交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院 張永軍 剛紅潤(rùn)

RFID無(wú)源電子標(biāo)簽技術(shù)在車輛出入管理中的應(yīng)用模式探討

交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院 張永軍 剛紅潤(rùn)

本文介紹基于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)技術(shù)建設(shè)的幾種企事業(yè)單位車輛出入管理系統(tǒng)，它采用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心技術(shù)RFID無(wú)源電子標(biāo)簽，解決了車輛出入的身份識(shí)別以及停車場(chǎng)內(nèi)部剩余車位實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)問(wèn)題，并且可以將若干個(gè)企事業(yè)單位的車輛出入管理網(wǎng)絡(luò)化。

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)；RFID；無(wú)源電子標(biāo)簽

1.引言

目前企事業(yè)單位在卡口的車輛出入管理大多采用手動(dòng)吐卡抬桿的方式進(jìn)行管理，還有一些采用有源電子標(biāo)簽（即一個(gè)帶有電池的遠(yuǎn)程電子產(chǎn)品設(shè)備），這兩種方式都存在著很難克服的技術(shù)缺陷。作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心技術(shù)，RFID無(wú)源電子標(biāo)簽，在車輛出入的管理中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。用戶僅僅需要在車上貼取一個(gè)幾元錢的標(biāo)簽即可。本文詳細(xì)地介紹RFID技術(shù)在車輛出入管理中的幾種應(yīng)用方式以及其它幾種應(yīng)用技術(shù)的簡(jiǎn)單比對(duì)和說(shuō)明。

2.RFID車輛出入管理系統(tǒng)工作原理

在車輛上一次性粘貼一張電子標(biāo)簽，并在數(shù)據(jù)庫(kù)中將電子標(biāo)簽號(hào)和車牌號(hào)綁定，當(dāng)該車駛?cè)胲囕v入口車道時(shí)，車道的電子讀頭從車載電子標(biāo)簽中讀取車輛的識(shí)別信息，驗(yàn)證信息后控制車道控制器抬起自動(dòng)欄桿將車輛放行，同時(shí)將該車的識(shí)別信息和車道信息（如：入口編號(hào)、通過(guò)時(shí)間等）上傳到數(shù)據(jù)中心，當(dāng)車輛從出口車道駛出時(shí)，則通過(guò)標(biāo)簽信息獲得車輛行駛的入口和收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算需收取的停車費(fèi)后，扣除費(fèi)用并放行，并記錄車輛駛出的信息[1],如圖1。

3.RFID車輛出入管理系統(tǒng)的幾種應(yīng)用模式

基于RFID技術(shù)的車輛出入管理系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中，往往存在以下三種方式，這四種方式各有其優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)，在不同的應(yīng)用場(chǎng)合選用妯，如圖2。

3.1 簡(jiǎn)單型車輛進(jìn)入身份識(shí)別管理方案

車輛在進(jìn)入關(guān)口時(shí)，粘貼在前風(fēng)擋玻璃上的RFID無(wú)源電子標(biāo)簽，經(jīng)過(guò)RFID讀寫器遠(yuǎn)距離（水平1-3米）快速識(shí)別后，直接抬桿放行，無(wú)須再停下來(lái)進(jìn)行刷卡，從而不停車通過(guò)關(guān)口。

車輛在離開關(guān)口時(shí)，通過(guò)車輛檢測(cè)器檢測(cè)到車輛以后，自動(dòng)抬桿放行，車輛出去后，自動(dòng)落桿。

優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用最低，只需要用一個(gè)車道控制器即可完成車輛的出入管理，缺點(diǎn)在于車輛離開時(shí)沒(méi)有身份識(shí)別就抬桿放行，同時(shí)沒(méi)有歷史記錄。

車輛快速識(shí)別、不停車快速通行，以及沒(méi)有車位數(shù)統(tǒng)計(jì)和車輛出入記錄的特點(diǎn)，這個(gè)系統(tǒng)比較適合于安全級(jí)別要求比較低、車位數(shù)足夠的場(chǎng)合，如居民小區(qū)和一般的企事業(yè)單位等。

表1

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

3.2 簡(jiǎn)單型車輛出入身份識(shí)別管理方案

車輛在出入關(guān)口時(shí)，粘貼在前風(fēng)擋玻璃上的RFID無(wú)源電子標(biāo)簽，經(jīng)過(guò)RFID讀寫器遠(yuǎn)距離（水平1-3米）快速識(shí)別后，直接抬桿放行，無(wú)須再停下來(lái)進(jìn)行刷卡，從而不停車通過(guò)關(guān)口。

優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用最低，只需要用一個(gè)車道控制器即可完成車輛的出入管理，缺點(diǎn)在于車輛出入沒(méi)有歷史記錄。

