基于RFID的机动车电子身份证技术的开发

滕 萍，姚博文，宋智飞

（1．辽宁警察学院 公安信息系， 辽宁 大连 116036；2．大连市公安局交通警察支队 西岗区大队， 辽宁 大连 116000）

基于RFID的机动车电子身份证技术的开发

滕 萍1，姚博文1，宋智飞2

（1．辽宁警察学院 公安信息系， 辽宁 大连 116036；2．大连市公安局交通警察支队 西岗区大队， 辽宁 大连 116000）

近年来，涉车出行及涉车应用的需求正日益增大。现如今的基于视频图像号牌识别技术已经远不能满足当前城市智能化交通需求，此外盗抢车辆以及套牌、假牌等利用虚假证件扰乱道路交通秩序、从事非法交通活动等现象频发，时刻影响着城市道路交通的有序、安全和畅通。因此，在大数据、互联网+的时代下，基于RFID的机动车电子身份证技术将应运而生，并改变我们的生活。

RFID；机动车；电子身份证；技术开发

一、绪 论

（一）RFID概述

RFID，即射频识别技术,是应用一定的识别装置，通过要被识别的物体与识别装置之间的接近运动，自动获取被识别物体有关数据信息，同时提供给后台计算机系统完成后续处理的技术。[1]在射频识别系统中，电子标签记录着机动车的相关信息，读写器能够读取记录在电子标签中的机动车信息，并通过中间件传递给指挥控制中心来完成对违法违章车辆的查缉布控。

在射频识别RFID系统中，写入机动车相关信息的电子标签与道路两侧安装的固定式读写器之间通过无线射频信号传递信息，读写器能够读取高速驶近的车辆信息。[2]

RFID系统的基本组成如图1所示。

图1 RFID系统的基本组成

（二）研究背景

近年来，我国机动车保有量不断攀升，由此而引发的道路交通问题越来越多，以传统的方法很难对机动车进行行之有效的管理。目前，我国各个城市的公安交通管理部门对机动车的管理方式通常是发放各类证件，但却存在着很多不足，比如发放的证件易破损、丢失以及伪造，易于被不法分子钻空子。

由于机动车数量的不断增加，违法、违章等行为在城市道路交通中屡见不鲜，因此有必要采取一定的措施来约束驾驶人员的行为。然而，依靠现如今的监控视频抓拍系统并不能很好地约束驾驶人的违章行为，同时，通过大量数据研究显示，现行的违法抓拍系统尚存在一定弊端。如拍摄效果易受天气状况的影响；宽阔公路存在拍摄死角；大型车辆可能会遮挡随行的小型车辆；车牌被遮挡或涂改后无法正常识别；敷设在地面下的感应线圈易被重型车辆及路面修理等人为因素损坏；昼夜转换等都有可能对拍摄效果造成影响。

针对现如今道路交通秩序管理中存在的诸多弊端，在大数据、互联网+时代下，基于RFID的机动车电子身份证技术便应运而生。这种技术是通过在车辆上粘贴RFID电子标签，在城市各路段以及交叉路口处安装识读装置来识别过往车辆以约束驾驶人的违章行为，同时可实现对车辆的监控，改善现如今的车辆监控手段，弥补现行道路监控技术存在的不足，为每一辆机动车安装唯一的电子证件标识，规避违法违章行为。

（三）国内外RFID技术的研究及应用现状

RFID技术最初被应用于军事领域，美国曾将RFID技术应用于战争中物资的运送，将电子标签粘贴于所运送的物资上，以便于跟踪查询。美国沃尔玛公司也曾要求线下一千多家货物供应商应用RFID技术给每批货物粘贴电子标签，便于查找跟踪，为零售业开辟了先河。英国空军也曾在二战期间利用RFID技术识别敌我飞机，以上都是较早应用RFID技术的经典案例。

基于RFID的机动车电子身份证技术以及基于RFID的电子驾驶证技术在欧美等发达国家已经有了广泛的研究和应用，我国在这方面的应用和研究还比较有局限性。我国对于RFID的研究仅限于低频、高频的领域，而基于RFID的机动车电子身份证技术需要超高频或者微波，要求的技术相对要高很多，目前我国这方面的应用也少之又少。2016年2月，深圳市公安局交警局决定正式启动全国规模最大的汽车电子标识应用工作，这意味着基于RFID的机动车电子身份证技术在我国进入了初步的应用阶段。深圳首先在八类重点车辆上安装汽车电子标识，类似于“二代身份证”，使机动车号牌等身份信息电子化。

