远距离RFID智能停车场管理系统

1、背景背景 我们常在停车场亲身 经历或看到这样的情景，车主 在道闸前停车，摇开车窗玻璃 按下读卡机的按钮得到一张停 车卡片，然后再读卡区域晃动 几下后道闸开启，车主驾车通 过道闸。这个再熟悉不过的动 作对于临时出入停车场一次的 车主来说只是麻烦一次，而对 于每天出入停车场多次的固定 车主无疑是好时费力的繁琐手 续。 背景背景 所以，如何在当 前停车场硬件建设的基础 上提高资源的使用率和利 用率，采用新技术和手段 来解决新问题、对停车场 进行智能化管理显得尤为 重要。目前，有很多人对 停车场管理的智能化进行 了研究。下面将简单地为 大家介绍远距离射频识别 技术（RFID）在智能停车 场管理系统中的

2、应用。 系统功能概述系统功能概述 本系统的远距离识别系统使用 的无源射频卡，发放给停车场固定 用户。用户把月票卡贴在汽车挡风 玻璃上，每次车辆到达停车场闸口 时，由远距离读卡设备判断是否有 授权，控制道闸自动抬起，因此固 定用户车辆可以不必停顿、长驱直 入。这极大地提高了车辆的通行效 率，减少了污染；同时免除了刮风 下雨等恶劣天气造成的种种不便。 临时用户还是采用老的管理方式， 进出停车场时驾驶人员摇开玻璃窗， 伸手取卡进入车场。 系统关键技术系统关键技术RFIDRFID技术技术 RFID是Radio Frequency Identification的缩写，即射频识别技 术，是自动识别技术中的

3、一种，通过无线射频方式进行非接触双向数 据通信，对目标加以识别并获取相关数据。RFID系统属于一种非接触 式的IC卡，它与接触式lC卡有着密切的关系。数据存储在应答器芯片 中，然而应答器的能量供应及应答器与阅读器之间的数据交换不是通 过电流的触点接通而是通过磁场或电磁场，它采用了无线电和雷达技 术。 射频识别技术具有很多突出的优点：RFID技术不需要人工干预， 不需要直接接触、不需要光学可视即可完成信息输入和处理，可工作 于各种恶劣环境，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作 快捷方便，实现了无源和免接触操作，应用便利，无机械磨损，寿命 长，机具无直接对最终用户开放的物理接口，能更好地保

4、证机具的安 全性；数据安全性能高，除标签的密码保护外，读写器和标签之间也 可互相认证，实现安全通信和存储；总体成本一直处于下降状态，越 来越接近接触式IC卡的成本，为大量应用奠定了基础。 RFIDRFID技术介绍技术介绍 该技术是国际上最先进的自动 识别技术，它具有识别距离远、识 别准确率高、识别速度快、抗干扰 能力强、无源卡片使用寿命长、等 特点。可以真正实现停车场的不停 车收费管理。大大提高了月卡用户 的出入车场的通行效率。在越来越 追求客户满意度的今天,解决了这 些给停车场带来收入的80%的固定 车主出入停车场的麻烦，将极大提 高停车场的服务质量和车辆通行效 率。 RFIDRFID系统的

5、构成系统的构成 射频识别系统由电子标签、读写器、计算机通信网络三部分组成，如下图所示 RFIDRFID系统的构成系统的构成 l电子标签：电子标签存储着需要被识别物品(物体)的相关信息，通 常被放置在需要别的物品(物体)上，它所存储的信息通常可被射频 读写器通过非接触方式读写获取。 l读写器：读写器是可以利用射频技术读写电子标签信息的设备。 读写器读出的标签信息可以通过计算机以及网络系统进行管理和信 息传输。 l计算机通信网络：在射频识别系统中，计算机通信网络通常用于对 数据进行管理，完成通信传输功能。读写器可以通过标准接口与计 算机通信网络连接，以便实现通信和数据传输功能。 RFID RFID

6、系统基本工作流程系统基本工作流程 l 读写器将无线电载波信号经过发射天线向外发射； l 当电子标签进入发射天线的工作区时，电子标签被激活，将自身信息的 代码经天线发射出去； l 系统的接收天线接收电子标签发出的载波信号，经天线的调节器传输给 读写器。读写器对接收到的信号进行解调解码，送往后台的电脑控制器； l 电脑控制器根据逻辑运算判断标签的合法性，针对不同的设定做出相应 的处理和控制，发出指令信号控制执行机构的动作； l 执行机构按照电脑的指令动作； l 通过计算机通信网络将各个监控点连接起来，构成总控信息平台，可以 根据不同的软件来完成要实现的功能。 RFIDRFID射频卡的优点射频卡的优

