智慧社区车辆出入管理系统设计

智能化小区车辆出入管理系统设计

摘要

伴随社会的进步和发展，人们的生活方式发生着深刻的变化，都市的交通拥

挤便是现象之一。都市由于交通工具的增长，导致交通挤塞或混乱，不易于人

们的出行，由此人们开始寻找高技术并且有效的措施去处理这个问题。智能化

的停车场应运产生，这不仅可以有效地处理乱停乱放导致的交通混乱，并且可

以增进交通设施的正规化建设，同步也最大程度地减少车主汽车被盗的忧虑。

针对这些状况，设计了基于RFID的智能化小区车辆管理系统。停车场管理

系统是一种以非接触式IC卡为车辆出入停车场凭证、以车辆图像对比管理为关

键的多媒体综合车辆收费管理系统。该系统将先进的IC卡识别技术和高速的视

频图像存储比较相结合，通过计算机的图像处理，对车辆进出停车场的保安和

管理等进行全方位管理。本文详细简介了系统构造、工作流程和设计思绪。

关键词：RFID,非接触，智能化，车辆管理

TheDesignofIntelligentParkinglotManagementsystem

Abstract

Alongwithsocialprogressanddevelopment,thelifestyleofthe

peopleischangingtremendously,Thecity1strafficcongestionisone

ofthephenomena.Cityduetotheincreaseoftransport,resultingin

trafficcongestionorconfusion,anddifficulttotravelinthepeople,

whichpeoplearelookingforhigh-techandeffectivewaytosolvethis

problem.

Intelligentparkinglottobeshippedproduce,whichcannotonly

effectivelysolveLuantingluanfangcausedtrafficchaos,butalso

promotethestandardizationconstructionoftransportfacilities,but

alsotominimizetheworriesofownersofthecarisstolen.

Fortheseconditions,thedesignoftheIntelligentCommunityVehicle

ManagementSystemisbasedonRFID.Multimediaintegratedparking

managementsystemisanon-contactICcard,vehicleaccessparking

credentials,vehicleimagecontrastmanagementasthecorevehicle

chargingmanagementsystem.ThesystemwillbeadvancedICcard

recognitiontechnologyandhigh-speedvideoimagesarestoredthe

combination,bycomputerimageprocessing,all-roundmanagementof

vehiclesenteringandleavingthecarparksecurityandmanagement.This

paperdescribesthesystemarchitecture,workflow,anddesignideas.

Keyword：RFID,non-contact,intelligent,themanagementofvehicle

第一章序言.....................................................

1.1选题背景及意义...........................................

1.2射频识别简介.............................................

1.2.1RFID的发展历史....................................

1.2.2电子标签RFID七大特点............................

1.3RFID发展现实状况及存在的问题..........................

1.3.1国内外发展现实状况................................

1.3.2RFID发展存在日勺问题...............................

第二章RFID技术论述及工作流程.................................

2.1RFID系统的构成部分及工作原理...........................

的基本构成部分..........................................

2.1.2RFID工作原理.....................................

2.2RFID系统基本工作流程...................................

第三章系统工作流程分析.......................................

3.1智能停车场系统工作流程..................................

3.2车辆入场分析............................................

、月租卡车辆入场工作流程..............................

、一般卡车辆入场工作流程...............................

3.3车辆出场分析............................................

3.3.1长期卡车辆出场工作流程............................

一般卡车辆出场工作流程.................................

第四章系统设计.................................................

系统构架设计................................................

4.2系统硬件设计...........................................

主控机（PC机）.........................................

抓拍设备................................................

感应设备.................................................

辅助灯光.................................................

4.3系统软件模块设计.......................................

总结.............................................................

参照文献.........................................................

谢辞.............................................................

