金磊

摘 要：提出了一種基于超高頻射頻識別（RFID）技術的車輛管理應用方案，包括系統(tǒng)組成、設計思路、標簽及讀寫器的選擇等。該方案將RFID技術應用于車輛信息自動識別技術中，可解決傳統(tǒng)車輛信息識別系統(tǒng)的不足，同時在滿足了傳統(tǒng)車輛識別功能的條件下，提高了車輛信息識別的有效性和準確性。大量測試結果表明，基于RFID技術的車輛管理系統(tǒng)各項技術指標達到設計要求，具有很高的穩(wěn)定性與可靠性。

關鍵詞：超高頻；射頻識別；車輛管理

1 引 言

隨著我國城市化建設的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，車輛數(shù)量和道路交通流量急劇增加，而道路的建設遠趕不上車輛的增長，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)展的射頻識別（RFID）技術為這個問題的有效解決提供了理想的解決方案，同時也是以后車輛管理自動化的發(fā)展方向[1-7]。

而對公交公司而言，其停車場平時需要管理大量的公交車輛，同時車輛停放比較分散，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現(xiàn)停車庫信息化管理的建設[8-10]。

在深入分析國內(nèi)外成熟的基于RFID的智能停車場管理系統(tǒng)關鍵技術基礎上，以某公交公司的車輛管理為典型應用背景，本文提出的一種基于超高頻射頻識別（RFID）技術的車輛管理應用方案。該方案可有效降低車輛信息查詢復雜程度、車輛定位等問題。該系統(tǒng)采用自行研發(fā)的FR520讀寫器等關鍵設備，并通過立體停車庫的大量測試結果證明方案合理可行，運行穩(wěn)定可靠[11-15]。

2 射頻識別技術

自動設備識別系統(tǒng)（Automatic Equipment Identification， AEI）是國際上正在努力開發(fā)并快速推廣普及的技術。它適用于安全性要求較高的部門的車輛電子自動管理系統(tǒng)。該項技術的基本思想是通過采用一些先進的技術手段，實現(xiàn)人們對各類物體和設備在不同狀態(tài)（高速移動、靜止、惡劣環(huán)境）下的自動識別和管理，特別是采用超高頻RFID技術的自動設備識別系統(tǒng)正日益廣被使用。

RFID也稱智能標簽，是繼個人電腦（PC）、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信之后的第四次信息技術革命。一個RFID系統(tǒng)通常由三部分組成：讀寫器、標簽及相關的天線。讀寫器天線發(fā)射無線電信號給標簽，標簽通過自己的天線接收此信號，利用該信號得到的能量啟動標簽上的集成電路芯片工作。作為條形碼的無線版本，智能標簽技術具有條形碼所不具備的防水、防磁、耐高溫、使用壽命長、讀取距離大、標簽上數(shù)據(jù)可以加密等一系列優(yōu)點，正在許多領域得到應用。

在圖1所示的簡單RFID系統(tǒng)中，現(xiàn)將閱讀器（Reader）、天線（Antenna）和標簽（Tag）的作用分別描述如下：

閱讀器：讀?。ㄓ袝r還可以寫入）標簽信息的設備，可設計為手持式或固定式；

標簽：由耦合元件及芯片組成，每個標簽具有唯一的電子編碼，附著在車輛上標識目標對象，標簽編寫成車輛的編碼唯一識別；

天線：在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。

圖1 系統(tǒng)工作原理示意圖

3 車輛管理系統(tǒng)設計

針對公交公司車輛管理背景，以其所屬的一個典型的立體停車場為例，車輛管理系統(tǒng)設計過程中需要重點考慮的問題包括：

（1） 建設目標

為立體停車場管理人員提供實時監(jiān)控車輛信息的平臺、實現(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出，嚴密監(jiān)視出入車輛，有效控制定位車輛的作息位置，保證系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠。