車輛快速識(shí)別、不停車快速通行，以及沒(méi)有車位數(shù)統(tǒng)計(jì)和車輛出入記錄的特點(diǎn)，這個(gè)系統(tǒng)比較適合于安全級(jí)別要求比較低、車位數(shù)足夠的場(chǎng)合，如居民小區(qū)和一般的企事業(yè)單位等。

3.3 通用型車輛出入身份識(shí)別管理方案

車輛在出入關(guān)口時(shí)，粘貼在前風(fēng)擋玻璃上的RFID無(wú)源電子標(biāo)簽，經(jīng)過(guò)RFID讀寫器遠(yuǎn)距離（水平1-3米）快速識(shí)別后，直接抬桿放行，無(wú)須再停下來(lái)進(jìn)行刷卡，從而不停車通過(guò)關(guān)口。

優(yōu)點(diǎn)在于系統(tǒng)建設(shè)費(fèi)用較高，需要用一個(gè)服務(wù)器運(yùn)行來(lái)完成車輛的出入管理，同時(shí)采用剩余車位實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)功能，車輛出入有歷史記錄。

車輛快速識(shí)別、不停車快速通行，以及剩余車位數(shù)統(tǒng)計(jì)和車輛出入記錄的特點(diǎn)，這個(gè)系統(tǒng)比較適合于安全級(jí)別要求比較高、車位數(shù)動(dòng)態(tài)應(yīng)用的場(chǎng)合，如停車場(chǎng)外用的企事業(yè)單位等。

4.車輛出入管理應(yīng)用中幾種系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用比較

目前除了純?nèi)斯ぼ囕v出入管理方式以外，主要存在以下三種：自助系統(tǒng)、有源電子標(biāo)簽系統(tǒng)和無(wú)源電子標(biāo)簽系統(tǒng)。

4.1 IC卡自助系統(tǒng)

IC卡的操作距離最多在10厘米以內(nèi)，因此一般和吐卡機(jī)配套使用，手動(dòng)取卡，手動(dòng)刷卡。早期有一些機(jī)關(guān)政府、企事業(yè)單位和居民小區(qū)停車場(chǎng)采用了這種方式。缺點(diǎn)是需要駕駛員停車、按鍵吐卡或刷卡，通過(guò)效率低，容易出現(xiàn)車輛刮撞設(shè)備事故。吐卡機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)機(jī)械原因而不正常工作[2]，如圖3。

4.2 有源電子標(biāo)簽(如圖4)

有源電子標(biāo)簽的尺寸一般是5厘米*5厘米左右，內(nèi)部是電路板和電池。有源電子標(biāo)簽一般讀取的距離都是在50-100米。

這種技術(shù)用在停車場(chǎng)上，缺點(diǎn)在于：

(1)讀取距離太遠(yuǎn)，會(huì)出現(xiàn)有標(biāo)簽的車在后面，沒(méi)有標(biāo)簽的車在前面，從而出現(xiàn)誤抬桿現(xiàn)象；(2)標(biāo)簽內(nèi)的電池電量稍微不足的時(shí)候，讀取效果會(huì)很差，使用不穩(wěn)定；(3)成本高，一個(gè)大致為50-100元左右。

4.3 無(wú)源電子標(biāo)簽(如圖5)

無(wú)源電子標(biāo)簽可以根據(jù)需要封裝成各種各樣的形式，內(nèi)部沒(méi)有電路板和電池，只是幾圈鋁線。無(wú)源電子標(biāo)簽一般讀取的水平距離都是在2米。

這種技術(shù)用在停車場(chǎng)上，缺點(diǎn)在于：

(1)個(gè)別車輛前風(fēng)擋防爆膜金屬含量很高，同時(shí)車輛有沒(méi)有天窗和天線區(qū)，這時(shí)需要粘貼的技巧，需要進(jìn)行15分鐘的現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)給專門管理人員；(2)一般只用于停車場(chǎng)，因?yàn)樗荒芩阶x取2米左右。

4.4 技術(shù)和系統(tǒng)綜合比較(如表1)

5.結(jié)束語(yǔ)

基于RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)的車輛出入管理系統(tǒng)，由于其強(qiáng)大的功能和低成本的特點(diǎn)，正在被越來(lái)越多的城市選為整個(gè)城市的車輛管理方案。作為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的核心技術(shù)，它的實(shí)現(xiàn)不僅可以解決目前的車輛出入管理問(wèn)題，而且可以獲取整個(gè)地區(qū)的實(shí)時(shí)信息采集，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)地區(qū)的多個(gè)停車場(chǎng)車輛誘導(dǎo)管理系統(tǒng)。

[1]席旻.物聯(lián)網(wǎng)在智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2011(27).

[2]朱毅.智能停車場(chǎng)系統(tǒng)技術(shù)及實(shí)施[J].科技廣場(chǎng),2012(1).

張永軍（1973—），男，北京人，碩士，助理研究員，現(xiàn)供職于交通運(yùn)輸部科學(xué)研究院，研究方向：RFID在交通運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用。