第一章序言

1.1选题背景及意义

伴随社会日勺进步和发展，人们的生活方式发生着深刻日勺变化，都市的交通拥

挤便是现象之一。都市由于运送工具日勺增长，导致交通挤塞或混乱，不易于人们

日勺出行，由此人们开始去寻找高技术并且有效的措施去处理这个问题。智能化停

车场应运产生，这不仅可以有效地处理乱停乱放导致的交通混乱，并且可以增进

交通设施的正规化建设，同步也最大程度地减少车主汽车被盗的忧虑。

停车管理，是针对建设安全文明小区的管理需要，管理目的为物业小区内车

主日勺汽车，小区内日勺长期顾客为重点服务对象，以符合小区顾客安全，以便，快

捷的规定，同步符合物业企业管理高效，服务优质日勺目的。

停车场管理系统是一种以非接触式TC卡为车辆出入停车场凭证、以车辆图

像对比管理为关键的多媒体综合车辆收费管理系统。该系统将先进的IC卡识别

技术和高速的视频图像存储比较相结合，通过计算机的图像处理，对车辆进出停

车场的保安和管理等进行全方位管理。

1.2射频识别简介

射频识别即RFID(RadioFrequencyIdentification)技术，又称电子标

签、无线射频识别通过无线电信号读写数据以确定详细的目的，而不需要通过建

立光学或机械接触连接识别系统与目的之间，它是一种通信技术。

RFID的发展历史

1948年哈里•斯托克曼刊登日勺“运用反射功率的通信”奠定了射频识别RFID

日勺理论基础。

1941〜1950年雷达技术的发展催生了RFID技术，在1948年RFID技术奠

定了理论基础。

1951-1970年RFID理论已经进入一种新日勺应用尝试阶段。

1971〜1980年RFID技术和产品开发处在大发展的时期，多种RFID技术测

试加速，出现了某些初期日勺RFID应用。

1981~1990年RFID技术及产品进入大规模生产应用阶段。

1991〜2023年RFID原则化问题越来越得到重视，RFTD识别产品已逐渐成

为人们生活中的一部分。

2023至今原则化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类愈加多样化，成本

不停下降，规模应用行业扩大。

电子标签RFID七大特点

RFID与老式识别技术相比，有如下优势：

(1)、形状多样化、体积小型化

RF1D并不受大小和形状的限制。此外，RFID标签，以较小日勺和更多样化日勺

形式发展，以合用于不一样的产品。

(2)、迅速扫描

条形码一次只能有一种条形码受到扫描；RFID辨识器可同步读取多种

RFID标签。

(3)、可反复使用

RFID标签则可以反复地更新RFID卷标内储存的数据，比起老式条形码无法更

改日勺缺陷，RFID标签更以便信息的修改。

(4)、安全性

由于RFID承载日勺是电子式信息，其数据内容可经由密码保护，使其内容不

易被伪造及变造。

(5)、数据日勺存储容量大

一维条形码的容量是50Bytes,二维条形码容量最大可存储3000字符，

RFID最大的容量则有几M。伴随物品所带的资料量有不停扩大的趋势，卷标存储

容量的扩大也成必然规定。

