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引言 遠距離射頻識別技術是國際上最先進的第四代自動識別技術，近幾年剛剛開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、可穿透非金屬材料等特點，運用范圍廣。智能停車場管理系統通過遠距離無源射頻識別技術有效防止了人為因素給停車場管理帶來的破壞和干擾，實現大廈、物業小區停車場的智能化科學管理，可控制費用流失、提高運營效率、確保車輛安全。 智能停車場管理系統 傳統的停車場管理系統重點均放在計費、收費管理功能上，關注的是各個車輛進出的時間以便于收費，而在停車場的安全性、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場管理系統，以實現車輛自動識別和信息化管理，提高車輛的通行效率和安全性，并統計車輛出入數據，方便管理人員進行調度，以減輕管理人員的勞動強度，從而提高工作效率。 該停車場管理系統既保留了傳統停車場管理系統的所有功能，又以原有收費介質為依托，對管理介質進行了改進。當車輛進入停車場時，系統自動攝取車輛圖像，經計算機處理后得到車輛型號、牌照、顏色信息，并將這些信息與用戶卡唯一的對應起來一同存入數據庫中。當車輛駛離停車場時，用戶卡、車牌號碼或車輛圖像等相關指標匹配后才能放行。 系統采用“一車一卡一位”的管理模式，即從車輛進入停車場一直到車輛駛離停車場，與這輛車相關的所有數據均與卡的ID號唯一相關，通過這個唯一的ID號，我們可以將諸如用戶、車輛型號、車輛牌照、車輛顏色等信息和車輛圖像、車輛進出場時間、停車時長、指定停車位編號、泊車路徑、應繳費用等信息在數據庫中統一起來，便于查詢和存儲。這樣便將收費管理、泊車引導和車輛識別安全監控子系統的數據信息建立在同一個數據平臺上，從而將各子系統有效的集成為一個統一的智能停車場管理系統。 智能停車場管理系統是以管理系統和通道識別系統組成的計算機網絡，網絡通訊協議采用TCP/IP協議。系統能有效、準確、智能地對進出停車場的系統車輛(裝有電子車牌的車輛)和非系統車輛(未裝有電子車牌的車輛)的數據信息識別、采集、記錄并按需駐留、上傳、處理，并在必要時可以通過相應的人工干預進行補充，以避免非正常事件(非系統車進出)的影響，確保系統有高效的車輛智能放行能力。 對于智能停車場系統來說，要求靈敏度應該較高，使用的適應性較大，安裝不太復雜，同時應該不受晝夜影響可以確保在任何環境下對車輛進行穩定可靠的監控，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現汽車正常速度通過時，能與電子車卡進行通信;車輛的時間、空間信息、車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，及時上傳設備工作狀態，以供系統運行中心處理;故障排除或供電恢復后，系統自動重啟，確保停車場工作正常、數據傳輸完整;軟件結構模塊化;能夠滿足交通控制設備與監控設備(如道閘、信號燈、電子稱、視頻抓拍等)的接口需求。 智能停車場系統性能特點如下： (1)采用了射頻識別技術和計算機控制，自動化程度高，控制準確。 (2)采用遠距離智能識別標簽技術，防偽性能良好。停車的車輛擁有一個唯一序列號的標簽卡，該序列號不能更改。多重加密技術，唯一識別，無法仿制。而且只有該系統發行認可。 (3)非接觸式智能標簽卡使用時無機械接觸動作，遠距離感應通訊，無方向性，卡片可以在讀寫器的遠距離讀卡范圍內，在車輛不停車的同時就可以完成讀卡的操作，方便用戶的使用。 (4)道閘根據車輛的通行情況自動升起和降落，并具有防砸車功能。 (5)停車收費由計算機統計和確認。 (6)采用計算機網絡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)管理計算機和各個收費計算機可以實現實時通訊，并且管理計算機具有外接接口，網絡擴展性強。 (8)采用標準的工業控制系統結構，可根據用戶的不同要求組織不同系統的配置，方便靈活。 (9)安裝、調試、維護簡單方便，易于更換及檢修。 (10)整個系統性能穩定，使用可靠。 智能停車場系統工作流程 射頻識別系統有著其他識別系統無法比擬的優勢，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，因此智能停車場管理系統采用射頻識別系統。 停車場管理系統運行過程是以顧客停車取車的過程為基礎的，停車場的工作流程也始終以用戶車輛進出停車場的流程為中心。停車場用戶一般分為臨時用戶和固定用戶兩大類。當車輛駛入/出停車場天線通信區時，天線以微波通訊的方式與車載射頻卡進行雙向數據交換，從射頻卡上讀取車輛的相關信息，自動識別射頻卡并判斷車卡是否有效和合法性，車道控制電腦顯示與該射頻卡一一對應的車牌號碼及駕駛員等資料信息;車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關信息存入數據庫中，車道控制電腦根據獨到的數據進行判斷來做出放行或禁止的決策。 (1) 臨時用戶 臨時用戶是指臨時使用停車場停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有臨時性、隨機性、使用頻次低的特征。臨時用戶潛在數量龐大且身份不確定。 (2) 固定用戶 固定用戶是指長期固定使用停車場停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有長期性、規律性、使用頻次高的特征。固定用戶一般是停車場附近單位的工作人員或生活區的住戶，數量在一定時間內是確定的。 針對停車場用戶一般分為臨時用戶和固定用戶的實際情況，系統出/入場流程也分為臨時用戶和固定用戶的兩種情況。 車輛入場工作流程 臨時車輛入場工作流程 臨時車輛進入停車場時，設在車道下的車輛感應線圈檢測到車輛的到來。將有車信號傳送給入口控制器，入口控制器獲取車輛到來的信號后，向相關設備發出指令，啟動攝像系統和車輛識別系統。經計算機對圖像進行處理后，記錄車輛的牌照信息、顏色信息、車型信息等。語音提示設備提示用戶按動取卡按鈕，入口控制器檢測到取卡信號后，通過串口給發卡機發送發卡命令。發卡機接到命令后，發出一張臨時用戶卡，剛才系統所獲取的信息即與此卡的ID號對應起來。同時語音提示器提示用戶取走臨時卡。如果用戶在規定時間內不取卡，發卡機將自動吞回用戶卡，入口控制器取消此次入場操作。用戶取走卡后，發卡機發出用戶己取走卡的信號給入口控制器，入口控制器抬起欄桿，用戶駕車駛入停車場。入口電動欄桿檢測到配套車輛檢測器信號出現“有車——無車”變化后，才自動將欄桿放下，以杜絕砸車事件的發生。入口控制器接收到入口欄桿出現“抬桿——落桿”的動作后，確認本次入場過程已經完成。 長期卡車輛入場工作流程 當持長期卡的用戶車輛進入入口讀卡器的感應范圍時，讀卡器即與射頻卡之間建立起信息交換系統，射頻卡向讀卡器發送卡信息，讀卡器判斷射頻卡的合法性和時間有效性，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，攝像系統和車輛識別系統將啟動。攝入車輛圖像，經車輛識別系統分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車型信息等;數據處理中心根據讀卡器上傳的ID號，查詢數據庫中與此ID號相關的車輛信息，并與剛才實時獲取的信息進行比對，若不符合則拒絕放行，同時給出告警信息和出錯提示信息。另外，數據處理中心還會檢查此固定卡是否過期。若符合條件，則給入口控制器一個有效信號，抬起欄桿，用戶駕車駛入停車場。入口電動欄桿檢測到配套車輛檢測器信號出現 “有車—無車”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”的動作后，確認本次入場過程己經完成。 車輛出場工作流程 臨時車輛出場工作流程 用戶駕駛車輛進入停車場離場通道，停在出口處，車輛檢測器檢測到有車后，向出口控制器發出有車信號。攝像系統和車輛識別系統啟動，攝入車輛圖像，經車輛識別系統分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車型信息等;用戶將入場時取得的用戶卡交給管理人員，管理人員通過出口讀卡機讀取用戶卡ID信息，并將用戶卡收回循環使用。