（2） 豐富的功能

具有自動識別、智能控制、車輛定位管理、報警提示、信息記錄、數(shù)據(jù)通信、查詢、統(tǒng)計、分析等功能；同時具備擴展方便，升級容易等特性。

（3） 運行穩(wěn)定可靠

具有冗余容錯性能；系統(tǒng)處理速度快，可靠性高，穩(wěn)定性好，錯漏率低，并具有數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復能力。

（4） 車輛實時定位管理

對于立體車庫內(nèi)車輛進行數(shù)字化管理；通過自動識別車牌卡信息，可以對車輛進出時間進行跟蹤，同時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)絡結構

圖2所示的智能車輛管理系統(tǒng)是以后臺管理系統(tǒng)和前端控制系統(tǒng)通過專用網(wǎng)絡傳輸設備組成的管理系統(tǒng)，網(wǎng)絡通信協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議。而前端控制系統(tǒng)內(nèi)的通道識別系統(tǒng)則采用10/100M以太網(wǎng)組成的一個小的局域網(wǎng)系統(tǒng)，進行識別和外設控制管理。

圖2 系統(tǒng)分布網(wǎng)絡結構

（2） 立體車庫平面結構

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簽時間順序，根據(jù)每個天線能管理定位對應停車區(qū)域的車輛，能把實時的公交停車位置區(qū)域上報到公交公司的調(diào)度室，方便管理人員對車輛管理與停放位置的查詢定位。

（3） 車輛管理平臺組成

后臺管理平臺包括：管理計算機、發(fā)卡讀寫器、讀寫器、讀寫器專用天線及電纜。其中上層應用軟件及其數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)安裝并存儲在管理計算機上。

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，識別率高，功能強，可靠性高，可擴展性好等特點。

該產(chǎn)品可廣泛應用于智能交通、服裝盤存、智能倉儲等領域，能夠實現(xiàn)現(xiàn)代化的物流管理，海關智能通關、城市車輛自動識別、智能停車場、高速公路不停車收費應用等集成系統(tǒng)。其主要特點包括：

兼容EPC C1 Gen2/ISO 18000-6C；

PowerPC架構CPU MPC8308，128 MB RAM；

具有載波消除功能，抗干擾能力更強；

支持EPC密集型讀取模式（DRM）；

遠距離讀取，RF輸出功率達到32.5 dBm；

支持4路天線接口；

支持640 Kb/s標簽數(shù)據(jù)讀取速率；

配置以及參數(shù)設定靈活，提供最大化標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)應用

圖3 讀寫系統(tǒng)覆蓋效果圖圖 4 超高頻固定式讀寫器

HIK-FR520的主要性能指標如表1所列。

6 車輛管理系統(tǒng)的特點

公交立體停車管理智能是運用超高頻自動識別技術，利用現(xiàn)代計算機技術和自動控制技術等多領域技術，綜合實現(xiàn)車輛自動識別和定位管理。本文提出的超高頻RFID車輛管理系統(tǒng)具有以下主要特點：

整個系統(tǒng)具有遠距離快速識別、智能控制、高可靠性、高保密性、易操作、易擴展等特點；

建立安全可靠的注冊車輛檔案，通過高新技術加強車輛監(jiān)管防盜功能；

提供一個對進出車輛自動識別、智能管理的先進、可靠、適用的數(shù)字化平臺，使公交公司對所有公交車輛出行、位置進行實時動態(tài)管理的能力得到質的提高；

能有效、準確的對進出停車庫的車輛（裝有車輛電子號牌的車輛）的數(shù)據(jù)信息識別、采集、記錄、跟蹤；

實時數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡及時傳送到后臺管理系統(tǒng)，使管理人員在辦公室內(nèi)就可以及時了解公交車輛的停車在立體車庫位置的情況。

7 結 語

基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)是一種高效、快捷及科學的車輛管理手段。本文提出的超高頻車輛管理系統(tǒng)應用于停車場車輛管理中，具有效率高、準確性好、安全性高的優(yōu)點。該系統(tǒng)易于操作維護，自動化程度高，大大減輕管理者的勞動量。該方案的主要創(chuàng)新點在于為立體停車場管理人員提供實時監(jiān)控并識別車輛信息的平臺、實現(xiàn)車輛的智能化規(guī)范有序定位管理，系統(tǒng)功能豐富，運行穩(wěn)定可靠，具有廣闊的市場應用前景。

參 考 文 獻

[1]楊筆鋒，詹艷軍. 基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)設計[J]. 計算機測量與控制，2010，18（1）：97-99.

