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引言 遠距離射頻識別技術(shù)是國際上最先進(jìn)的第四代自動(dòng)識別技術(shù)，近幾年剛剛開(kāi)始興起并得到迅速推廣應用。它具有識別距離遠、識別準確率高、識別速度快、抗干擾能力強、使用壽命長(cháng)、可穿透非金屬材料等特點(diǎn)，運用范圍廣。智能停車(chē)場(chǎng)管理系統通過(guò)遠距離無(wú)源射頻識別技術(shù)有效防止了人為因素給停車(chē)場(chǎng)管理帶來(lái)的破壞和干擾，實(shí)現大廈、物業(yè)小區停車(chē)場(chǎng)的智能化科學(xué)管理，可控制費用流失、提高運營(yíng)效率、確保車(chē)輛安全。 智能停車(chē)場(chǎng)管理系統 傳統的停車(chē)場(chǎng)管理系統重點(diǎn)均放在計費、收費管理功能上，關(guān)注的是各個(gè)車(chē)輛進(jìn)出的時(shí)間以便于收費，而在停車(chē)場(chǎng)的安全性、運行效率和針對顧客的人性化要求方面考慮得較少。針對目前現狀，筆者提出了智能停車(chē)場(chǎng)管理系統，以實(shí)現車(chē)輛自動(dòng)識別和信息化管理，提高車(chē)輛的通行效率和安全性，并統計車(chē)輛出入數據，方便管理人員進(jìn)行調度，以減輕管理人員的勞動(dòng)強度，從而提高工作效率。 該停車(chē)場(chǎng)管理系統既保留了傳統停車(chē)場(chǎng)管理系統的所有功能，又以原有收費介質(zhì)為依托，對管理介質(zhì)進(jìn)行了改進(jìn)。當車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)時(shí)，系統自動(dòng)攝取車(chē)輛圖像，經(jīng)計算機處理后得到車(chē)輛型號、牌照、顏色信息，并將這些信息與用戶(hù)卡唯一的對應起來(lái)一同存入數據庫中。當車(chē)輛駛離停車(chē)場(chǎng)時(shí)，用戶(hù)卡、車(chē)牌號碼或車(chē)輛圖像等相關(guān)指標匹配后才能放行。 系統采用“一車(chē)一卡一位”的管理模式，即從車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)一直到車(chē)輛駛離停車(chē)場(chǎng)，與這輛車(chē)相關(guān)的所有數據均與卡的ID號唯一相關(guān)，通過(guò)這個(gè)唯一的ID號，我們可以將諸如用戶(hù)、車(chē)輛型號、車(chē)輛牌照、車(chē)輛顏色等信息和車(chē)輛圖像、車(chē)輛進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間、停車(chē)時(shí)長(cháng)、指定停車(chē)位編號、泊車(chē)路徑、應繳費用等信息在數據庫中統一起來(lái)，便于查詢(xún)和存儲。這樣便將收費管理、泊車(chē)引導和車(chē)輛識別安全監控子系統的數據信息建立在同一個(gè)數據平臺上，從而將各子系統有效的集成為一個(gè)統一的智能停車(chē)場(chǎng)管理系統。 智能停車(chē)場(chǎng)管理系統是以管理系統和通道識別系統組成的計算機網(wǎng)絡(luò )，網(wǎng)絡(luò )通訊協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議。系統能有效、準確、智能地對進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)的系統車(chē)輛(裝有電子車(chē)牌的車(chē)輛)和非系統車(chē)輛(未裝有電子車(chē)牌的車(chē)輛)的數據信息識別、采集、記錄并按需駐留、上傳、處理，并在必要時(shí)可以通過(guò)相應的人工干預進(jìn)行補充，以避免非正常事件(非系統車(chē)進(jìn)出)的影響，確保系統有高效的車(chē)輛智能放行能力。 