(6)、高穿透性和无障碍阅读

在被覆盖日勺状况下，RFID可以穿透纸张、木材和塑料等非金属或非透明日勺

材质，并可以进行穿透性通信。而条码扫描器在靠近且没有物体遮挡的状况下，

才可以阅读。

(7)、耐久性和抗污染性

老式条形码轻易受到水、油等污染，但RFID能很好抵御这些物质的污染。

此外，RFID是将信息存储在芯片中，比起附在包装纸上的条形码，可以免受折

损。

1.3RFID发展现实状况及存在的问题

国内外发展现实状况

国外：从全球日勺范围来看，美国已经在RFID原则的建立，有关软硬件的开

发和应用领域走在世界的前列。欧洲RFID原则追上美国主导的EPCglobal原贝h

在封闭系统应用方面，欧洲与美国基本处在同一阶段。日本虽然已经提出UID

原则，但重要得到的是本国厂商的支持，如要成为国际原则尚有很长的路要走。

RFID在韩国的重要性得到了加强，政府给与了高度的重视，但至今韩国在RFID

的原则上仍模糊不清。

国内：射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。

可以说，我国射频识别产品市场是十分巨大的，射频识别技术应用状况还处在初

级阶段，市场前景十分广阔。国内RFID研发重要集中在北京、上海等大都市。

目前，上海RF1D产业链已初步形成，包括上海华虹，复旦微电子，上海贝岭为

代表日勺国内芯片设计企业，以及像上海申博这样的芯片封装厂商和上海华中为代

表的电子标签终端设备厂商。北京在上游产品日勺自主开发方面起色不大，但在应

用系统的集成方面却发展较快，该领域实华开。维深电子等企业十分活跃。在技

术方面，AutoID中国试验室依托于复旦大学，作为全球AutoID六个试验室之

一，在EPC的技术研究上保证我国与世界同步，同步又能提供本土化的支持。

RFID发展存在的问题

目前RFID产品识别技术尚有如下问题需要克服。

(1)、技术不成熟

仅RFTD标签就十几元日勺成本，而条形码标签的单价只有2美分。目前，全

球RFID标签的年需求量约为10万片，只有超过50亿片的需求，价格才能减少

到两美分。沃尔玛日勺RFID技术合作商Tag-istics企业总裁克里斯多夫简介

说，RFID系统一般是在美国定价2.5亿美元左右。

(2)、原则未统一

目前既有两大原则：日本UID和欧美日勺EPC,两大原则组织互不兼容的对抗局

面，而中国也开始制定自己的RFID原则。为适应方场化需求，我们有必要建立统

一日勺原则。

(3)、安全性有待加强

有关RF1D技术的大规模应用还波及到隐私和安全问题。目前的RFID技术要

想在对信息有保密规定的领域展开应用还存在障碍。而怎样不会增长太多成

本，同步提高电子标签的安全性有待深入研究。

第二章RFID技术论述及工作流程

2.1RFID系统的构成部分及工作原理

RFID的!基本构成部分：

标签(Tag)：由耦合元件及芯片构成，每个标签具有唯一的电子编码，

附着在物体上标识目的对象

阅读器（Reader）：读取（有时还可以写入）标签信息日勺设备，可设

计为固定式或手持式;