7、点 通过与停车场管理系统经历的各种管理介质对比，我们选用 射频卡作为智能停车场管理系统的管理介质。因为射频卡具 有以下优点： l 可靠性高、使用寿命长、维护成本低。射频卡与读卡器之间 无机械接触， 避免了由于接触读写而产生的各种故障。此外， 射频卡表面无裸露的芯片，无须担心芯片脱落、静电击穿、 弯曲损坏而使卡片失效等问题，适应各种恶劣环境。因此， 在正常使用的情况下，可以保证IC卡的使用寿命。 l 操作方便、快捷。由于非接触通信，读写器在一定的范围内 就可以完成 对卡片的操作，避免了灰尘、油污等外部恶劣环 境对射频卡的影响。射频卡使用时非常简单，不需固定方向 和位置，没有方向性，卡片以任意方向

8、掠过读写器表面，都 可以完成操作，大大提高了每次使用的速度。 RFIDRFID射频卡的优点射频卡的优点 l 保密性能好、安全可靠。每张卡片在出厂时都写有不 可更改的唯一编号 (全球唯一的序列号，制造厂家在 卡片出厂前已将此序列号固化，不可再更改)。 射频 卡与读卡器之问采用双向验证机制，即读卡器验证射 频卡的合法性，同时射频卡也验证读卡器的合法性。 l 抗干扰性强、防冲突。射频卡中存在快速防冲突机制， 能防止卡片之间 出现数据干扰，因此终端可以同时 处理多张卡片。 l 权限级别管理。可设置权限级别，增加了整个系统运 行的安全性。 智能停车场系统要求智能停车场系统要求 对于智能停车场系统来说，要

9、求灵敏度应该较高，使用的适应 性较大，安装不太复杂，同时应该不受昼夜影响可以确保在任何 环境下对车辆进行稳定可靠的监控，工程应用方便，免维护，成 本也不应该很高；射频识别设备要能实现汽车正常速度通过时， 能与电子车卡进行通信；车辆的时间、空间信息、车卡信息及数 据处理中心下传指令需在本地保存；系统应定期自检和故障自检， 及时上传设备工作状态，以供系统运行中心处理；故障排除或供 电恢复后，系统自动重启，确保停车场工作正常、数据传输完整； 软件结构模块化；能够满足交通控制设备与监控设备(如道闸、信 号灯、电子称、视频抓拍等)的接口需求。 系统功能概述系统功能概述 智能停车场管理系统是以管理系统和通

10、道识别系统组成的计算 机网络，网络通讯协议采用TCPIP协议。系统能有效、准确、智能 的对进出停车场的系统车辆(装有电子车牌的车辆)和非系统车辆(未 装有电子车牌的车辆)的数据信息识别、采集、记录并按需驻留、上 传、处理，并在必要时可以通过相应的人工干预进行补充，以避免 非正常事件(非系统车进出)的影响，确保门禁系统有高效的车辆智 能放行能力。 智能停车场系统工作流程智能停车场系统工作流程 射频识别系统有着其他识别系统无法比拟的优势，再加上射频识别系统中 数据载体的防污、防磨损性能很好，这有利于提高载体的重复使用率，增加其 使用寿命，减少使用成本，因此智能停车场管理系统我们采用射频识别系统。

11、下图为智能停车场管理系统示意图。 智能停车场系统工作流程智能停车场系统工作流程 停车场管理系统运行过程是以顾客停车取车的过程为基础的，停 车场的工作流程也始终以用户车辆进出停车场的流程为中心。停车 场用户一般分为临时用户和固定用户两大类。当车辆驶入出停车 场天线通信区时，天线以微波通讯的方式与车载射频卡进行双向数 据交换，从射频卡上读取车辆的相关信息，自动识别射频卡并判断 车卡是否有效和合法性，车道控制电脑显示与该射频卡一一对应的 车牌号码及驾驶员等资料信息；车道控制电脑自动将通过时间、车 辆和驾驶员的有关信息存入数据库中，车道控制电脑根据独到的数 据进行判断来做出放行或禁止的决策。 智能停车

12、场系统工作流程智能停车场系统工作流程 u临时用户 临时用户是指临时使用停车场停车的用户，这类用户的停车行为一般 具有临时性，随机性，使用频次低的特征。临时用户潜在数量庞大且身 份不确定。 u固定用户 固定用户是指长期固定使用停车场停车的用户，这类用户的停车行为 一般具有长期性、规律性、使用频次高的特征。固定用户一般是停车场 附近单位的工作人员或生活区的住户，数量在一定时间内是确定的。针 对停车场用户一般分为临时用户和固定用户的实际情况，系统出入场 流程也分为临时用户和固定用户的两种情况。 系统拓扑结构系统拓扑结构 车辆入场工作流程车辆入场工作流程 车辆入场工作流程 车辆入场工作流程车辆入场工作