對于智能停車(chē)場(chǎng)系統來(lái)說(shuō)，要求靈敏度應該較高，使用的適應性較大，安裝不太復雜，同時(shí)應該不受晝夜影響可以確保在任何環(huán)境下對車(chē)輛進(jìn)行穩定可靠的監控，工程應用方便、免維護、成本也不應該很高。射頻識別設備要能實(shí)現汽車(chē)正常速度通過(guò)時(shí)，能與電子車(chē)卡進(jìn)行通信;車(chē)輛的時(shí)間、空間信息、車(chē)卡信息及數據處理中心下傳指令需在本地保存;系統應定期自檢和故障自檢，及時(shí)上傳設備工作狀態(tài)，以供系統運行中心處理;故障排除或供電恢復后，系統自動(dòng)重啟，確保停車(chē)場(chǎng)工作正常、數據傳輸完整;軟件結構模塊化;能夠滿(mǎn)足交通控制設備與監控設備(如道閘、信號燈、電子稱(chēng)、視頻抓拍等)的接口需求。 智能停車(chē)場(chǎng)系統性能特點(diǎn)如下： (1)采用了射頻識別技術(shù)和計算機控制，自動(dòng)化程度高，控制準確。 (2)采用遠距離智能識別標簽技術(shù)，防偽性能良好。停車(chē)的車(chē)輛擁有一個(gè)唯一序列號的標簽卡，該序列號不能更改。多重加密技術(shù)，唯一識別，無(wú)法仿制。而且只有該系統發(fā)行認可。 (3)非接觸式智能標簽卡使用時(shí)無(wú)機械接觸動(dòng)作，遠距離感應通訊，無(wú)方向性，卡片可以在讀寫(xiě)器的遠距離讀卡范圍內，在車(chē)輛不停車(chē)的同時(shí)就可以完成讀卡的操作，方便用戶(hù)的使用。 (4)道閘根據車(chē)輛的通行情況自動(dòng)升起和降落，并具有防砸車(chē)功能。 (5)停車(chē)收費由計算機統計和確認。 (6)采用計算機網(wǎng)絡(luò )和收費軟件相結合的方法，防止了非法的修改和越權查閱資料。 (7)管理計算機和各個(gè)收費計算機可以實(shí)現實(shí)時(shí)通訊，并且管理計算機具有外接接口，網(wǎng)絡(luò )擴展性強。 (8)采用標準的工業(yè)控制系統結構，可根據用戶(hù)的不同要求組織不同系統的配置，方便靈活。 (9)安裝、調試、維護簡(jiǎn)單方便，易于更換及檢修。 (10)整個(gè)系統性能穩定，使用可靠。 智能停車(chē)場(chǎng)系統工作流程 射頻識別系統有著(zhù)其他識別系統無(wú)法比擬的優(yōu)勢，再加上射頻識別系統中數據載體的防污、防磨損性能很好，這有利于提高載體的重復使用率，增加其使用壽命，減少使用成本，因此智能停車(chē)場(chǎng)管理系統采用射頻識別系統。 停車(chē)場(chǎng)管理系統運行過(guò)程是以顧客停車(chē)取車(chē)的過(guò)程為基礎的，停車(chē)場(chǎng)的工作流程也始終以用戶(hù)車(chē)輛進(jìn)出停車(chē)場(chǎng)的流程為中心。停車(chē)場(chǎng)用戶(hù)一般分為臨時(shí)用戶(hù)和固定用戶(hù)兩大類(lèi)。當車(chē)輛駛入/出停車(chē)場(chǎng)天線(xiàn)通信區時(shí)，天線(xiàn)以微波通訊的方式與車(chē)載射頻卡進(jìn)行雙向數據交換，從射頻卡上讀取車(chē)輛的相關(guān)信息，自動(dòng)識別射頻卡并判斷車(chē)卡是否有效和合法性，車(chē)道控制電腦顯示與該射頻卡一一對應的車(chē)牌號碼及駕駛員等資料信息;車(chē)道控制電腦自動(dòng)將通過(guò)時(shí)間、車(chē)輛和駕駛員的有關(guān)信息存入數據庫中，車(chē)道控制電腦根據獨到的數據進(jìn)行判斷來(lái)做出放行或禁止的決策。 (1) 臨時(shí)用戶(hù) 臨時(shí)用戶(hù)是指臨時(shí)使用停車(chē)場(chǎng)停車(chē)的用戶(hù)，這類(lèi)用戶(hù)的停車(chē)行為一般具有臨時(shí)性、隨機性、使用頻次低的特征。