电子车牌和电子驾照管理RFID系统方案设计

华　山

(淮安信息职业技术学院　江苏淮安　223000)

0　引言

在引入电子车牌和电子驾照RFID管理系统后，首先对进出港口的集卡车辆信息和驾驶员的个人信息进行登记，建立车辆数据库、人员数据库，并对集卡车辆和驾驶员发放RFID卡。此后，当车辆进出港口时，由港口内部的信息采集系统对进出港口的车辆及人员进行监控。与此同时，公安检查人员在港区内运用专门的RFID读写设备，对港区内的人员和车辆进行随机的检查[1]。

电子车牌和电子驾照RFID系统主要包括以下几个子系统：集卡车辆和驾驶员信息的登记子系统；电子车牌和电子驾照的数据采集子系统；公安检查人员的数据查询子系统[2]。各个子系统之间，通过网络进行数据的实时交互，并达到数据的共享，对港区内的集卡车和驾驶员进行智能化的管理。

电子车牌和电子驾照RFID管理系统运行以后，解决了港口集卡车管理和驾驶员管理中的一些问题，在降低集装箱货物被盗、集卡车驾驶员违章驾驶等事件的发生概率等方面有了较大的改善。

1　设计原理

电子车牌和电子驾照RFID管理系统主要包括两项主要技术：闸口的射频识别技术(Radio Frequency Identification，简称RFID)和基于手持终端(或PDA)RFID随机查询技术。

应用闸口的射频识别技术，对进入码头闸口的集卡驾驶员驾照号以及车牌号进行识别。事先将进出港区的驾驶员驾照信息及集卡车车牌信息写入电子标签，集卡车附加电子驾照，车道由电子标签读写器控制，当集卡车辆通过车道时，电子标签读写器自动以非接触、远距离读取方式获得该集卡驾驶员的电子驾照信息。根据获取的驾照信息可实现对进出港区集卡车辆的有效管理。

射频识别技术原理如图1所示。在射频识别系统中，数据存储在电子标签中。电子标签与读写器之间的数据交换是通过磁场或电磁场，当车辆进入道口时，电磁感应线圈发出读取数据信息，车辆检测器确认读取信息后，将指令发送给智能控制器，智能控制器安排读写器开始读取车头卡套内的电子驾照标签，在多次确认驾照信息后，将正确的信息返回智能控制器，智能控制器通过统一接口将数据传回给中间层服务器[3]。

图1　闸口的射频识别技术原理图

基于手持终端(或PDA)RFID随机查询技术原理如图2所示。通过无线GPRS方式实现对进出港区的集卡车和驾驶员信息的随机查询，包括无线射频识别技术和基于GPRS电信通信网络的数据传输技术。公安检查人员只需将被查集卡的电子车牌或电子驾照信息作为查询条件输入手持终端(或PDA)，车牌或驾照信息通过GPRS网络到达港公安系统，查询得到驾驶员驾照号等相关信息后，数据通过GPRS网络返回到公安检查人员的手持终端(或PDA)[4]。

图2　手持终端(或PDA)随机查询技术原理图

2　系统架构

电子车牌和电子驾照RFID管理的系统构架由三大部分组成，即驾驶员和集卡车信息的登记部分、电子车牌和电子驾照的数据采集部分和公安检查人员的数据查询部分。具体架构如图3所示。

图3　电子车牌和电子驾照RFID管理系统构架图

1)所有进出港区的集卡车驾驶员及集卡车在进入港区之前，必须到制卡中心进行信息的录入，在制卡的过程中，统一登记到港公安系统中。

2)集卡车到达进门闸口后，RFID读写器自动读取车牌号和驾照号信息，在码头系统入库后，进门信息通过EDI中心发送给港公安系统。

3)集卡车在港区内完成装卸作业到达出门闸口后，RFID读写器自动读取车牌号和驾照号信息，在码头系统核销后，核销信息通过EDI中心发送给港公安系统。

4)公安检查人员通过手持终端(或PDA)通过无线网络可以随时连接港公安系统，在港区内随机查询现场的集卡车和驾驶员信息。

3　工作流程

3.1　制卡点流程

1)集卡车队负责人持该车队所有集卡驾驶员的身份证、驾驶证等有效证件到制卡点统一办卡。

2)制卡点工作人员核对集卡驾驶员的证件，取空白RFID卡，通过RFID读写器向其中写入驾照号，对所有驾驶员的RFID卡号和驾照号进行登记，并写入港公安数据库。收取一定费用，将所有RFID卡交给办卡人。

