基于RFID技术的车辆识别系统

2014-08-27张长祥

中国科技纵横 2014年14期

关键词：自动识别电子标签阅读器

张长祥

(桂林市工业和信息化委员会,广西桂林 541001)

基于RFID技术的车辆识别系统

张长祥

(桂林市工业和信息化委员会,广西桂林 541001)

RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术,由于其抗干扰能力强、速度快和传输距离远等优点,广泛应用在无线通信领域。本文基于RFID技术设计车辆识别系统,实现对过往车辆的信息采集和自动识别。

RFID技术自动识别车辆识别

RFID无线射频识别，是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术，它主要通过射频信息来自动识别目标对象并采集相关的数据信息，识别过程无需人工干预，具有抗干扰能力强，速度快，传输距离远等优势，因此，广泛应用于交通、物流、餐饮、医疗保健等领域。随着我国经济的高速发展，汽车已成为主要的交通工具，车辆越来越多，对车辆的管理已成为一个难题。利用RFID技术，车辆进出时无需停车，可以解决其它近距离IC卡读卡、取卡难等问题，减少停车场出入口的交通拥堵问题，加强对车辆的出入管理。

1 RFID技术分析

射频识别即RFID(Radio Frequency IDentification)技术，是一种无线通信技术，它无需在识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，通过无线电讯号就可以识别特定目标并读写相关数据。随着RFID技术的成熟，它的应用领域越来越广，广泛应用在铁路运营、身份识别、贵重品贸易、仓储物流、工厂生产等领域。

RFID的技术原理是利用感应识别特定的电子标签发出的无线电波特定频段的能量，或由电子标签主动发送某一频率的信号，进行非接触式双向通信，完成目标识别和数据交换目的的自动识别技术，而不需要识别系统(一般是RFID阅读器)与电子标签之间建立机械或光学接触。

RFID系统包括硬件和软件两部分。硬件主要天线、电子标签和阅读器组成。天线的主要作用是在标签和阅读器间传递射频信号；阅读器的任务是控制射频发射信号，通过射频收发器接收目标签的已编码射频信号，从而读取并识别电子标签中所保存的电子数据；标签由耦合原件和芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，并且无法修改无法仿造。软件系统主要是对数据信息进行存储和管理，控制标签的读写操作，包括中间件、数据库系统和应用软件。

2 车辆识别系统的需求

车辆自动识别系统的功能主要是先将某一地区每台合法车辆的基础信息存储于汽车电子标签中并安装在车内前挡风玻璃上，然后通过该区域路网中建设的“基站网络”对经过各系统的车辆的电子标签进行微波通信动态访问，采集其中信息，并会同出入口信息、车道编码、车辆类型等信息一起传送到数据处理中心进行处理与应用。系统具有以下功能需求：

(1)车辆自动检测；通过系统中埋在地下的环形线圈检测器等光电非接触检测设备，用来感知车辆到达的时间和地点，利用车辆检测设备输出的来车信号，适时地控制启动阅读器、摄像设备、抬起或落下拦杆等。(2)自动通行控制；系统使用自动栏杆、交通信号灯等设备，用以让车辆通行或禁行，控制车辆的行驶；使用LED显示屏等数码或大屏幕显示设备，向司机显示出行提示信息。(3)实时出入监控；通过监控软件，加强对无标识和违规车辆的监控，利用图像工作站，摄录汽车图像，实时监控车辆的出入情况。

3 基于RFID的车辆识别系统

3.1 总体方案

车辆出入识别系统是在每一个车辆上安装RFID识别卡，将电子识别标签作为车辆信息的载体，利用射频识别设备、车辆检测设备和PC机等硬件设备构建车辆信息采集系统，然后通过软件编程实现硬件设备的调用和通信，采集电子识别卡上的信息，实时记录车辆的出入信息，对过往车辆进行自动识别和信息采集，加强对车辆的出入管理。基于RFID的车辆识别系统主要由前端信息采集单元、车载信息单元(电子车卡和司机卡)、数据处理中心、用户终端应用系统、信息传输系统组成。

3.2 硬件系统

基于RFID的车辆识别系统的硬件包括电子标签、阅读器和天线组成。电子标签内记载所标识车辆在管理部门登记在册的合法信息，通过系统软件可以对每个标签进行授权，以鉴别该车辆是否有权通过此门。本系统选用的汽车电子识别标签尺寸同普通IC卡一样，主要由纸质面层、以聚脂薄膜为基片的印刷电路层和纸质背层三部分粘合组成。智能读写器主要安装在大门出入口、车辆经过需要监控的交通路口，负责驱动天线发射信号或接收天线返回的信号，分析处理放置在车辆上的电子标签数据，同时将这些数据传送到系统的PC服务器中，通过系统软件对进出的车辆做出迅速的识别和记录。射频天线用来发射无线信号激活电子标签，同时接收电子车证反馈的无线射频信号，并将这些信号传送给读写器。系统选用TDJ系列定向天线，能够保证发射天线的极化方向始终与电子标签接收天线的极化方向一致，全面接收能量。

3.3 软件系统

基于RFID的车辆识别系统由系统设置模块、通讯模块、卡信息管理操作、车辆出入数据监控模块组成，各模块采用SQL作为数据库。系统设置模块包括登录密码设置、管理员密码设置、通讯端口设置、车型设置、单位设置和退出系统等功能。通讯功能模块完成控制指令的发送和实时数据接收，是车辆识别管理系统能实时正常工作的核心。通讯功能模块包括停止监控、监控器对表、发送黑名单(禁止通行)和删除黑名单等功能。卡信息管理模块可以进行注册卡发卡、修改信息、报失卡、取消报失、旧卡换新和读卡信息等操作，系统操作人员在发卡时经由通信适配器读取在RFID读卡器上的卡片信息；每张卡通过卡号与车辆信息建立数据关联，发卡的时候将射频卡的卡号和车辆即车主进行绑定，并保存在计算机的数据库里面。车辆出入数据监控模块对射频信号进行自动采集，实时监控出入的车辆状态。当持卡车辆进出系统大门设置的识别区域时，其随身携带的射频卡被应用系统快速识别，数据采集系统自动采集电子车牌内数据，进入系统数据库查询并判断该车辆是否为合法车辆，决定是否让其通行。