RFID无源电子标签技术在车辆出入管理中的应用模式探讨

交通运输部科学研究院 张永军 刚红润

RFID无源电子标签技术在车辆出入管理中的应用模式探讨

交通运输部科学研究院 张永军 刚红润

本文介绍基于物联网系统技术建设的几种企事业单位车辆出入管理系统，它采用物联网系统的核心技术RFID无源电子标签，解决了车辆出入的身份识别以及停车场内部剩余车位实时统计问题，并且可以将若干个企事业单位的车辆出入管理网络化。

物联网系统；RFID；无源电子标签

1.引言

目前企事业单位在卡口的车辆出入管理大多采用手动吐卡抬杆的方式进行管理，还有一些采用有源电子标签（即一个带有电池的远程电子产品设备），这两种方式都存在着很难克服的技术缺陷。作为物联网系统的核心技术，RFID无源电子标签，在车辆出入的管理中应用越来越广泛。用户仅仅需要在车上贴取一个几元钱的标签即可。本文详细地介绍RFID技术在车辆出入管理中的几种应用方式以及其它几种应用技术的简单比对和说明。

2.RFID车辆出入管理系统工作原理

在车辆上一次性粘贴一张电子标签，并在数据库中将电子标签号和车牌号绑定，当该车驶入车辆入口车道时，车道的电子读头从车载电子标签中读取车辆的识别信息，验证信息后控制车道控制器抬起自动栏杆将车辆放行，同时将该车的识别信息和车道信息（如：入口编号、通过时间等）上传到数据中心，当车辆从出口车道驶出时，则通过标签信息获得车辆行驶的入口和收费标准，计算需收取的停车费后，扣除费用并放行，并记录车辆驶出的信息[1],如图1。

3.RFID车辆出入管理系统的几种应用模式

基于RFID技术的车辆出入管理系统在实际应用中，往往存在以下三种方式，这四种方式各有其优点缺点，在不同的应用场合选用妯，如图2。

3.1 简单型车辆进入身份识别管理方案

车辆在进入关口时，粘贴在前风挡玻璃上的RFID无源电子标签，经过RFID读写器远距离（水平1-3米）快速识别后，直接抬杆放行，无须再停下来进行刷卡，从而不停车通过关口。

车辆在离开关口时，通过车辆检测器检测到车辆以后，自动抬杆放行，车辆出去后，自动落杆。

优点在于系统建设费用最低，只需要用一个车道控制器即可完成车辆的出入管理，缺点在于车辆离开时没有身份识别就抬杆放行，同时没有历史记录。

车辆快速识别、不停车快速通行，以及没有车位数统计和车辆出入记录的特点，这个系统比较适合于安全级别要求比较低、车位数足够的场合，如居民小区和一般的企事业单位等。

表1

图1

图2

图3

图4

图5

3.2 简单型车辆出入身份识别管理方案

车辆在出入关口时，粘贴在前风挡玻璃上的RFID无源电子标签，经过RFID读写器远距离（水平1-3米）快速识别后，直接抬杆放行，无须再停下来进行刷卡，从而不停车通过关口。

优点在于系统建设费用最低，只需要用一个车道控制器即可完成车辆的出入管理，缺点在于车辆出入没有历史记录。

车辆快速识别、不停车快速通行，以及没有车位数统计和车辆出入记录的特点，这个系统比较适合于安全级别要求比较低、车位数足够的场合，如居民小区和一般的企事业单位等。

3.3 通用型车辆出入身份识别管理方案

车辆在出入关口时，粘贴在前风挡玻璃上的RFID无源电子标签，经过RFID读写器远距离（水平1-3米）快速识别后，直接抬杆放行，无须再停下来进行刷卡，从而不停车通过关口。

优点在于系统建设费用较高，需要用一个服务器运行来完成车辆的出入管理，同时采用剩余车位实时统计功能，车辆出入有历史记录。

车辆快速识别、不停车快速通行，以及剩余车位数统计和车辆出入记录的特点，这个系统比较适合于安全级别要求比较高、车位数动态应用的场合，如停车场外用的企事业单位等。

4.车辆出入管理应用中几种系统的技术应用比较

目前除了纯人工车辆出入管理方式以外，主要存在以下三种：自助系统、有源电子标签系统和无源电子标签系统。

4.1 IC卡自助系统

IC卡的操作距离最多在10厘米以内，因此一般和吐卡机配套使用，手动取卡，手动刷卡。早期有一些机关政府、企事业单位和居民小区停车场采用了这种方式。缺点是需要驾驶员停车、按键吐卡或刷卡，通过效率低，容易出现车辆刮撞设备事故。吐卡机经常会出现机械原因而不正常工作[2]，如图3。

4.2 有源电子标签(如图4)

有源电子标签的尺寸一般是5厘米*5厘米左右，内部是电路板和电池。有源电子标签一般读取的距离都是在50-100米。

这种技术用在停车场上，缺点在于：

(1)读取距离太远，会出现有标签的车在后面，没有标签的车在前面，从而出现误抬杆现象；(2)标签内的电池电量稍微不足的时候，读取效果会很差，使用不稳定；(3)成本高，一个大致为50-100元左右。

4.3 无源电子标签(如图5)

无源电子标签可以根据需要封装成各种各样的形式，内部没有电路板和电池，只是几圈铝线。无源电子标签一般读取的水平距离都是在2米。

这种技术用在停车场上，缺点在于：

(1)个别车辆前风挡防爆膜金属含量很高，同时车辆有没有天窗和天线区，这时需要粘贴的技巧，需要进行15分钟的现场培训给专门管理人员；(2)一般只用于停车场，因为它只能水平读取2米左右。

4.4 技术和系统综合比较(如表1)

5.结束语

基于RFID技术实现的车辆出入管理系统，由于其强大的功能和低成本的特点，正在被越来越多的城市选为整个城市的车辆管理方案。作为物联网系统的核心技术，它的实现不仅可以解决目前的车辆出入管理问题，而且可以获取整个地区的实时信息采集，从而实现一个地区的多个停车场车辆诱导管理系统。

[1]席旻.物联网在智能停车场管理系统的应用[J].电脑知识与技术,2011(27).

[2]朱毅.智能停车场系统技术及实施[J].科技广场,2012(1).

张永军（1973—），男，北京人，硕士，助理研究员，现供职于交通运输部科学研究院，研究方向：RFID在交通运输领域内的应用。