[2]黃銀龍，張輝，徐旭，等. 車輛管理RFID電子標簽內(nèi)存規(guī)劃研究[J]. 通信技術，2010，43（2）：141-145.

[3]王慶安. 基于RFID和GPRS的非機動車輛管理系統(tǒng)研究[J]. 中國制造業(yè)信息化，2007，36（13）：66-68.

[4]狄巨星，趙建光，范晶晶，等. 車輛管理RFID標簽電源低功耗研究[J]. 電源技術，2013，37（7）：1233-1274.

[5]尼濤，楊宏，艾春安. 基于RFID技術的車輛管理門禁系統(tǒng)設計[J]. 工業(yè)控制計算機，2005，18（9）：1-2.

[6]馬凱. 基于多節(jié)點射頻卡的車輛管理系統(tǒng)研究[J]. 交通標準化，2013（13）：34-36.

[7]孫欣. 基于超高頻RFID的第三方物流車輛管理解決方案[J]. 自動化博覽，2012（2）：80-82.

[8]楊洋. 基于RFID技術的武警車輛管理系統(tǒng)研究[D]. 哈爾濱：黑龍江大學（碩士學位論文），2011.

[9]楊國榮. 基于RFID技術的智能小區(qū)車輛管理系統(tǒng)設計[J]. 信息技術，2012（6）：182-185.

[10]程仁鎮(zhèn). 基于車輛管理的RFID讀寫器設計[D]. 武漢：武漢理工大學（碩士學位論文），2012.

[11]張圣仟，楊小天，遲耀丹. 基于RFID在車輛信息自動識別技術的研究與應用[J]. 吉林建筑工程學院學報，2012（2）：76-78.

[12]李元忠，余權，姚海天，等. 構建智能交通平臺——RFID技術在城市車輛管理中的應用[J]. 中國自動識別技術，2008（4）：90-92.

[13]王煌城，王宇歆. RFID應用於交通管理之研究[C].海峽兩岸智慧型運輸系統(tǒng)學術研討會， 2006.

[14]深圳市先施科技有限公司. RFID技術在公交車輛管理中的應用[J]. 中國自動識別技術，2007（1）：60-61.

[15]張國洪，祁同林，華宜朝. 基于RFID技術的通用停車場管理系統(tǒng)[J]. 中國自動識別技術，2009（3）：71-74.

具有載波消除功能，抗干擾能力更強；

支持EPC密集型讀取模式（DRM）；

遠距離讀取，RF輸出功率達到32.5 dBm；

支持4路天線接口；

支持640 Kb/s標簽數(shù)據(jù)讀取速率；

配置以及參數(shù)設定靈活，提供最大化標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)應用

圖3 讀寫系統(tǒng)覆蓋效果圖圖 4 超高頻固定式讀寫器

HIK-FR520的主要性能指標如表1所列。

6 車輛管理系統(tǒng)的特點

公交立體停車管理智能是運用超高頻自動識別技術，利用現(xiàn)代計算機技術和自動控制技術等多領域技術，綜合實現(xiàn)車輛自動識別和定位管理。本文提出的超高頻RFID車輛管理系統(tǒng)具有以下主要特點：

整個系統(tǒng)具有遠距離快速識別、智能控制、高可靠性、高保密性、易操作、易擴展等特點；

建立安全可靠的注冊車輛檔案，通過高新技術加強車輛監(jiān)管防盜功能；

提供一個對進出車輛自動識別、智能管理的先進、可靠、適用的數(shù)字化平臺，使公交公司對所有公交車輛出行、位置進行實時動態(tài)管理的能力得到質的提高；

能有效、準確的對進出停車庫的車輛（裝有車輛電子號牌的車輛）的數(shù)據(jù)信息識別、采集、記錄、跟蹤；

實時數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡及時傳送到后臺管理系統(tǒng)，使管理人員在辦公室內(nèi)就可以及時了解公交車輛的停車在立體車庫位置的情況。