數據中心通過檢索數據庫中對應ID號，獲得該用戶卡的類型(臨時卡)、入場時間，并查詢數據庫中與此ID號相關的車輛信息，與剛才實時獲取的信息進行比對，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，數據中心根據車輛在場內停留時間和計費費率，計算出用戶應繳費額，同時顯示在金額顯示器屏幕上，語音提示設備提示用戶應繳納金額，用戶交納相應費用后，管理人員將通過出場控制器打開出口電動欄桿，用戶駕車駛出停車場。 長期卡車輛出場工作流程 持長期卡用戶的車輛到達停車場出口時，讀卡器獲取該卡的信息，將信息上送到數據處理中心，啟動車輛圖像識別系統，判斷用戶卡的有效性和密碼，并將數據中心查詢到的信息與此ID號相關的車輛信息與車輛識別系統獲取的信息進行比對，如果符合，則給出口控制器一個有效信號，由出口控制器控制抬起出口電動欄桿，用戶駕車離開停車場，完成一次出場過程。 智能停車場管理系統設計 硬件系統 智能停車場管理系統框圖如圖1所示。智能停車場管理系統數據中心控制管理入口控制系統、車輛識別系統、安全監控系統、用戶管理系統和出口控制系統等。智能停車場管理系統主要設備有： (1)入口控制設備，包括入口自動吐卡機、入口讀卡器、車輛檢測器、電動欄桿等; (2)用戶收費終端設備，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，包括數據服務器、中心讀寫卡機、通信設備等; (4)停車場監控設備，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、車輛檢測器、電動欄桿、出口語音提示設備、停車費用顯示設備等; (6)其他設備，包括照明設備、通風設備等。 
軟件系統 三級操作員制 軟件系統分操作員級、主管級、經理級三個不同級別。不同級別對應著進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入軟件系統后，能實現不同的功能。操作員級只能實現基本功能;主管級能實現包括操作員在內的其他一些功能，且能修改操作員密碼;經理級是最高等級的操作人員，能實現包括操作級、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;車輛圖像可供有關人員隨時查閱。圖像的總存儲量根據硬盤容量大小而定，最少可保證留有一周以上的車輛出入圖像(10000幅)備查。 臨時車收費功能 臨時車離開停車場時，控制器能自動檢測到臨時卡，并提示應交納一定的費用。臨時車必須在交完一定的費用后，經保安確認，才能離開停車場。道閘開啟時，數字錄像機抓拍下該車輛的照片文件，并存儲在電腦里。 查詢、更改資料 查詢各種相關資料。例如：常用卡資料清單、被鎖常用卡清單、操作人員密碼清單、臨時卡清單等。 資料打印 執行操作過程中，可即時打印出實施該項操作的操作人員代碼以及操作內容， 打印機打印出該車入/出場日期、時間、序號、時間，以及操作人員代碼等。 結語 通過與傳統停車場對比，智能停車場管理系統既保留了傳統停車場的功能，又以原有收費介質為依托，對管理介質進行了改進，選定射頻卡作為智能停車場的管理介質。通過需求分析，明確了智能停車場管理系統所要具備的功能，進而提出了智能停車場管理系統的結構設計圖。針對停車場的用戶群體，分別分析和設計了臨時用戶和固定用戶的出入場工作流程，實現固定用戶的不停車出入停車場。 參考文獻： [1] 沈宇超, 沈樹群. 射頻識別技術及其發展現狀[J]. 電子技術應用, 1999(1) [2] 唐輝. 基于RFID的智能停車場管理系統關鍵技術研究[D]. 武漢理工大學, 2008 [3] 邱雪瓊. RFID技術在停車場中應用的關鍵技術研究[D]. 廣東工業大學, 2006 [4] Finkenzeller K. 射頻識別技術[M] (第3版). 吳曉峰，陳人才, 譯.北京：電子工業出版社，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 湖南機電職業技術學院 何怡剛 湖南大學 時間：2010-04-16 |