天线在标签和阅读器间传递信号。

数据

图1射频识别系统的基本模型图

RFID工作原理：

RFID日勺阅读器通过天线发送出某一频率的信号，当RFID标签进入磁场时，

凭借感应电流所获得的能量发送出信息（无源标签，PassiveTag）,或者积极

发送出某一定频率的信号（有源标签，ActiveTag）；然后，读写器读取信息并

将解码的数据传播到中央信息系统进行有关的数据处理。

2.2RFID系统基本工作流程

系统的基本工作流程如下：

(1)读写器经发射天线向外发射无线电载波信号后；

(2)当电子标签进入发射天线工作区域被激活，电子标签通过天线发出自己的信

息代码；

(3)系统日勺接受天线接受电子标签日勺载波信号，经天线的调整器向读写器发出。

读写器接受到的信号解调解码，传送到电脑控制器；

(4)电脑控制器根据逻辑运算判断不一样的设置标签的合法性，做出合适的处理

和控制，发出指令信号控制的执行机构的动作；

(5)执行机构按照电脑的指令动作；

(6)通过计算机通信网络连接各监测点，构成了总量控制的信息平台，可以根据

不一样的软件完毕要实现的功能。

第三章系统工作流程分析

3.1智能停车场系统工作流程

射频识别系统具有其他识别系统无法比拟的优势，再加上良好日勺防污，抗磨

损性能日勺射频识别系统日勺数据载体，这将有助于提高重用载体，提高其使用走命,

减少使用成本，因此，停车场管理系统使用射频浜别系统。

停车场管理系统运行过程是顾客停车取车，停车场的工作过程也一直是顾客

车辆的流入和流出停车场。停车场顾客一般分为一般顾客和固定顾客的两类。当

车辆驶入/出停车天线通信区时，天线以微波通信的方式与同车日勺射频卡进行双

向数据互换，从射频卡读取车辆日勺有关信息，射频卡自动识别，并判断车卡的有

效性和合法性。车道控制电脑显示与射频卡的数据和信息日勺车牌号码和司机一种

---对应；车道控制电脑自动通过时间、车辆和驾驶员日勺信息存储在数据库中，

车道控制计算机，根据数据进行处理做出决定释放或严禁的决策。

(1)固定顾客

停车场使用者长期使用的固定顾客，这些顾客的停车行为，一般具有长期性,

规律性，使用频率高的特点。固定顾客一般指的是停车场附近的住户或者单位工

作的人员，数量在一定期间内确定。

(2)一般顾客

一般顾客指停车场临时使用的顾客，这些顾客日勺停车行为一般都是临时日勺，

随机的，使用低频率低，是潜在的巨大顾客群且身份不确定性。

针对停车场顾客一般分为固定顾客和一般顾客日勺实际状况，系统出/入场流

程也分为固定顾客和一般顾客日勺两种状况。

3.2车辆入场分析

月租卡车辆入场工作流程

当持月租卡顾客车辆进入入口读卡器感应范围，读卡器与射频卡建立一种信

息互换系统，射频卡信息发送到读卡器，读卡器来判断射频卡的合法性和有效

性，如有效则访问射频卡日勺ID号，发送到数据处理中心。与此同步，摄像系统

和车辆识别系统将开始运行。摄取车辆图像，经主辆识别系统日勺分析，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ID号，查询数据

库中与此ID有关的车辆信息，数据处理中心和实时获取的信息对比，若不符合

则拒绝释放，并给出告警信息和错误提醒消息。此外，数据处理中心将检查这个

固定卡与否已过期。假如他们符合条件，一种有效信号传送给入口控制器，抬起

栏杆，顾客开车进入停车区域。入口的栏杆检测到配套的车辆，检测汽车信号出

现“有车-无车”日勺变化后，将栏杆放下。入口控制器接受到入口栏杆出现“抬

杆一落杆”日勺动作后，确认本次入场过程已完毕。由于月租卡与读卡器的信息互

换距离，从十几米到几十米，并在空间完毕，时间短，因此，当车辆进入，电围

栏已解除，以实现固定顾客并不停车进场。

、一般卡车辆入场工作流程

车辆临时进入停车场，车辆在车道上，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，以获得车辆抵达的信号，向有关设备发出指令，启动摄