（四）基于RFID的机动车电子身份证技术开发的意义

近年来，我国机动车保有量迅猛增长，车辆出行及涉车应用需求日益增加，现有的基于视频图像的号牌识别技术已经远不能满足当前交通信息采集需求。加之盗抢车辆以及假牌、套牌等利用机动车虚假身份和虚假证件扰乱道路交通秩序、进行非法活动等现象时刻影响着我国城市道路交通的有序和畅通。开发基于RFID的机动车电子身份证技术，并与现有交通技术监控设备结合使用，可有效地解决机动车身份识别以及近乎100%可靠的识别准确率要求的问题，并通过信息的精确采集提供各种智能交通应用以及涉车出行服务和各类涉车审验服务。

基于RFID的机动车电子身份证技术将完善特定区域申请进出机制，实现无纸化智能通行证管理以及不停车稽查等服务。基于RFID的机动车电子身份证技术还可实现后台计费、小额支付功能，便利便捷城市出行。此外，该技术整合保险、年审、环保等多种信息，可为市民提供“一站式”服务，建立精细化的道路机动车流量采集机制，能有效缓解道路交通拥堵。基于RFID技术的机动车电子身份证技术较传统的交通信息采集技术存在以下优势：能快速扫描、体积小、形式多、以及安全性高等。因此，开发基于RFID的机动车电子身份证技术势在必行！

二、机动车电子身份证技术开发的核心技术

（一）RFID电子标签

电子标签又被称为射频标签、应答器以及数据载体。将机动车的出厂登记信息、保险信息以及车辆牌号、驾驶人联系方式等相关信息写入电子标签中，这种写入机动车相关信息的电子标签就是机动车的唯一“身份证”。电子标签的体积小、易于生产和安装，存储的信息量非常大，而且安全性高，非常适合机动车电子身份证技术的应用。

电子标签按照供电模式可以分为有源和无源电子标签；按照工作频率可以分为低频、高频、超高频和微波标签。通常在机动车电子身份证中所应用的电子标签为无源微波标签。将电子标签粘贴于机动车前挡风玻璃上，便于读写器扫描，方便快捷。这种电子标签价格低廉，能够批量生产，易于安装，存储量大且安全性高，是未来机动车电子身份证技术开发的不二选择。图2就是RFID电子标签的一种。

图2 RFID电子标签

（二）RFID读写器

读写器是射频识别（RFID）系统中非常重要的一个组成部分，与电子标签能够双向数据通信，同时读取电子标签中的相关信息，并通过中间件将读取到的机动车相关信息传递给指挥控制中心。

在基于RFID的机动车电子身份证技术中所应用到的读写器通常有两种，一种是固定式读写器，这种读写器一般被安装在城市主要道路和交叉路口上，用以读取行驶中的车辆的电子标签，通过微波识别粘贴于机动车前挡风玻璃上的电子标签，固定式读写器的识别距离能够达到二三十米；另一种是手持便携式读写器，这种读写器方便于交通警察携带，能够随时对车辆进行信息读取，能够第一时间查缉嫌疑车辆，这种手持式便携读写器将取代现如今民警使用的警务通，民警将不再用警务通输入机动车车牌号以及驾驶人驾驶证号，而是直接用手持便携式读写器扫描目标车辆，极大的方便了交通警察的工作，从一定程度上提高交通警察工作效率。

图3 固定式读写器

图4 手持式便携读写器

（三）RFID中间件

RFID中间件是介于系统软件和应用系统之间的一种软件，通过系统软件提供基础服务，能够连接到网络上的不同应用系统。

中间件是位于应用和平台之间的通用服务，这些服务均有标准的协议和程序接口，中间件构成框图如图5所示。

RFID中间件首先为上层应用层服务，此外同时必须连接到操作系统和硬件层面，并且保持运行的工作状态。基于RFID的机动车电子身份证技术中的中间件应具有如下的一些特点：（1）满足大量的应用需要。（2）运行于多种硬件和OS平台。（3）支持分布计算，提供跨网络、硬件和OS平台的透明性应用或服务的交互。（4）支持标准的协议。（5）支持标准的借口。

（四）基于RFID的机动车电子身份证的工作原理

基于RFID的机动车电子身份证自动识别系统，是将带有无线天线的射频收发器装置设置在机动车道路上，或将分离式的发射天线设置在机动车道路上，分离式的射频收发器设置在路边，基站也设置在路边，带有天线的射频收发器能够读取机动车电子身份证上的相关信息，通过基站和网络依次传递给省、市级以及全国的车辆电子身份证数据监管中心。通过对用户数据的查寻、识别，实现对区域内机动车使用的相关管理，同时对机动车地理位置情况等信息获得实时了解，对车辆运行状况实现全面、智能化的管理。

