超高頻RFID車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)研究

　　RFID作為物聯(lián)網(wǎng)中的重要技術(shù)，近年來(lái)以其低廉、安全、高效的特點(diǎn)得到廣泛的關(guān)注和研究。文中提出了一種基于超高頻RFID的智能車輛管理系統(tǒng)（即車聯(lián)網(wǎng)）。該系統(tǒng)由RFID硬件系統(tǒng)、CDMA系統(tǒng)、GIA系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)車輛的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、測(cè)速、監(jiān)控和管理，以解決當(dāng)前嚴(yán)峻的道路擁堵、車輛超速超載、車輛盜竊及公務(wù)車管理等問(wèn)題。

　　0 引言

　　隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)居民汽車保有量逐年增加，劇增的車輛給當(dāng)今的車輛管理帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)：汽車擁堵、車輛盜竊、車輛身份識(shí)別難、由超速導(dǎo)致的交通事故頻發(fā)。如何能運(yùn)用科技手段有效地利用道路資源，保持道路暢通；明晰車輛身份，使單位可以有效管理車輛進(jìn)出入；遏制車輛超速超載，保障車輛行駛安全；提升車輛“自衛(wèi)”等級(jí)，防范車輛盜竊；透明公務(wù)車身份信息，限制公務(wù)車私用？本文提出一種基于超高頻RFID、GSM、GIA 的智能車輛管理系統(tǒng)對(duì)上述問(wèn)題的解決方案。本文的第2 部分?jǐn)⑹隽酥悄苘囕v管理系統(tǒng)在封閉的大學(xué)校園內(nèi)識(shí)別進(jìn)出入車輛身份，以加強(qiáng)對(duì)進(jìn)出、停放校園車輛的管理。第3 部分?jǐn)⑹隽酥悄苘囕v管理系統(tǒng)在開(kāi)放的道路網(wǎng)中對(duì)道路信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，以方便交通部門優(yōu)化交通流、合理配置道路資源；并對(duì)危特車輛進(jìn)行定位、測(cè)速、跟蹤、身份信息讀取。第4 部分結(jié)合當(dāng)前全軍及武警部隊(duì)更換新軍牌的形勢(shì)，提出了全國(guó)更換新型RFID智能車牌及運(yùn)用本智能車輛管理系統(tǒng)的設(shè)想，并闡述了本系統(tǒng)對(duì)當(dāng)前車輛管理難題的解決方案。

　　1 應(yīng)用于封閉區(qū)域的車輛身份識(shí)別及管理子系統(tǒng)

　　大學(xué)是個(gè)相對(duì)開(kāi)放的環(huán)境，大學(xué)區(qū)域內(nèi)車輛的復(fù)雜性和車輛管理的分散性給大學(xué)師生的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了隱患，尤其是2010 年河北大學(xué)發(fā)生了震驚國(guó)人的“我爸是李剛事件”，使得整治校園秩序，加強(qiáng)對(duì)進(jìn)出、停放校園車輛的管理，保障師生的生命和財(cái)產(chǎn)安全變得尤為重要。

　　1.1 車輛身份識(shí)別系統(tǒng)現(xiàn)狀

　　目前，一部分大學(xué)的車輛管理采用人工判別：即校方給本單位的車輛發(fā)放紙質(zhì)標(biāo)識(shí)牌，由門衛(wèi)鑒別出入車輛是否屬于本單位，外來(lái)車輛到指定地點(diǎn)辦理臨時(shí)訪問(wèn)手續(xù)。此方式不僅效率低，檢查延誤時(shí)間長(zhǎng)，更因其沒(méi)有采用技術(shù)手段防偽，為偽造標(biāo)識(shí)牌埋下了隱患。

　　另一部分大學(xué)采用一種感應(yīng)式IC 卡出入管理系統(tǒng)。這種卡雖具有安全保密、不易被仿造、攜帶方便、經(jīng)久耐用等特點(diǎn)，但這種傳統(tǒng)的IC 卡本身是一種近距離感應(yīng)卡，識(shí)讀距離只有幾厘米。在實(shí)際使用中，車主需要將車輛停下來(lái)，搖下車窗，手持IC 卡伸出車窗外，進(jìn)行刷卡，再繼續(xù)進(jìn)出。這種車輛出入管理系統(tǒng)與上一種管理系統(tǒng)相比，在檢查期間耗費(fèi)的時(shí)間更長(zhǎng)，且并未給車主帶來(lái)方便，尤其在雨雪天氣、酷熱天氣等氣候下使得車主更為不便；IC 卡車輛出入管理系統(tǒng)本質(zhì)上是需要停車的，不能實(shí)現(xiàn)更為先進(jìn)和人性化的無(wú)障礙自動(dòng)出入。

