超高频RFID车联网系统研究

　　RFID作为物联网中的重要技术，近年来以其低廉、安全、高效的特点得到广泛的关注和研究。文中提出了一种基于超高频RFID的智能车辆管理系统（即车联网）。该系统由RFID硬件系统、CDMA系统、GIA系统、数据处理系统构成，可以实现车辆的智能化识别、定位、跟踪、测速、监控和管理，以解决当前严峻的道路拥堵、车辆超速超载、车辆盗窃及公务车管理等问题。

　　0 引言

　　随着经济和技术的发展，我国居民汽车保有量逐年增加，剧增的车辆给当今的车辆管理带来了严峻的挑战：汽车拥堵、车辆盗窃、车辆身份识别难、由超速导致的交通事故频发。如何能运用科技手段有效地利用道路资源，保持道路畅通；明晰车辆身份，使单位可以有效管理车辆进出入；遏制车辆超速超载，保障车辆行驶安全；提升车辆“自卫”等级，防范车辆盗窃；透明公务车身份信息，限制公务车私用？本文提出一种基于超高频RFID、GSM、GIA 的智能车辆管理系统对上述问题的解决方案。本文的第2 部分叙述了智能车辆管理系统在封闭的大学校园内识别进出入车辆身份，以加强对进出、停放校园车辆的管理。第3 部分叙述了智能车辆管理系统在开放的道路网中对道路信息进行实时采集，以方便交通部门优化交通流、合理配置道路资源；并对危特车辆进行定位、测速、跟踪、身份信息读取。第4 部分结合当前全军及武警部队更换新军牌的形势，提出了全国更换新型RFID智能车牌及运用本智能车辆管理系统的设想，并阐述了本系统对当前车辆管理难题的解决方案。

　　1 应用于封闭区域的车辆身份识别及管理子系统

　　大学是个相对开放的环境，大学区域内车辆的复杂性和车辆管理的分散性给大学师生的生命和财产安全带来了隐患，尤其是2010 年河北大学发生了震惊国人的“我爸是李刚事件”，使得整治校园秩序，加强对进出、停放校园车辆的管理，保障师生的生命和财产安全变得尤为重要。

　　1.1 车辆身份识别系统现状

　　目前，一部分大学的车辆管理采用人工判别：即校方给本单位的车辆发放纸质标识牌，由门卫鉴别出入车辆是否属于本单位，外来车辆到指定地点办理临时访问手续。此方式不仅效率低，检查延误时间长，更因其没有采用技术手段防伪，为伪造标识牌埋下了隐患。

　　另一部分大学采用一种感应式IC 卡出入管理系统。这种卡虽具有安全保密、不易被仿造、携带方便、经久耐用等特点，但这种传统的IC 卡本身是一种近距离感应卡，识读距离只有几厘米。在实际使用中，车主需要将车辆停下来，摇下车窗，手持IC 卡伸出车窗外，进行刷卡，再继续进出。这种车辆出入管理系统与上一种管理系统相比，在检查期间耗费的时间更长，且并未给车主带来方便，尤其在雨雪天气、酷热天气等气候下使得车主更为不便；IC 卡车辆出入管理系统本质上是需要停车的，不能实现更为先进和人性化的无障碍自动出入。

　　1.2 系统组成

　　车辆管理系统主要由RFID 硬件部分（有源RFID 智能牌照、远距离阅读器、通道控制器、道闸）、图像抓拍模块、计算机及软件管理系统构成。

　　1.3 工作原理

　　本系统采用UHF 远距离射频识别技术，每部车辆上均安装有预先在车辆进出入系统注册的有源RFID 智能牌照。

　　RFID 车牌储存的信息包括车辆部门、车牌号、司机姓名以及身份证号。有源RFID 牌照会不断地发射超高频信号，当安装在出入口附近的远距离阅读器接收到信号后，远距离读卡器通过485（或者韦根）接口将卡信号发给通道控制器。通道控制器判断牌照的合法性，如果合法，则控制器上的继电器驱动道闸开启，允许车辆出入，否则不予放行。外来车辆由于没有专属本单位的牌照，车辆进入有源识别区后智能道闸控制器没有接收信息， 产生中断信号， 此时智能道闸控制器发出警示命令， 语音设备提示驾驶员停车， 并到门卫处登记， 同时自动启动摄像机抓拍车辆有效信息（车牌号码）。此时，驾驶员需要配合门卫到门卫室登记，之后由门卫通过无线遥控装置操作智能道闸控制器开启道闸。校园的每个大门的门卫室作为系统分控点，由计算机实时记录车辆出入记录，包括出入时间、车辆部门、车主信息。

　　1.4 系统特点

　　本车辆管理系统的主要特点如下：

　　（1）远距离：阅读距离10 m 以内可轻松实现。由于车辆门禁的实际要求，读卡距离不宜过长。本方案无须人工靠近刷卡或要在指定区域内通过才能识别，实现全自动识别，可以避免在恶劣天气下司机必须摇窗靠近阅读器才能刷卡等问题，因而在高峰时间可有效缓解出入库车辆过多、排队刷卡带来的堵塞问题。

　　（2）运行稳定：远距离阅读器阅读距离稳定，不易受周边环境影响。有源RFID 可以有效突破汽车防爆金属网的屏蔽作用，顺利与阅读器交换数据。

　　（3） 可靠性高：环境温度-40 ~ 85℃内能完全正常运行，尤其是在北方低温和南方高温状态下更显优势，可以有效抵抗空气中的灰尘和污染物。

　　（4） 高抗干扰：对现场各种干扰源无特殊要求，安装方便简单。

　　（5） 超低功耗：使用寿命长，平均成本低，并且对人体安全、更健康，无辐射损害。

　　（6） 防冲突性： 先进的防碰撞技术，可每秒同时识别上百个标签。