13、流程 l 临时车辆入场工作流程 临时车辆进入停车场时，设在车道 下的车辆感应线圈检测到车辆的到来。 将有车信号传送给入口控制器，入口 控制器获取车辆到来的信号后，向相 关设 备发出指令，启动摄像系统和 车辆识别系统。经计算机对图像进行 处理后，记录车辆的牌照信息、颜色 信息、车型信息等。语音提示设备提 示用户按动取卡 按钮，入口控制器 检测到取卡信号后，通过串口给发卡 机发送发卡命令。发卡机接到命令后， 发出一张临时用户卡，刚才系统所获 取的信息即与此卡的ID号对应起来。 车辆入场工作流程车辆入场工作流程 同时语音提示器提示用户取走临时 卡。如果用户在规定时间内不取 卡， 发卡机将自动吞回用户

14、卡，入口控 制器取消此次入场操作。用户取走 卡后， 发卡机发出用户已取走卡的 信号给入口控制器，入口控制器抬 起栏杆，用户驾 车驶入停车场。入 口电动栏杆检测到配套车辆检测器 信号出现“有车一无车 变化后， 才自动将栏杆放下，以杜绝砸车事 件的发生。入口控制器接收到入口 栏杆出现“抬杆落杆”的动作后， 确认本次入场过程已经完成。 车辆入场工作流程车辆入场工作流程 车辆入场工作流程如上图所示。当持长期卡的用户车辆进入入口读卡器的感 应范围时，读卡器即与射频卡之间建立起信息交换系统，射频卡向读卡器发送卡 信息，读卡器判断射频卡的合法性和时间有效性，如有效则获取射频卡的ID号， 并将其送至数据处理中

15、心。同时，摄像系统和车辆识别系统将启动。摄入车辆图 像，经车辆识别系统分析后，获得牌照信息、颜色信息、车型信息等；数据处理 中心根据读卡器上传的ID号，查询数据库中与此ID号相关的车辆信息，并与刚才 实时获取的信息进行比对，若不符合则拒绝放行，同时给出告警信息和出错提示 信息。 l 长期卡车辆入场工作流程 车辆入场工作流程车辆入场工作流程 l 长期卡车辆入场工作流程 另外，数据处理中心还会检查此固定卡是否过期。若符合条件，则给入口控 制器一个有效信号，抬起栏杆，用户驾车驶入停车场。入口电动栏杆检测到配套 车辆检测器信号出现“有车一无车”变化后，将栏杆放下。入口控制器接收到入 口栏杆出现“抬杆一

16、落杆”的动作后，确认本次入场过程已经完成。由于长期卡 与读卡器的信息交换距离在从几米到数十米，并且都是在空间里完成的，时间花 销短，所以当车辆到达入口时，电动栏杆已经抬起，这样便实现了固定用户的不 停车操作。 车辆出场工作流程车辆出场工作流程 车辆出场工作流程图如下图所示： 车辆出场工作流程车辆出场工作流程 l 临时车辆出场工作流程 用户驾驶车辆进入停车场离场通道，停在出口处，车辆检测器检测到有 车后，向出口控制器发出有车信号。摄像系统和车辆识别系统启动，摄入车 辆图像，经车辆识别系统分析后，获得牌照信息、颜色信息、车型信息等； 用户将入场时取得的用户卡交给管理人员，管理人员通过出口读卡机读取

17、用 户卡ID信息，并将用户卡收回循环使用。数据中心通过检索数据库中对应lD 号，获得该用户卡的类型(临时卡)、入场时间，并查询数据库中与此ID号相 关的车辆信息，与刚才实时获取的信息进行比对，若不符合则拒绝放行，并 给出告警信息和出错提示信息。 车辆出场工作流程车辆出场工作流程 l 临时车辆出场工作流程 若符合，数据中心根据车辆在场内停留时间和计费费率，计算出用户应缴费额， 同时显示在金额显示器屏幕上，语音提示设备提示用户应缴纳的金额，用户交纳相 应费用后，管理人员将通过出场控制器打开出口电动栏杆，用户驾车驶出停车场。 出口电动栏杆检测到配套车辆检测器信号出现“有车一 无车”变化后，自动将栏杆

18、 放下。计算机接收到出口栏杆出现“抬杆一落杆”动作后，确认本次出场过程已经 完成，将先前获得的用户卡号、入场时间、出场时间保存到相应数据库中备查，完 成一次出场过程。 车辆出场工作流程车辆出场工作流程 l 长期卡车辆入场工作流程 持长期卡用户的车辆到达停车场 出口时，读卡器获取该卡的信息，将 信息上送到数据处理中心，启动车辆 图像识别系统，判断用户卡的有效性 和密码，并将数据中心查询到的信息 与此ID号相关的车辆信息与车辆识别 系统获取的信息进行比对，如果符合， 则给出口控制器一个有效信号，由出 口控制器控制抬起出口电动栏杆，用 户驾车离开停车场，完成一次出场过 程。 智能停车场管理系统主要设备智能停车场管理系统主要设备 l 入口控制设备：包括入口自动吐卡机、入口读卡器、车辆检测器、电动 栏杆等。 l 用户收费终端设备：包括计算机、视频捕捉卡、票据打印机等。 l 数据处