图5 中间件构成框图

基于RFID的机动车电子身份证采用具有穿透性的电磁波进行识别，这种微波识别距离能够达到二三十米甚至更远，这种识别过程不需要人工干预，并且能够识别高速运动的车辆。在基于RFID的机动车电子身份证技术中，将机动车的车牌号、车辆保险信息以及出厂登记的其他信息均写入电子标签的芯片中，电子标签可批量印刷生产，且价格低廉，易于安装，只需将写入机动车信息的电子标签粘贴于车辆的前挡风玻璃的一角，即相当于给车辆随车携带了一张唯一的“身份证”。粘贴了电子标签的车辆。驾驶人可不用随车携带机动车行驶证，免去了忘带机动车行驶证的烦恼。因为在道路两侧会同时安装能够识别电子标签的读写器，在车辆接近读写器时，有违法违章嫌疑的车辆信息就会被读写器识别并通过中间件传递给指挥控制中心，指挥中心立即向岗勤民警下达查缉堵截指令，便可将违法违章车辆迅速截停。每个岗勤民警也会配备一个手持式便携读写器，在不用要求驾驶人出示行驶证的前提下，通过手持式便携读写器对车辆上粘贴的电子标签进行远距离扫描，便可轻松掌握车辆的详细信息。这非常有利于岗勤民警查获盗抢、假牌、套牌等违法车辆。

三、基于RFID的机动车电子身份证的应用

（一）基于RFID的机动车电子身份证在公安交通管理工作中的应用

在大数据、互联网+时代下，新的科技不断涌现，物联网、车联网等已不是新鲜词，基于RFID的机动车电子身份证技术在新的科技发展浪潮中必将应运而生。因为基于RFID的机动车电子身份证技术将为我们交通警察的工作以及人民百姓的出行带来巨大的便捷。

基于RFID的机动车电子身份证技术在公安交通管理中将有以下应用：

1.取代警务通，使车辆查验更便捷。现如今交通警察在查验机动车行驶证时通常是用手持警务通，在警务通里一个字节一个字节地输入车辆号牌，非常麻烦。如果应用基于RFID的机动车电子身份证技术，交通警察将用手持式便捷读写器直接扫描粘贴在机动车前挡风玻璃上的电子标签，车辆的信息将会一览无余地显示在读写器的显示屏幕上，非常方便并且能够节省大量的时间。

2.假牌、套牌的查缉。现如今虽然我国很多城市依靠目前比较先进的视频监控设备以及卡口装备对假牌、套牌车辆进行布控查缉，但这种技术仍然存在很多缺陷。如果驾驶人故意遮挡、涂改机动车号牌或者不悬挂机动车号牌等，那么靠卡口布控以及视频识别就很难查缉到违法嫌疑车辆。因此就要依靠机动车电子身份证技术。每一辆车都会有一个电子标签，这种电子标签将取代机动车行驶证，并把行驶证中的各种信息写入电子标签中的芯片，每一辆车都有唯一的ID，即便不悬挂号牌，也能轻松俘获违法嫌疑车辆，让违法嫌疑车辆无处遁形。

3.交通流量的统计。机动车驶过安装固定式读写器的路段时，监控系统会把采集的数据按电子标签ID过滤后上传至指挥中心控制系统。系统能够在某一时段内统计出经检测路段的机动车流量，从而完成机动车流量的统计。监管中心的工作人员能够通过交通广播电台实时播报最新统计的机动车流量数据，实现诱导车辆合理选择出行路线，进而可以有效地避开机动车流量大的路段，有利于缓解城市道路交通拥堵。

4.智能信号灯的调节。在机动车流量的实时统计与各个交叉路口的联网管理基础上，监管中心系统能够根据交叉口各个方向的机动车流量，在智能软件的分析下，通过开放与信号灯控制系统的接口，可以实现灵活地调节下一个交叉路口的信号灯时间。

5.追踪查缉可疑车辆。由于电子标签ID的唯一性，新购买的车辆在车管所安装号牌时将同时强制粘贴写入机动车信息的电子标签。并把该标签加密锁定。当该车辆发生违法违章行为时，该车辆即使更换机动车号牌，也能被安装在道路两侧的读写器识别出来，并第一时间反馈给指挥中心，随即指挥中心通过视频监控实时跟踪该车辆，并指挥路面交通警察予以布控查缉。

6.实现对大型货车、客车以及公交车的更精准监管。基于RFID的机动车电子身份证技术一旦成熟，可优先考虑将电子标签安装在大型货车、客车以及公交车上，实现对易造成危险车辆和公共交通工具的监管，以便于第一时间掌握这些车辆的动态信息。