像系统和车辆识别系统。通过计算机对图像处理，记录车辆牌照信息，颜色信息,

车型信息等。语音提醒装置会提醒顾客按取卡按钮，入口控制器检测卡采集的信

号，通过串口给发卡机发送发卡机命令。接到命令后，发卡机发出一种一般的顾

客卡，刚刚系统所获取的信息即于此卡ID号对应起来。同步，语音提醒，提醒

顾客取走一般卡。假如顾客不取卡，在指定期间内发出将自动退回顾客卡，取消

入场操作。顾客取走卡后，顾客已经取走了卡的信号传送给入口控制器，进口控

制器抬起电梯栏杆，顾客开车进入停车场。入口的电动栏杆检测到匹配日勺车辆，

检测汽车信号出现“有车-无车”的变化，将栏杆放下，以防止砸车事件。

3.3车辆出场分析

长期卡车辆出场工作流程

持长期卡顾客的车辆抵达时停车场出口，获取读卡器日勺信息，信息发送到数

据处理中心上，启动的车辆图像识别系统，并确定的顾客卡和密码的有效性，并

从数据中心查询资料，有关车辆的信息，并获得车辆识别信息的ID号，假如符合,

则给出口控制器一种有效信号，由出口控制器抬起出口电动栏杆，顾客离开停车

区域，出场完毕。

一般卡车辆出场工作流程

顾客驾驶车辆进入停车场离开的通道，并停在车辆检测器的出口处，车辆检

测器检测到有车后，一种有效信号向出口控制器发出。开始启动摄像系统和车辆

识别系统，摄取的车辆图像，经车辆识别系统日勺分析，获得牌照信息，颜色信息,

车型信息等；顾客把顾客卡交给管理人员在入场时获得的，管理人员通过出口读

卡机读取顾客卡ID信息，并将顾客卡收回循环使用。

图2车辆入场工作流程

图3车辆出场工作流程

第四章系统设计

系统构架设计

小区车辆管理系统重要包括：停车场出入口日勺读写器，一种控制中心，一种数据

库和大量车卡。如图1

车辆出入管理系统

图1智能停车场管理系统模型

系统通过控制中心与RF1D读写器之间进行通信，读取车辆RFID标签日勺信息，

然后验证车辆日勺有效身份，管理车辆日勺出入。控制中心上日勺系统软件实现对车辆

多种信息日勺采集、管理，记录出入车辆的信息。

工作原理：在入口处，车辆靠近感应线圈时，由磁感应原理可知，检测器产

生触发信号通过线圈的磁通量变化，该触发信号被控制板检测到，将通过车牌摄

像机摄车辆，并将照片保留到主控机中以JPG压缩方式，同步主控机自动迅速

识别车辆的车牌号码，并与保留在数据库里的合法车辆进行比对，检查车牌号码

的有效性。若该车辆合法，告知控制板控制道闸控制器通过RS232串口开放，车

辆进入，当汽车离开感应线圈，一种触发信号由主辆检测器产生，该信号被控制

板检测到后会使道闸机放下。

在出口处，当车辆通过感应线圈对应区域时，车辆检测器产生有效的触发信

号，该信号表明有车辆来，同样拍摄识别该牌号码，若车辆已被确认作出出库登

记，则放行。若车辆没有被确认，则系统提醒请管理人员作出对应操作。车辆离

开后，当汽车离开感应区域时，一种触发信号被主辆检测器产生，控制板检测到

信号后，控制道闸机自动放下栏杆。

4.2系统硬件设计

主控机（PC机）

整个系统R勺关键部分是主控机"重要包括PC主板、RS232串H通信、图像采

集卡、控制板、专业的识别控制软件和网卡等。

PC主板采用Intel845系列或以上系列芯片构成的CPUP42.0G以上，内存容

量至少256M以上，硬盘容量为80G以上；系统基于Windows2023操作系统，SQL

Server的数据库管理系统。可以与其他电脑进行联网。

系统采用的图像采集卡，具有高可靠性，同步作为一种系统的图像采集设备,

可以及时并且动态地监视停车场的进出口。

PC主板可把车辆检测器检测到日勺车辆通过状态的开关信号通过隔离输入到

控制板日勺输入端口，主控机通过RS232从控制板的输入信号得到车辆通过和离开

信号。PC主板还可将控制板的触发信号转换成控制信号，控制闪光灯。

专业的识别控制软件可触发抓拍设备采图；对采集的图片进行压缩，可存储

至少俩百万张车辆图片；自动识别并存储车牌号码，同步存储车牌颜色、访问时

