基于RFID技术的停车场管理系统

程 佳 廖鸣镝

（广州市设计院 广东广州 510620）

1 几种技术方式的对比

1.1 基于IC卡方式

基于IC卡方式为取代人工管理方式以来较为广泛采用的一种技术方式。用户取卡进入停车场，泊车后选择就近定位设备，再次刷卡对停车位置标示，寻车时通过寻车终端刷卡寻车，最后缴费回收卡出场。此种方式通过非接触式IC卡记录车辆车牌号、停车时间、停车费用等信息。在整个停车取车过程中，用户需多次刷卡，操作流程较为复杂，且易存在漏刷情况，导致寻车难等问题。同时，由于刷卡时需用户停车操作，且存在对IC卡进行读写操作进而与车辆信息匹配，高峰期、恶劣天气时易出现拥堵[1]。这种方式也不能对车辆进行示踪，查询历史轨迹。

1.2 基于视频识别方式

基于视频识别方式近年来以其易操作性逐步取代基于IC卡方式，成为大型停车场的主流管理技术之一。此种方式主要基于带有视频识别功能的摄像机，车辆进场时通过入口摄像机识别并记录车牌信息、车辆状态等信息，泊车后，摄像机采集记录车辆停车位置并与车牌信息匹配，反向寻车时，通过在寻车终端输入车牌信息，搜索泊车位置，完成取车。但视频识别方式对环境照度、车辆拍摄角度有较高要求，易受天气条件及环境照度等影响。相比于IC卡方式，视频识别方式可对车辆进行示踪，但造价较高。

1.3 基于RFID技术方式

基于RFID技术方式是对IC卡和视频识别方式优势的结合。RFID即无线射频识别，主要原理为采用附着于车辆上的物理标签存储用户信息，当标签处于特定频率的电磁场中时，通过定位算法对标签进行定位、追踪，即通过非接触式技术搭建无线通信网络。基于此种技术通过配置定位模块的RFID射频卡为车辆定位，在车辆进场时通过入口视频识别摄像机采集车辆信息，并与RFID卡关联，泊车完成RFID卡作为定位标志留在车内，卡内定位模块可周期性发射信号实现对车辆定位。取车时，用户需在反向查询装置上通过车牌号等车辆信息寻车。离场时出口设备进行卡回收，并通过卡内模块计费收费。此种方式无需多次刷卡，甚至对固定用户甚至无需刷卡，提高停车效率。

2 系统架构及实现流程

基于RFID技术的停车场管理系统包括出入口设备，天线及基站、RFID标签、反向寻车设备、控制管理设备以及平台软件组成。

表1 几种技术方式对比

图1 基于RFID技术的停车场管理系统架构图

2.1 出入口设备

出入口设备主要包括识别设备，控制设备、收发卡设备等。其中识别设备主要通过带有视频图像识别功能的摄像机组成，通过图像处理技术抓拍并识别车辆号与数据库信息比对，判断车辆是否为固定用户，即判断是否已经拥有RFID标签。若为已有RFID标签的固定用户，则车辆直接进入无需停车取卡或登记。若为无RFID标签的临时用户或新用户，则发放与车辆信息已匹配的RFID标签，即RFID卡。若为未识别出RFID标签的固定用户，则重新将RFID标签与车辆信息匹配。控制设备主要为道闸或自动门、地感等门禁设备，主要用于管控车辆的放行。收发卡设备主要用于对临时用户进行进入发卡、离开收卡，对新用户及未识别出RFID标签的固定用户进行信息匹配的卡处理操作。

2.2 天线

在停车场均布天线搭建无线通信网络，为车库覆盖特定频段的电磁场，使处于车库中任意车位的RFID标签都能被读取。读取RFID标签并对标签定位可基于测距技术的时间定位（TOA）、到达时差定位（TDOA）、方向测量定位（AOA）、信号强度定位（RSSI）等方法以及基于非测距技术的DV-Hop定位算法、APIT定位算法、凸规划算法等方法[2]。

2.3 RFID标签

RFID标签主要由天线、调制器、编码器、时钟及存储器构成。RFID标签按工作频率可分为低频、中高频、超高频与微波标签。考虑到RFID标签的工作能量及读写距离，应用于停车场管理系统的RFID标签较多采用超高频段的有源标签，用户将RFID标签放置于车内，并在天线覆盖范围内行驶时，后台可根据相应定位算法对车辆定位、示踪[3]。同时将停车场管理系统与视频安防监控系统联动，可结合摄像机采集的关联车辆画面信息作为事中监控、事后寻车及查看的依据。

图2 用户进场流程图

2.4 反向寻车设备

反向寻车设备为用户反向寻车提供便利，主要设置于人流线聚集处，如电梯厅、楼梯厅、人行出入口等。通过刷卡或录入车辆信息等调取车辆位置、状态图像，并为用户规划合理的寻车路径，提高用户寻车效率及准确性。

2.5 控制管理设备

控制管理设备主要包括工作站、服务器及收费设备等系统控制设备，一般设置于安防控制室、岗亭或收费中心，并由安保值班人员操控。

2.6 平台软件

平台软件即停车场管理软件，为停车场管理系统提供人机交互界面，同时也为其他联动系统，如视频监控系统提供接口。

3 系统特点及优势

3.1 高效性

RFID标签的读取为非接触式，即能免去停车刷卡的操作时间，亦能在相对恶劣的条件下正常识别读取，且识别读取快，提高识别效率，从而使用户的停车流程更加便捷高效[4]。

3.2 安全性

相较于一维条形码和二维码技术，RFID标签将承载信息电子化，且可采用加密保护，不易被篡改或复制。

3.3 耐久性

RFID标签由于采用电子式存储，对水、油或其他化学制品的污染有较强的抗污染性。因此不易损坏，数据保存时间也较为长久。

4 总结

综上所属，相比于刷卡方式，基于RFID技术的停车场管理系统在车辆进出场、泊车定位、反向寻车、缴费出场各流程减少了刷卡的操作，简化用户停车流程，提升用户停车效率，提高用户寻车准确性，优化用户体验；也减少了管理方的管理成本。同时，相比于视频识别方式，基于RFID技术的停车场管理系统对环境照度、车辆停放状态等方面要求较低，提高用户停车的易操作性，同时在识别准确率和系统可靠性方面更占优势。综合比较得出，基于RFID技术的停车场管理技术较传统的刷卡方式、视频识别方式较为优越，但对具体项目也可根据具体情况采用多种方式结合的方式，在不同流程采用不同技术手段，使管理方、用户等多方的综合利益最大化。

图3 用户离场流程图

同时可结合多样化管理方式，如地感线圈、超声波识别方式。

目前RFID技术已较为成熟稳定，建设成本也在降低。结合手机终端，可进一步扩大应用范围。

[1]廖鸣镝，程 佳.一种停车场反向寻车方法及装置[J].智能建筑，2015（03）：76～77.

[2]韩美林，刘有耀.RFID定位技术和常见算法比较[J].产业与科技论坛，2014，13（01）：89～91.

[3]王雷.基于RFID技术的小区车辆管理系统[D].山东师范大学，2017.

[4]张静秋.射频识别RFID技术在智能停车场管理系统中的应用[J].电脑知识与技术，2017，13（25）：170～171+177.