基于RFID的智能小区车辆管理系统研究

赵建光 范晶晶

(1.河北建筑工程学院，河北张家口075024;2.河北工程大学信息与电气工程学院，河北 邯郸056000)

0 引言

随着科技的进步和经济的发展，私家车数量急剧增加，给人们的出行带来了快捷方便，与此同时，也带来了小区停车管理不完善等方面的问题.目前较为常用的是传统的IC卡停车系统，这种系统具有方便快捷、收费准确可靠、保密性好、灵敏度高、使用寿命长等众多优点，但是也存在诸多的缺点，如:进出停车场时必须要通过接触式刷卡，这样就需要停车，降车窗，刷卡，给用户带来不便，如果遇到雨雪等恶劣天气或是交通高峰期，更是容易引起交通堵塞.

利用先进的RFID技术，将长距离射频识别、车辆自动检测及计算机智能控制技术有机地融合于一体来设计开发停车场，就可以解决IC卡停车场存在的问题，只要车辆具有停车场制作的RFID停车证，进出停车场时就不需要停车刷卡，给用户带来方便.

1 RFID技术

RFID技术兴起于上个世纪90年代，是一种非接触式自动识别技术，它利用无线射频技术进行非接触双向数据通信，用来跟踪管理几乎所有物理对象.

1.1 RFID 系统组成

RFID系统主要由四大部分组成:电子标签(Tag)、读写器(Reader)、中间件(Middle Ware)和后台数据库系统(应用软件系统).(1)电子标签(Tag)，由芯片与天线组成，每个标签具有唯一的电子编码，标签附着在物体上以标识目标对象.(2)读写器(Reader/Write Device)，是读写标签信息的设备，读写器通常包含高频模块(发送和接收)、控制单元与应答器连接的耦合元件、读写器天线等，分为手持式和固定式.读写器可无接触读取并识别标签中所保存的数据，从而达到自动识别物体的目的，通常与计算机相连，将标签信息传送至计算机，进行处理.(3)RFID中间件:RFID中间件是将底层RFID硬件和上层企业应用结合在一起的粘合剂，是产业链的核心技术.中间件屏蔽了RFID设备的多样性和复杂性，能够为后台业务系统提供强大支撑，从而驱动更广泛、丰富的RFID应用，为使其更适用于特定行业，RFID中间件会针对行业做一定适配工作.(4)应用软件系统:应用软件系统主要完成数据信息的存储及管理.读写器通过网络和数据库管理系统通讯，完成对电子标签的信息获取、解释以及数据管理.

1.2 RFID 基本原理

阅读器通过天线发送一定频率信号，当标签进入天线有效范围时，产生感应电流，标签获得能量被激活;标签将自身编码等信息通过天线发送出去;系统接收到从标签发送来的信号，传送到阅读器，阅读器对信号进行解调与解码，送到后台系统进行处理;系统根据逻辑运算，判断该卡合法性，针对不同设定做出相应处理和控制，发出指令对执行机构进行控制.

2 智能小区车辆管理系统

2.1 系统结构

智能小区车辆管理系统主要包括入口管理、出口管理、车位引导三个模块，其中，出口和入口管理使用远距离RFID无线射频技术.当车辆行驶到入口时，无需停车刷卡，读卡系统就可以读取到车辆上RFID的标签信息.同时车牌图像识别系统通过视频流抓拍车牌图像，然后自动进行对比，确保一车一卡的安全性.系统在停车场的各拐角路口处设置了停车指引显示屏，引导车辆进入正确的车道，在指定车位的显示屏上显示车牌号码，以确保车辆能进入正确的停车位.智能小区车辆管理系统的系统结构图如图1所示.

2.2 系统功能

(1)自动实时检测车辆的到来，采集并保存车辆的图像，一幅为彩色全景图用来确定车况;一幅为彩色局部图用来识别车牌;

(2)对拍下的图像实时进行车牌自动识别，并和数据库中记录比对，自动判断是否放行，控制道闸横杆的开启;

(3)车位自动引导功能，车辆入场后，车位引导显示屏指引车辆最佳停车位置，引导车主快速地找到系统分配的空车位;

(4)具有不停车收费功能，自动完成收费处理全过程;

(5)电子地图功能，在系统软件中，可以直观地显示整个停车场的使用情况;

(6)采用LED显示屏，全中文显示剩余车位信息、车位已满以及停车场的其他相关信息等;

(7)能够对出人车辆进行自动检测，确定出入车辆的身份及车辆出入的时间，在发生异常情况时自动报警;以保证小区内车辆的安全性;

(8)强大的模糊查询功能和报表功能.能够确定车辆的身份及进出时间，为事件后的调查提供极其有用的帮助和为管理者提供详尽的报表，包括图片等信息.

2.3 车辆管理系统出入口工作流程

车辆管理系统入口的工作流程为:对于小区车辆进入时，入口处地感线圈感应到车辆前轮，打开RFID读卡器，允许RFID控制器读取RFID卡的信息，通过控制器验证RFID卡是否有效.若RFID卡有效，指示灯亮，道闸升起，同时管理系统记录车辆有关信息并保存到数据库服务器，车辆进入小区且后轮离开另一个地感线圈时，道闸自动下落，指示灯灭，关闭读卡器.若为无效卡，则指示灯不亮，不允许车辆进入小区，必须与管理人员联络.临时卡由管理人员向司机发放，发卡同时系统自动进行读卡，对临时卡信息进行记录，指示灯亮，道闸自动抬起，车辆完全进入小区时道闸落下，关闭读卡器.车辆管理系统入口的工作流程图如图2所示.

车辆管理系统的出口的工作流程为:

车辆离开小区的流程如下:拥有长期卡的车辆离开小区时，出口车道下面的地感线圈感应到车辆，打开RFID阅读器，允许RFID控制器读取RFID卡信息，验证身份成功后，道闸自动升起，车辆离开.车辆通过且离开出口外的地感线圈后，闸杆自动落下.临时车辆离开小区时，RFID控制器读卡，管理系统根据车辆进人和离开的时间计算出车辆停留的时间及停车费用.司机缴清费用之后，管理员收回临时卡，指示灯亮，闸杆升起，允许车辆离开小区.阅读器，允许RFID控制器读取RFID卡信息，验证身份成功后，道闸自动升起，车辆离开.车辆通过且离开出口外的地感线圈后，闸杆自动落下.临时车辆离开小区时，RFID控制器读卡，管理系统根据车辆进人和离开的时间计算出车辆停留的时间及停车费用.司机缴清费用之后，管理员收回临时卡，指示灯亮，闸杆升起，允许车辆离开小区，车辆管理系统出口的工作流程图如图3所示.

3 结语

智能停车场系统具有方便快捷、安全可靠的优点，彻底解决了以前停车场管理人员过多，管理混乱，乱收费、少收费甚至漏收费的现象.该停车场系统应用在小区停车场，不仅可对停车场的固定停车车辆及临时停车车辆进行有效的管理，还具有防盗等功能.该系统一旦投入使用，不仅能减少人力资源成本，减轻操作人员的工作量，也能提升停车场的整体形象，更为广大用户带来方便.RFID技术是当今应用在停车场系统中最先进的技术，它代表了一种发展趋势，相信在不久的将来，RFID技术将在停车场管理中得到更加广泛的应用，最终将取代IC卡的使用.

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