7 結 語

基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)是一種高效、快捷及科學的車輛管理手段。本文提出的超高頻車輛管理系統(tǒng)應用于停車場車輛管理中，具有效率高、準確性好、安全性高的優(yōu)點。該系統(tǒng)易于操作維護，自動化程度高，大大減輕管理者的勞動量。該方案的主要創(chuàng)新點在于為立體停車場管理人員提供實時監(jiān)控并識別車輛信息的平臺、實現(xiàn)車輛的智能化規(guī)范有序定位管理，系統(tǒng)功能豐富，運行穩(wěn)定可靠，具有廣闊的市場應用前景。

參 考 文 獻

[1]楊筆鋒，詹艷軍. 基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)設計[J]. 計算機測量與控制，2010，18（1）：97-99.

[2]黃銀龍，張輝，徐旭，等. 車輛管理RFID電子標簽內(nèi)存規(guī)劃研究[J]. 通信技術，2010，43（2）：141-145.

[3]王慶安. 基于RFID和GPRS的非機動車輛管理系統(tǒng)研究[J]. 中國制造業(yè)信息化，2007，36（13）：66-68.

[4]狄巨星，趙建光，范晶晶，等. 車輛管理RFID標簽電源低功耗研究[J]. 電源技術，2013，37（7）：1233-1274.

[5]尼濤，楊宏，艾春安. 基于RFID技術的車輛管理門禁系統(tǒng)設計[J]. 工業(yè)控制計算機，2005，18（9）：1-2.

[6]馬凱. 基于多節(jié)點射頻卡的車輛管理系統(tǒng)研究[J]. 交通標準化，2013（13）：34-36.

[7]孫欣. 基于超高頻RFID的第三方物流車輛管理解決方案[J]. 自動化博覽，2012（2）：80-82.

[8]楊洋. 基于RFID技術的武警車輛管理系統(tǒng)研究[D]. 哈爾濱：黑龍江大學（碩士學位論文），2011.

[9]楊國榮. 基于RFID技術的智能小區(qū)車輛管理系統(tǒng)設計[J]. 信息技術，2012（6）：182-185.

[10]程仁鎮(zhèn). 基于車輛管理的RFID讀寫器設計[D]. 武漢：武漢理工大學（碩士學位論文），2012.

[11]張圣仟，楊小天，遲耀丹. 基于RFID在車輛信息自動識別技術的研究與應用[J]. 吉林建筑工程學院學報，2012（2）：76-78.

[12]李元忠，余權，姚海天，等. 構建智能交通平臺——RFID技術在城市車輛管理中的應用[J]. 中國自動識別技術，2008（4）：90-92.

[13]王煌城，王宇歆. RFID應用於交通管理之研究[C].海峽兩岸智慧型運輸系統(tǒng)學術研討會， 2006.

[14]深圳市先施科技有限公司. RFID技術在公交車輛管理中的應用[J]. 中國自動識別技術，2007（1）：60-61.

[15]張國洪，祁同林，華宜朝. 基于RFID技術的通用停車場管理系統(tǒng)[J]. 中國自動識別技術，2009（3）：71-74.

具有載波消除功能，抗干擾能力更強；

支持EPC密集型讀取模式（DRM）；

遠距離讀取，RF輸出功率達到32.5 dBm；

支持4路天線接口；

支持640 Kb/s標簽數(shù)據(jù)讀取速率；

配置以及參數(shù)設定靈活，提供最大化標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)應用

圖3 讀寫系統(tǒng)覆蓋效果圖圖 4 超高頻固定式讀寫器

HIK-FR520的主要性能指標如表1所列。

6 車輛管理系統(tǒng)的特點

公交立體停車管理智能是運用超高頻自動識別技術，利用現(xiàn)代計算機技術和自動控制技術等多領域技術，綜合實現(xiàn)車輛自動識別和定位管理。本文提出的超高頻RFID車輛管理系統(tǒng)具有以下主要特點：