3)集卡车队负责人回到车队，将RFID卡发放给集卡驾驶员。

具体流程如图4所示。

3.2　集卡车进出港流程

集卡进出港流程如图5所示：

1)集卡驾驶员将RFID电子驾照卡放入集卡车的卡套中，驾驶集卡车到达码头进门闸口。

2)进门闸口系统通过RFID读写器自动读取车牌号和驾照号，并提交给码头系统。

3)码头系统将车牌号和驾照号数据入库，并通过EDI中心将车牌号和驾照号数据发送到港公安系统。

4)港公安系统接收车牌号和驾照号数据并入库。

5)集卡驾驶员驾驶集卡车到指定场地完成装卸作业后，到达码头出门闸口。

6)出门闸口工作人员核对纸面单证，并通过自动采集的车牌号和驾照号，对该集卡车和驾驶员做出门核销，码头系统通过EDI中心发送核销信息给港公安系统。

7)港公安系统接收集卡车和驾驶员的出门核销信息，并入库。

3.3　公安检查人员监管流程

公安检查人员监管流程如图6所示：

1)公安检查人员要求被查集卡停车，在手持终端(或PDA)上输入被查集卡的车牌号，通过无线网络发送到港公安系统。

2)港公安系统根据车牌号查询出集卡驾驶员的驾照号，通过无线网络返回到手持终端(或PDA)上。

3)公安检查人员要求被查集卡驾驶员出示驾照，并与手持终端(或PDA)上查询得到的驾照号进行比对，如果不一致，则对被查集卡进行处置。

4　设备组成

4.1　电子车牌和电子驾照RFID电子信息读写器

主要功能是在制卡中心，将集卡车牌信息以及驾驶员信息写入对应的RFID存储卡中，并将信息上传至中间层服务器。

主要技术指标包括：识别率≥99.996%；读卡距离小功率天线情况下在0.3～0.5 m；单次写卡时间<400 ms；单次读卡时间<200 ms。

设备组成及功能如下：

1)电子车牌和电子驾照：用来存储内部标识ID、驾照号，内有34个字节的存储空间。

2)小功率无线射频天线：发射无线信号激活电子车牌和电子驾照，同时将来自读写器的集卡的车辆信息和驾驶员的驾照信息写入电子驾照和电子车牌中。小功率天线对除本身工作轴向正方向以外的其他方向电磁辐射不显著(甚至达不到手机的电磁辐射强度)，对附近操作人员安全。

3)写卡器：驱动天线发射信号或接收天线接收到的信号，将从制卡中心录入的集卡信息和人员信息，通过天线写入电子车牌和电子驾照中，同时将这些数据传送到与公安系统交互的中间层服务器。读写器作为一个外部设备，使用网络协议或串口与中间层服务器相连，增加了它的位置灵活性和可靠性。

4.2　闸口电子车牌和电子驾照识别系统

主要功能是对进入码头闸口的集卡驾驶员驾照号(以及车牌号)进行识别。当附加了电子驾照的集卡车辆通过由电子标签读写器控制的车道时，电子标签读写器自动以非接触、远距离读取方式获得该集卡驾驶员的电子驾照信息。根据获取的驾照信息可实现对进出港区集卡车辆的有效管理。利用RFID可实现不停车(最高可达60公里/小时)、非接触式对驾驶员驾照号进行自动识别[5]。

主要技术指标包括：识别率≥99.996%；读卡距离外接天线情况下在3 m以上；单次读卡时间<200 ms；无线调制模式为跳频；可靠性方面适应雨雪和高低温等恶劣外部条件。

图5　集卡车进出港流程图

设备组成及功能如下：

1)电子车牌和电子驾照：同RFID电子信息读写器。

2)小功率无线射频天线：同RFID电子信息读写器。

3)读卡器：驱动天线发射信号或接收天线接收到的信号，分析处理其中包含的电子驾照数据，同时将这些数据传送到与码头系统交互的中间层服务器。电子驾照读写器作为一个外部设备，使用网络协议或串口与中间层服务器相连，增加了它的位置灵活性和可靠性。

4.3　手持式电子车牌电子驾照识别系统

主要功能是安检人员通过手持RFID识别系统，采集集卡车的电子车牌以及集卡驾驶员的驾照信息，并将此信息通过GSM网络回传至港公安系统，进行信息查询。安检人员根据回传的信息，与现场的实际信息加以比对，完成对集卡驾驶员及集卡车牌信息的随机检查[6]。

主要技术指标包括：识别率≥99.996%；读卡距离内置小功率天线情况下在1～3 m；单次读卡时间<200 ms；远程通信接口为GPRS移动通信接口；人机交互接口为可视化交互界面；可靠性方面适应雨雪和高低温等恶劣外部条件。

设备组成及功能如下：

图6　集卡车进出港流程图

1)电子车牌和电子驾照：同RFID电子信息读写器。

2)无线射频天线：同RFID电子信息读写器。

3)手持读卡器：由安检人员触发对电子车牌和电子驾照信息的采集操作，手持读写器分析处理其中包含的电子驾照数据，同时通过GSM网络，上传至港公安服务器，并将港公安服务器反馈的信息反馈安检人员。

5　结束语

电子车牌和电子驾照RFID系统，将集卡车车牌信息和驾驶员的驾照信息，与电子标签进行绑定，并在港区内的关键场所(进出入闸口等)，设立RFID读写设备，以及持有手持式读写设备的安检人员在港区内进行随机检查，从而有效地提高了港口对在港区内作业的集卡车和驾驶员管理的效率，有效地遏制了集装箱货物被盗、集卡车驾驶员违章驾驶等事件的发生，保证港口物流快速、有序地进行。

电子车牌和电子驾照RFID系统引入港口的管理系统之中，取代原先以纸质单据为凭证、多个人员监管、琐碎繁杂的管理系统，提高了港口的运作效率。

比如原先集卡车进入港口，入口的管理人员需要对集卡车车牌、驾驶员驾照以及入港的作业信息进行比对，确认无误后方可入港进行作业。引入电子车牌电子驾照RFID系统后，可实现不停车(可达60公里/小时)、非接触式对驾驶员驾照号进行自动识别，根据RFID卡内记载的驾照号信息和集卡车信息，系统自动完成比对，大大提高了集卡车的入港速度。

此外，使用车牌电子驾照RFID系统，完成一次性投入后，维护的成本大大低于以人为主的管理成本。