臨時(shí)用戶(hù)潛在數量龐大且身份不確定。 (2) 固定用戶(hù) 固定用戶(hù)是指長(cháng)期固定使用停車(chē)場(chǎng)停車(chē)的用戶(hù)，這類(lèi)用戶(hù)的停車(chē)行為一般具有長(cháng)期性、規律性、使用頻次高的特征。固定用戶(hù)一般是停車(chē)場(chǎng)附近單位的工作人員或生活區的住戶(hù)，數量在一定時(shí)間內是確定的。 針對停車(chē)場(chǎng)用戶(hù)一般分為臨時(shí)用戶(hù)和固定用戶(hù)的實(shí)際情況，系統出/入場(chǎng)流程也分為臨時(shí)用戶(hù)和固定用戶(hù)的兩種情況。 車(chē)輛入場(chǎng)工作流程 臨時(shí)車(chē)輛入場(chǎng)工作流程 臨時(shí)車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)時(shí)，設在車(chē)道下的車(chē)輛感應線(xiàn)圈檢測到車(chē)輛的到來(lái)。將有車(chē)信號傳送給入口控制器，入口控制器獲取車(chē)輛到來(lái)的信號后，向相關(guān)設備發(fā)出指令，啟動(dòng)攝像系統和車(chē)輛識別系統。經(jīng)計算機對圖像進(jìn)行處理后，記錄車(chē)輛的牌照信息、顏色信息、車(chē)型信息等。語(yǔ)音提示設備提示用戶(hù)按動(dòng)取卡按鈕，入口控制器檢測到取卡信號后，通過(guò)串口給發(fā)卡機發(fā)送發(fā)卡命令。發(fā)卡機接到命令后，發(fā)出一張臨時(shí)用戶(hù)卡，剛才系統所獲取的信息即與此卡的ID號對應起來(lái)。同時(shí)語(yǔ)音提示器提示用戶(hù)取走臨時(shí)卡。如果用戶(hù)在規定時(shí)間內不取卡，發(fā)卡機將自動(dòng)吞回用戶(hù)卡，入口控制器取消此次入場(chǎng)操作。用戶(hù)取走卡后，發(fā)卡機發(fā)出用戶(hù)己取走卡的信號給入口控制器，入口控制器抬起欄桿，用戶(hù)駕車(chē)駛入停車(chē)場(chǎng)。入口電動(dòng)欄桿檢測到配套車(chē)輛檢測器信號出現“有車(chē)——無(wú)車(chē)”變化后，才自動(dòng)將欄桿放下，以杜絕砸車(chē)事件的發(fā)生。入口控制器接收到入口欄桿出現“抬桿——落桿”的動(dòng)作后，確認本次入場(chǎng)過(guò)程已經(jīng)完成。 長(cháng)期卡車(chē)輛入場(chǎng)工作流程 當持長(cháng)期卡的用戶(hù)車(chē)輛進(jìn)入入口讀卡器的感應范圍時(shí)，讀卡器即與射頻卡之間建立起信息交換系統，射頻卡向讀卡器發(fā)送卡信息，讀卡器判斷射頻卡的合法性和時(shí)間有效性，如有效則獲取射頻卡的ID號，并將其送至數據處理中心。 同時(shí)，攝像系統和車(chē)輛識別系統將啟動(dòng)。攝入車(chē)輛圖像，經(jīng)車(chē)輛識別系統分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車(chē)型信息等;數據處理中心根據讀卡器上傳的ID號，查詢(xún)數據庫中與此ID號相關(guān)的車(chē)輛信息，并與剛才實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行比對，若不符合則拒絕放行，同時(shí)給出告警信息和出錯提示信息。另外，數據處理中心還會(huì )檢查此固定卡是否過(guò)期。若符合條件，則給入口控制器一個(gè)有效信號，抬起欄桿，用戶(hù)駕車(chē)駛入停車(chē)場(chǎng)。入口電動(dòng)欄桿檢測到配套車(chē)輛檢測器信號出現 “有車(chē)—無(wú)車(chē)”變化后，將欄桿放下。