间等信息，可进行字符训练，提高识别率；可对车辆进行自动报警；可以控制闪

光灯闪光；可以管理道闸机的降落；有着门狗的功能，假如系统运行出现故障，

可以自行恢复。

抓拍设备

抓拍设备包括ChargeCoupledDevice(电荷耦合器件,缩写为CCD)摄像机、

镜头、防护罩。

摄像机为三洋(SANYOVCC-6592P)低照度彩色摄像机，该摄像机扫描系统

为PAL原则，摄像元件为1/3英寸固态图像装置CCD,辨别率水平520视频线，0.31ux

低照度，视频信噪比不小于48db,电子快门可手动调整(1/50〜1/10000),自

动增益AGC可设置，Y/C信号输出。该摄像机性能稳定，适合于长时间工作。

镜头采用5〜50nlm手动调焦、自动光圈、直流驱动镜头。由于光照和目的距

离变化大，一般规定使用自动光圈镜头，同步具有受到变焦功能，以体现高清日勺

优势，

防护罩采用室外双层全天候护罩，密封性高，以防止雨水进入，还具有遮阳

功能，同步配有温度继电器，在温度高时自动打开风扇冷却，低时自动加热。

防护罩必须有足够的强度，安装界面必须牢固，视窗应当是清晰透明日勺炙全

玻璃,PMMA板或聚碳酸酯板,pc板也叫聚碳酸脂板。防护等级符合IP55原则。

感应设备

感应设备包括车辆检测器和地感线圈。

车辆检测器是通过地感线圈来检测线圈区域与否有车辆存在的，系统是通过

车辆检测器给日勺信号来判断线圈区域与否有车，然后做出与否抬降杆或者其他功

能日勺验证。地感线圈是最可靠，最稳定的检测方式，现已被广泛应用。地感线圈

采用高温导线，导体是多股软铜线，截面积为2.5ninf。

辅助灯光

辅助灯光重要包括金卤灯和闪光灯，用于在夜间补光。金卤灯重要是照亮出

入口的周围场景，精确地拍摄车辆在夜间日勺特性。闪光灯可以改善夜间的图片质

量，提高夜间车牌的识别率。

4.3系统软件模块设计

图3为车辆管理信息系统的软件体系构造，重要包括入口控制系统、车辆识别

系统、顾客管理系统、出口控制系统。

车辆管理系统

图4车辆信息管理系统软件体系构造图

入/出口控制系统重要包括启动/关闭道闸。车辆检测系统重要用于检测车辆

与否抵达出入口和车辆与否通过道闸。发/收卡读卡系统重要读写RFID卡，该系

统与数据库配合使用，当固定顾客（贴有RFTD标签）的车辆到来时，RFTD读卡

器读取RFID信息，并将此信息对比数据库里日勺信息.以验证RFID标签的有效

性，同步为一般顾客（没有RFID标签）提供发/收卡服务。摄像系统记录来访车

辆的信息，将为管理人员提供出入口日勺实时状况，以便后来信息回调，提高安全

性。语音系统将给一般车主提供某些取卡收卡的信息。数据库系统为车辆的管

理提供一种行之有效的措施，尽量减少人为的参与，提高系统的效率。顾客基本

信息系统将提供简朴的操作界面，以便管理人员使用。

总结

本文简介日勺智能化车辆管理系统，运用射频技术作为识别标签，能充足运用

RFID的迅速扫描和识别功能，使系统工作在最佳状态，从而具有劳动强度小，

实用以便日勺特点。比较人工停车场管理系统，该系统非接触，自动识别，劳动强

度低，具有一定的市场价值。

由于时间和其他客观上的原因，本次设计没有对系统进行收费等其他的分

析，不过对设计有一种很好的理论基础。设计的最终止果是实现小区智能化车辆

管理。

本次设计基本实现了所规定的各项指标，但由于欠缺时间、水平和经脸，此

设计在许多方面还存在着局限性，例如系统的收费分析、软件设计合理性等问题,

这些都尚有待处理。通过本次射频课程设计，我对射频技术有了深入的熟悉和更

深入的学习，也是我认识到书本知识与实际应用的区别。在实际应用中碰到的许

多问题，都需要我们详细分析，并一步步去处理它，只有不停地学习才会有不停

地提高。

参照文献

［1］刘勃.基于RFID时停车场智能管理系统［J］.计算机与数字工程，2023.

［2］赵先雷.智能化等车场车辆进出管理系统日勺实现［J］.微处理机，2023.

［3］李云飞.智能停车场射频I