　　1.2 系統(tǒng)組成

　　車輛管理系統(tǒng)主要由RFID 硬件部分（有源RFID 智能牌照、遠(yuǎn)距離閱讀器、通道控制器、道閘）、圖像抓拍模塊、計(jì)算機(jī)及軟件管理系統(tǒng)構(gòu)成。

　　1.3 工作原理

　　本系統(tǒng)采用UHF 遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別技術(shù)，每部車輛上均安裝有預(yù)先在車輛進(jìn)出入系統(tǒng)注冊(cè)的有源RFID 智能牌照。

　　RFID 車牌儲(chǔ)存的信息包括車輛部門、車牌號(hào)、司機(jī)姓名以及身份證號(hào)。有源RFID 牌照會(huì)不斷地發(fā)射超高頻信號(hào)，當(dāng)安裝在出入口附近的遠(yuǎn)距離閱讀器接收到信號(hào)后，遠(yuǎn)距離讀卡器通過(guò)485（或者韋根）接口將卡信號(hào)發(fā)給通道控制器。通道控制器判斷牌照的合法性，如果合法，則控制器上的繼電器驅(qū)動(dòng)道閘開(kāi)啟，允許車輛出入，否則不予放行。外來(lái)車輛由于沒(méi)有專屬本單位的牌照，車輛進(jìn)入有源識(shí)別區(qū)后智能道閘控制器沒(méi)有接收信息， 產(chǎn)生中斷信號(hào)， 此時(shí)智能道閘控制器發(fā)出警示命令， 語(yǔ)音設(shè)備提示駕駛員停車， 并到門衛(wèi)處登記， 同時(shí)自動(dòng)啟動(dòng)攝像機(jī)抓拍車輛有效信息（車牌號(hào)碼）。此時(shí)，駕駛員需要配合門衛(wèi)到門衛(wèi)室登記，之后由門衛(wèi)通過(guò)無(wú)線遙控裝置操作智能道閘控制器開(kāi)啟道閘。校園的每個(gè)大門的門衛(wèi)室作為系統(tǒng)分控點(diǎn)，由計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)記錄車輛出入記錄，包括出入時(shí)間、車輛部門、車主信息。

　　1.4 系統(tǒng)特點(diǎn)

　　本車輛管理系統(tǒng)的主要特點(diǎn)如下：

　　（1）遠(yuǎn)距離：閱讀距離10 m 以內(nèi)可輕松實(shí)現(xiàn)。由于車輛門禁的實(shí)際要求，讀卡距離不宜過(guò)長(zhǎng)。本方案無(wú)須人工靠近刷卡或要在指定區(qū)域內(nèi)通過(guò)才能識(shí)別，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)識(shí)別，可以避免在惡劣天氣下司機(jī)必須搖窗靠近閱讀器才能刷卡等問(wèn)題，因而在高峰時(shí)間可有效緩解出入庫(kù)車輛過(guò)多、排隊(duì)刷卡帶來(lái)的堵塞問(wèn)題。

　?。?）運(yùn)行穩(wěn)定：遠(yuǎn)距離閱讀器閱讀距離穩(wěn)定，不易受周邊環(huán)境影響。有源RFID 可以有效突破汽車防爆金屬網(wǎng)的屏蔽作用，順利與閱讀器交換數(shù)據(jù)。

　?。?） 可靠性高：環(huán)境溫度-40 ~ 85℃內(nèi)能完全正常運(yùn)行，尤其是在北方低溫和南方高溫狀態(tài)下更顯優(yōu)勢(shì)，可以有效抵抗空氣中的灰塵和污染物。

　?。?） 高抗干擾：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)各種干擾源無(wú)特殊要求，安裝方便簡(jiǎn)單。

　　（5） 超低功耗：使用壽命長(zhǎng)，平均成本低，并且對(duì)人體安全、更健康，無(wú)輻射損害。

　?。?） 防沖突性： 先進(jìn)的防碰撞技術(shù)，可每秒同時(shí)識(shí)別上百個(gè)標(biāo)簽。