入口控制器接收到入口欄桿出現“抬桿—落桿”的動(dòng)作后，確認本次入場(chǎng)過(guò)程己經(jīng)完成。 車(chē)輛出場(chǎng)工作流程 臨時(shí)車(chē)輛出場(chǎng)工作流程 用戶(hù)駕駛車(chē)輛進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)離場(chǎng)通道，停在出口處，車(chē)輛檢測器檢測到有車(chē)后，向出口控制器發(fā)出有車(chē)信號。攝像系統和車(chē)輛識別系統啟動(dòng)，攝入車(chē)輛圖像，經(jīng)車(chē)輛識別系統分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車(chē)型信息等;用戶(hù)將入場(chǎng)時(shí)取得的用戶(hù)卡交給管理人員，管理人員通過(guò)出口讀卡機讀取用戶(hù)卡ID信息，并將用戶(hù)卡收回循環(huán)使用。數據中心通過(guò)檢索數據庫中對應ID號，獲得該用戶(hù)卡的類(lèi)型(臨時(shí)卡)、入場(chǎng)時(shí)間，并查詢(xún)數據庫中與此ID號相關(guān)的車(chē)輛信息，與剛才實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行比對，若不符合則拒絕放行，并給出告警信息和出錯提示信息。若符合，數據中心根據車(chē)輛在場(chǎng)內停留時(shí)間和計費費率，計算出用戶(hù)應繳費額，同時(shí)顯示在金額顯示器屏幕上，語(yǔ)音提示設備提示用戶(hù)應繳納金額，用戶(hù)交納相應費用后，管理人員將通過(guò)出場(chǎng)控制器打開(kāi)出口電動(dòng)欄桿，用戶(hù)駕車(chē)駛出停車(chē)場(chǎng)。 長(cháng)期卡車(chē)輛出場(chǎng)工作流程 持長(cháng)期卡用戶(hù)的車(chē)輛到達停車(chē)場(chǎng)出口時(shí)，讀卡器獲取該卡的信息，將信息上送到數據處理中心，啟動(dòng)車(chē)輛圖像識別系統，判斷用戶(hù)卡的有效性和密碼，并將數據中心查詢(xún)到的信息與此ID號相關(guān)的車(chē)輛信息與車(chē)輛識別系統獲取的信息進(jìn)行比對，如果符合，則給出口控制器一個(gè)有效信號，由出口控制器控制抬起出口電動(dòng)欄桿，用戶(hù)駕車(chē)離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)，完成一次出場(chǎng)過(guò)程。 智能停車(chē)場(chǎng)管理系統設計 硬件系統 智能停車(chē)場(chǎng)管理系統框圖如圖1所示。智能停車(chē)場(chǎng)管理系統數據中心控制管理入口控制系統、車(chē)輛識別系統、安全監控系統、用戶(hù)管理系統和出口控制系統等。智能停車(chē)場(chǎng)管理系統主要設備有： (1)入口控制設備，包括入口自動(dòng)吐卡機、入口讀卡器、車(chē)輛檢測器、電動(dòng)欄桿等; (2)用戶(hù)收費終端設備，包括計算機、視頻捕捉卡、票據打印機等; (3)數據處理中心設備，包括數據服務(wù)器、中心讀寫(xiě)卡機、通信設備等; (4)停車(chē)場(chǎng)監控設備，包括監控攝像頭、視頻卡、顯示器、報警裝置設備等; (5)出口控制設備，包括出口讀卡機、車(chē)輛檢測器、電動(dòng)欄桿、出口語(yǔ)音提示設備、停車(chē)費用顯示設備等; (6)其他設備，包括照明設備、通風(fēng)設備等。 