（二）基于RFID的机动车电子身份证在人民百姓出行中的应用

在现今这个已经开始追求精神文化的社会中，家庭购车已经是屡见不鲜，基本上每个家庭都有1-2辆机动车，伴随着机动车的大量拥有问题就是交通的严重压力，以及交通肇事等问题。如果把机动车电子身份证技术发展成熟，并应用在现实生活中，同时市公安局交通管理部门与微信平台、高德导航平台、滴滴打车等平台深度融合，并将机动车电子身份证与车主电话号绑定，可实现道路交通通行状态信息智能推送、路线规划等服务。那么将使道路交通秩序更加智能化，更方便于交通警察的管理，大大减少道路交通的压力。

此外，基于RFID的机动车电子身份证技术还可应用于高速公路ETC车道一卡通，粘贴于机动车前挡风玻璃上的电子标签将会取代高速公路ETC车道的IC卡，将所需要的相关车辆信息直接写入机动车电子身份证的电子标签芯片中，能够实现机动车上高速公路不停车收费，并直接能够实现从机动车绑定的账户中扣除所需高速公路使用费用。同理，可将基于RFID的机动车电子身份证技术应用于停车场管理中，实现机动车不停车进出停车场，实现网络小额支付，减少驾驶人等待的时间，同时能从一定程度上缓解停车场及高速公路入口的交通拥堵，不仅方便了管理，更方便了人民百姓的出行。

四、总结与展望

（一）本文的主要研究成果

本文从理论层面系统地阐述了基于RFID的机动车电子身份证技术的工作原理，列举了开发基于RFID的机动车电子身份证技术所需要的核心技术，以及这项技术发展成熟后的应用的展望。我国在RFID的低频和高频应用上比较常见，但在超高频以及微波识别上的应用少之又少。基于RFID的机动车电子身份证技术是一种利用微波识别的技术，这项技术的实现还需要大量地投入前期工作，希望不久的将来我国将这项技术能够更好地开发并应用于现实生活中。同时，希望本文的研究能为未来开展这项技术的开发奠定一定的理论基础。

（二）未来的研究方向

基于RFID的机动车电子身份证技术的开发，势必会带来交通领域以及人民出行的大变革，这也是打造智慧城市、智慧生活的大势所趋。未来还会出现基于RFID的电子驾驶证技术。基于RFID的电子驾驶证在美国已经有了一定的研究和应用，电子驾驶证同样内置一个芯片，芯片里写入与驾驶人有关的详细信息，如驾驶人的身份证号、核发驾驶证地址、驾驶人的联系方式等。电子驾驶证同样类似于我们现在使用的二代身份证，仅一张卡片的形式，易于携带和保护，即便丢失也能通过科技手段再次补领与挂失。电子驾驶证会做加密处理，这种电子驾驶证将能够行驶身份证功能，是每一位驾驶人的唯一身份ID，电子驾驶证能够更加方便交通警察的查验，提升工作效率，减少人民百姓查验时等待的时间，不仅方便交通警察的管理，更能够方便老百姓的日常出行。

[1]唐志凌，刘旭飞．射频识别（RFID）应用技术[M]．北京：机械工业出版社，2014（10）：45-46．

[2]黄玉兰．物联网射频识别（RFID）技术与应用[M]．北京：人民邮电出版社，2013（5）：101-102．

[3]黄玉兰．物联网射频识别（RFID）核心技术教程[M]．北京：人民邮电出版社，2016（4）：135-136．[4]甘琴瑜．RFID在智能交通物联网中的研究与应用[D]．新疆：新疆大学，2012（5）：32-33．

[5]申小飞，刘 辉．电子证件技术研究现状与展望[J]．华中科技大学，2009（8）：33-34．

（责任编辑：李 刚）

The Development of Vehicle Electronic Identification Technology Based on RFID

TENG Ping1,YAO Bo-wen1,SONG Zhi-fei2
（1. Department of Public Security Information,Liaoning police college,Dalian Liaoning 116036,China; 2. First Brigade of Xigang District,Traffic Police Detachment of Dalian Municipal Public Security Bureau,Dalian Liaoning 116000,China）

In recent years,the demand for car travel and car related applications are increasing. The license plate recognition technology of vid eo im age can not meet th e cu rrent cit y in telligent traffic demand today. In addition,frequent traffic illegal activities,such as vehicle theft,vehicle deck,and fake plate always affects the city road traffic order,safety and smoothness. As a result,in the era of big data,Internet +,motor vehicle electronic identification technology based on RFID will arise at the historic moment,and change our lives.

RFID; motor vehicle; electronic ID; technology development

G202

：A

：2096-0727(2017)03 -0106-06

2017-01-03

腾 萍（1962-），女，辽宁大连人，教授，学士。研究方向：信息网络安全与技术。姚博文（1994-），男，辽宁大连人，2014级学生。宋智飞（1989-），男，辽宁葫芦岛人，学士，科员。

辽宁省大学生创新创业训练计划项目（201611432004）。