RFID無源電子標簽技術在車輛出入管理中的應用模式探討

交通運輸部科學研究院 張永軍 剛紅潤

RFID無源電子標簽技術在車輛出入管理中的應用模式探討

交通運輸部科學研究院 張永軍 剛紅潤

本文介紹基于物聯網系統技術建設的幾種企事業單位車輛出入管理系統，它采用物聯網系統的核心技術RFID無源電子標簽，解決了車輛出入的身份識別以及停車場內部剩余車位實時統計問題，并且可以將若干個企事業單位的車輛出入管理網絡化。

物聯網系統；RFID；無源電子標簽

1.引言

目前企事業單位在卡口的車輛出入管理大多采用手動吐卡抬桿的方式進行管理，還有一些采用有源電子標簽（即一個帶有電池的遠程電子產品設備），這兩種方式都存在著很難克服的技術缺陷。作為物聯網系統的核心技術，RFID無源電子標簽，在車輛出入的管理中應用越來越廣泛。用戶僅僅需要在車上貼取一個幾元錢的標簽即可。本文詳細地介紹RFID技術在車輛出入管理中的幾種應用方式以及其它幾種應用技術的簡單比對和說明。

2.RFID車輛出入管理系統工作原理

在車輛上一次性粘貼一張電子標簽，并在數據庫中將電子標簽號和車牌號綁定，當該車駛入車輛入口車道時，車道的電子讀頭從車載電子標簽中讀取車輛的識別信息，驗證信息后控制車道控制器抬起自動欄桿將車輛放行，同時將該車的識別信息和車道信息（如：入口編號、通過時間等）上傳到數據中心，當車輛從出口車道駛出時，則通過標簽信息獲得車輛行駛的入口和收費標準，計算需收取的停車費后，扣除費用并放行，并記錄車輛駛出的信息[1],如圖1。

3.RFID車輛出入管理系統的幾種應用模式

基于RFID技術的車輛出入管理系統在實際應用中，往往存在以下三種方式，這四種方式各有其優點缺點，在不同的應用場合選用妯，如圖2。

3.1 簡單型車輛進入身份識別管理方案

車輛在進入關口時，粘貼在前風擋玻璃上的RFID無源電子標簽，經過RFID讀寫器遠距離（水平1-3米）快速識別后，直接抬桿放行，無須再停下來進行刷卡，從而不停車通過關口。

車輛在離開關口時，通過車輛檢測器檢測到車輛以后，自動抬桿放行，車輛出去后，自動落桿。

優點在于系統建設費用最低，只需要用一個車道控制器即可完成車輛的出入管理，缺點在于車輛離開時沒有身份識別就抬桿放行，同時沒有歷史記錄。

車輛快速識別、不停車快速通行，以及沒有車位數統計和車輛出入記錄的特點，這個系統比較適合于安全級別要求比較低、車位數足夠的場合，如居民小區和一般的企事業單位等。

表1

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

3.2 簡單型車輛出入身份識別管理方案

車輛在出入關口時，粘貼在前風擋玻璃上的RFID無源電子標簽，經過RFID讀寫器遠距離（水平1-3米）快速識別后，直接抬桿放行，無須再停下來進行刷卡，從而不停車通過關口。

優點在于系統建設費用最低，只需要用一個車道控制器即可完成車輛的出入管理，缺點在于車輛出入沒有歷史記錄。

車輛快速識別、不停車快速通行，以及沒有車位數統計和車輛出入記錄的特點，這個系統比較適合于安全級別要求比較低、車位數足夠的場合，如居民小區和一般的企事業單位等。

3.3 通用型車輛出入身份識別管理方案

車輛在出入關口時，粘貼在前風擋玻璃上的RFID無源電子標簽，經過RFID讀寫器遠距離（水平1-3米）快速識別后，直接抬桿放行，無須再停下來進行刷卡，從而不停車通過關口。

優點在于系統建設費用較高，需要用一個服務器運行來完成車輛的出入管理，同時采用剩余車位實時統計功能，車輛出入有歷史記錄。

車輛快速識別、不停車快速通行，以及剩余車位數統計和車輛出入記錄的特點，這個系統比較適合于安全級別要求比較高、車位數動態應用的場合，如停車場外用的企事業單位等。

4.車輛出入管理應用中幾種系統的技術應用比較

目前除了純人工車輛出入管理方式以外，主要存在以下三種：自助系統、有源電子標簽系統和無源電子標簽系統。

4.1 IC卡自助系統

IC卡的操作距離最多在10厘米以內，因此一般和吐卡機配套使用，手動取卡，手動刷卡。早期有一些機關政府、企事業單位和居民小區停車場采用了這種方式。缺點是需要駕駛員停車、按鍵吐卡或刷卡，通過效率低，容易出現車輛刮撞設備事故。吐卡機經常會出現機械原因而不正常工作[2]，如圖3。

4.2 有源電子標簽(如圖4)

有源電子標簽的尺寸一般是5厘米*5厘米左右，內部是電路板和電池。有源電子標簽一般讀取的距離都是在50-100米。

這種技術用在停車場上，缺點在于：

(1)讀取距離太遠，會出現有標簽的車在后面，沒有標簽的車在前面，從而出現誤抬桿現象；(2)標簽內的電池電量稍微不足的時候，讀取效果會很差，使用不穩定；(3)成本高，一個大致為50-100元左右。

4.3 無源電子標簽(如圖5)

無源電子標簽可以根據需要封裝成各種各樣的形式，內部沒有電路板和電池，只是幾圈鋁線。無源電子標簽一般讀取的水平距離都是在2米。

這種技術用在停車場上，缺點在于：

(1)個別車輛前風擋防爆膜金屬含量很高，同時車輛有沒有天窗和天線區，這時需要粘貼的技巧，需要進行15分鐘的現場培訓給專門管理人員；(2)一般只用于停車場，因為它只能水平讀取2米左右。

4.4 技術和系統綜合比較(如表1)

5.結束語

基于RFID技術實現的車輛出入管理系統，由于其強大的功能和低成本的特點，正在被越來越多的城市選為整個城市的車輛管理方案。作為物聯網系統的核心技術，它的實現不僅可以解決目前的車輛出入管理問題，而且可以獲取整個地區的實時信息采集，從而實現一個地區的多個停車場車輛誘導管理系統。

[1]席旻.物聯網在智能停車場管理系統的應用[J].電腦知識與技術,2011(27).

[2]朱毅.智能停車場系統技術及實施[J].科技廣場,2012(1).

張永軍（1973—），男，北京人，碩士，助理研究員，現供職于交通運輸部科學研究院，研究方向：RFID在交通運輸領域內的應用。