軟件系統 三級操作員制 軟件系統分操作員級、主管級、經(jīng)理級三個(gè)不同級別。不同級別對應著(zhù)進(jìn)入軟件系統的不同密碼，故軟件系統具有良好的保密性與可靠性。 不同等級的操作人員進(jìn)入軟件系統后，能實(shí)現不同的功能。操作員級只能實(shí)現基本功能;主管級能實(shí)現包括操作員在內的其他一些功能，且能修改操作員密碼;經(jīng)理級是最高等級的操作人員，能實(shí)現包括操作級、主管級在內的所有功能，并可修改全部操作人員密碼。 軟件系統具有良好的兼容性及資料保護性。 圖像捕捉對比 圖像的圖幅大小和清晰度、顏色等參數可自行設置;車(chē)輛圖像可供有關(guān)人員隨時(shí)查閱。圖像的總存儲量根據硬盤(pán)容量大小而定，最少可保證留有一周以上的車(chē)輛出入圖像(10000幅)備查。 臨時(shí)車(chē)收費功能 臨時(shí)車(chē)離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)時(shí)，控制器能自動(dòng)檢測到臨時(shí)卡，并提示應交納一定的費用。臨時(shí)車(chē)必須在交完一定的費用后，經(jīng)保安確認，才能離開(kāi)停車(chē)場(chǎng)。道閘開(kāi)啟時(shí)，數字錄像機抓拍下該車(chē)輛的照片文件，并存儲在電腦里。 查詢(xún)、更改資料 查詢(xún)各種相關(guān)資料。例如：常用卡資料清單、被鎖常用卡清單、操作人員密碼清單、臨時(shí)卡清單等。 資料打印 執行操作過(guò)程中，可即時(shí)打印出實(shí)施該項操作的操作人員代碼以及操作內容， 打印機打印出該車(chē)入/出場(chǎng)日期、時(shí)間、序號、時(shí)間，以及操作人員代碼等。 結語(yǔ) 通過(guò)與傳統停車(chē)場(chǎng)對比，智能停車(chē)場(chǎng)管理系統既保留了傳統停車(chē)場(chǎng)的功能，又以原有收費介質(zhì)為依托，對管理介質(zhì)進(jìn)行了改進(jìn)，選定射頻卡作為智能停車(chē)場(chǎng)的管理介質(zhì)。通過(guò)需求分析，明確了智能停車(chē)場(chǎng)管理系統所要具備的功能，進(jìn)而提出了智能停車(chē)場(chǎng)管理系統的結構設計圖。針對停車(chē)場(chǎng)的用戶(hù)群體，分別分析和設計了臨時(shí)用戶(hù)和固定用戶(hù)的出入場(chǎng)工作流程，實(shí)現固定用戶(hù)的不停車(chē)出入停車(chē)場(chǎng)。 參考文獻： [1] 沈宇超, 沈樹(shù)群. 射頻識別技術(shù)及其發(fā)展現狀[J]. 電子技術(shù)應用, 1999(1) [2] 唐輝. 基于RFID的智能停車(chē)場(chǎng)管理系統關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 武漢理工大學(xué), 2008 [3] 邱雪瓊. RFID技術(shù)在停車(chē)場(chǎng)中應用的關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 廣東工業(yè)大學(xué), 2006 [4] Finkenzeller K. 射頻識別技術(shù)[M] (第3版). 吳曉峰，陳人才, 譯.北京：電子工業(yè)出版社，2006 [5] Finkenzeller K. RFID-HANDBOOK, fundamentals and applications in contactless smart cards identification[M]. 2nd ed. Whey&Sons LTD, 2003 [6] Bing J, FishkinK P, Roy S, et a1.Unobtrusive Long-range Detection of Passive RFID Tag Motion IEEE [J]. Instrumentation and Measurement.2006,55(1): 187~196 作者：郭穩濤 湖南機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 何怡剛 湖南大學(xué) 時(shí)間：2010-04-16 |
