過微波技術(shù)從射頻電子標(biāo)簽卡上讀取有關(guān)信息，并同步傳送給車道控制主機(jī)。閉路電視子系統(tǒng)主要由車道攝像機(jī)和收費站的監(jiān)視器等組成。車道攝像機(jī)被安裝在收費島的前端，主要用于拍攝非

14、法通過的違章車輛。信號控制子系統(tǒng)主要由通行信號燈、偏叉信號燈和自動欄桿等組成，用于提醒駕駛員正確使用停車收費車道。車輛檢測子系統(tǒng)主要由三組環(huán)形線圈組成。第一組環(huán)形線圈(ENTER LOOP)被安裝在收費島的入口處，用于激活天線讀取電子標(biāo)簽的信息；第二組環(huán)形圈(ESC LOOP)被安裝在收費島的中間出口處，用于控制通行信號燈和偏叉信號燈的狀態(tài)；第三組環(huán)形線圈(E*IT LOOP)被安裝在收費島的出口端，用于統(tǒng)計車流量，并控制自動欄桿、通行信號燈和偏叉信號燈的工作狀態(tài)。系統(tǒng)流程圖入口車輛進(jìn)入工作區(qū)檢測判斷車輛是否有卡請讀卡讀卡機(jī)讀取信息邏輯判斷讀卡機(jī)記錄信息并傳給計算機(jī)道閘開啟防砸車檢測車輛道閘關(guān)

15、閉車輛離開工作區(qū)進(jìn)場自動取卡無車有車無卡有卡無效有效通行未畢通行完畢出口車輛進(jìn)入工作區(qū)是否臨時車請讀卡讀卡機(jī)讀取信息邏輯判斷讀卡機(jī)記錄信息并傳給計算機(jī)道閘開啟防砸車檢測車輛道閘關(guān)閉車輛離開工作區(qū)出場值班亭交卡讀卡是否有卡無效有效通行未畢通行完畢計算機(jī)記錄信息不予出場交費報警余額缺乏余額足3.2功能操作員權(quán)限設(shè)置軟件的各個功能模塊操作權(quán)限都可以任意控制，故軟件系統(tǒng)可任意設(shè)定不同的操作級別。不同級別對應(yīng)著進(jìn)入軟件系統(tǒng)的不同密碼，故軟件系統(tǒng)具有良好的性與可靠性。不同等級的操作人員進(jìn)入軟件系統(tǒng)后，能實現(xiàn)不同的功能。軟件系統(tǒng)具有良好的兼容性及資料保護(hù)性。錄入資料可由主管級以上操作人員錄入各種相關(guān)資料。例

16、如：月租卡車資料的錄入，車位數(shù)量、免費時間、收費標(biāo)準(zhǔn)、離場時限的錄入，免費資料清單的錄入，發(fā)行、延期、充值、掛失、恢復(fù)、回收、換卡、人工出場等。查詢、更改資料查詢或修改各種相關(guān)資料。例如：卡的發(fā)行、延期、充值、掛失、恢復(fù)、回收、換卡、人工出場等記錄。查詢車輛出入車場的記錄、在場車清單、*卡號車流水賬、操作員交接班記錄、操作員值班流水賬。管理員可更改相關(guān)資料。例如：系統(tǒng)自動刪除記錄時間、更改車場車位數(shù)量、更改系統(tǒng)時間等等。ETC充值可以進(jìn)展網(wǎng)上充值，手機(jī)客戶端充值。利用 13.56M 電子標(biāo)簽的部存儲區(qū)域，可以存儲車主、車輛類型、所屬小區(qū)編號、余額等信息。同時，具備對卡的初始信息寫入注冊、充值的

17、功能。系統(tǒng)由一個 ETC_Recharge 程序構(gòu)成，該程序通過對 13.56M 讀寫器的控制，完成對電子標(biāo)簽部數(shù)據(jù)的讀取、判斷、信息分析、將數(shù)據(jù)寫回標(biāo)簽等操作。對電子標(biāo)簽自動識別、扣費利用 13.56M 讀寫器對電子標(biāo)簽進(jìn)展自動識別，并在出現(xiàn)有效電子標(biāo)簽時自動對標(biāo)簽進(jìn)展判斷，對進(jìn)入停車場的標(biāo)簽進(jìn)展計時，并在再次掃描到該標(biāo)簽時，對其進(jìn)展計費和扣費。4.系統(tǒng)測試注冊充值1注冊充值界面啟動圖1注冊充值主界面2讀取標(biāo)簽圖2未初始化的卡3修改標(biāo)簽信息寫入成功后彈出圖3寫入成功的提示4再次讀取標(biāo)簽圖4程序自動再次讀取卡信息停車自動識別、扣費1停車自動識別、扣費界面啟動圖5主界面2在收費標(biāo)準(zhǔn)中，設(shè)置適宜的

18、收費標(biāo)準(zhǔn)3確保 13.56M電子標(biāo)簽有余額4將電子標(biāo)簽靠近 13.56M讀寫器天線上方，可以看到在車輛信息一欄中會顯示車輛的根本信息，包括余額、進(jìn)入時間等圖6進(jìn)入工作區(qū)5駛出工作區(qū)圖7駛出工作區(qū)6當(dāng)余額缺乏時，響鈴報警5.開發(fā)環(huán)境1.PC 機(jī)一臺2.應(yīng)用型 RFID 實驗箱一臺3. 14443 協(xié)議白卡假設(shè)干6.總結(jié)設(shè)計心得體會，并且總結(jié)實驗方法智能停車場收費系統(tǒng)是通過計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、車道管理設(shè)備搭建的一套對停車場車輛出入、場車流引導(dǎo)、停車費收取工作進(jìn)展管理的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。是專業(yè)車場管理公司必備的工具。它通過采集記錄車輛出入記錄、場位置，實現(xiàn)車輛出入和場車輛的動態(tài)和靜態(tài)的綜合管理。系統(tǒng)一般以射頻感應(yīng)卡為載體，通過感應(yīng)卡記錄車輛進(jìn)出信息，通過管理軟件完成收費策略實現(xiàn)，收費賬務(wù)管理，車道設(shè)備控制等功能。這大大提高我們現(xiàn)代人的生活效率。本次設(shè)計我們利用RFID 實驗箱，QT、Ubuntu軟件來完成。使我們進(jìn)一步穩(wěn)固射頻識別的根本概念、理論、分析方法和實現(xiàn)方法，增強(qiáng)我們應(yīng)用QT、Ubuntu軟件設(shè)計實現(xiàn)射頻識別應(yīng)用系統(tǒng)的能力學(xué)會嘗試使用所學(xué)的容解決實際工程問題，