整個系統(tǒng)具有遠距離快速識別、智能控制、高可靠性、高保密性、易操作、易擴展等特點；

建立安全可靠的注冊車輛檔案，通過高新技術加強車輛監(jiān)管防盜功能；

提供一個對進出車輛自動識別、智能管理的先進、可靠、適用的數(shù)字化平臺，使公交公司對所有公交車輛出行、位置進行實時動態(tài)管理的能力得到質的提高；

能有效、準確的對進出停車庫的車輛（裝有車輛電子號牌的車輛）的數(shù)據(jù)信息識別、采集、記錄、跟蹤；

實時數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡及時傳送到后臺管理系統(tǒng)，使管理人員在辦公室內(nèi)就可以及時了解公交車輛的停車在立體車庫位置的情況。

7 結 語

基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)是一種高效、快捷及科學的車輛管理手段。本文提出的超高頻車輛管理系統(tǒng)應用于停車場車輛管理中，具有效率高、準確性好、安全性高的優(yōu)點。該系統(tǒng)易于操作維護，自動化程度高，大大減輕管理者的勞動量。該方案的主要創(chuàng)新點在于為立體停車場管理人員提供實時監(jiān)控并識別車輛信息的平臺、實現(xiàn)車輛的智能化規(guī)范有序定位管理，系統(tǒng)功能豐富，運行穩(wěn)定可靠，具有廣闊的市場應用前景。

參 考 文 獻

[1]楊筆鋒，詹艷軍. 基于射頻識別的智能車輛管理系統(tǒng)設計[J]. 計算機測量與控制，2010，18（1）：97-99.

[2]黃銀龍，張輝，徐旭，等. 車輛管理RFID電子標簽內(nèi)存規(guī)劃研究[J]. 通信技術，2010，43（2）：141-145.

[3]王慶安. 基于RFID和GPRS的非機動車輛管理系統(tǒng)研究[J]. 中國制造業(yè)信息化，2007，36（13）：66-68.

[4]狄巨星，趙建光，范晶晶，等. 車輛管理RFID標簽電源低功耗研究[J]. 電源技術，2013，37（7）：1233-1274.

[5]尼濤，楊宏，艾春安. 基于RFID技術的車輛管理門禁系統(tǒng)設計[J]. 工業(yè)控制計算機，2005，18（9）：1-2.

[6]馬凱. 基于多節(jié)點射頻卡的車輛管理系統(tǒng)研究[J]. 交通標準化，2013（13）：34-36.

[7]孫欣. 基于超高頻RFID的第三方物流車輛管理解決方案[J]. 自動化博覽，2012（2）：80-82.

[8]楊洋. 基于RFID技術的武警車輛管理系統(tǒng)研究[D]. 哈爾濱：黑龍江大學（碩士學位論文），2011.

[9]楊國榮. 基于RFID技術的智能小區(qū)車輛管理系統(tǒng)設計[J]. 信息技術，2012（6）：182-185.

[10]程仁鎮(zhèn). 基于車輛管理的RFID讀寫器設計[D]. 武漢：武漢理工大學（碩士學位論文），2012.

[11]張圣仟，楊小天，遲耀丹. 基于RFID在車輛信息自動識別技術的研究與應用[J]. 吉林建筑工程學院學報，2012（2）：76-78.

[12]李元忠，余權，姚海天，等. 構建智能交通平臺——RFID技術在城市車輛管理中的應用[J]. 中國自動識別技術，2008（4）：90-92.

[13]王煌城，王宇歆. RFID應用於交通管理之研究[C].海峽兩岸智慧型運輸系統(tǒng)學術研討會， 2006.

[14]深圳市先施科技有限公司. RFID技術在公交車輛管理中的應用[J]. 中國自動識別技術，2007（1）：60-61.

[15]張國洪，祁同林，華宜朝. 基于RFID技術的通用停車場管理系統(tǒng)[J]. 中國自動識別技術，2009（3）：71-74.