基于遠距離射頻卡的機動車物聯網技術

王愛樂，周昌能

(1.太原理工大學陽泉學院，山西陽泉045001;2.北京迪創偉業科技有限公司太原辦事處，北京 100088)

給機動車安裝射頻信息卡、各交通路口安裝電子采集裝置、交警配備便攜式電子采集裝置，城市道路網將形成一個機動車物聯網。行進車輛如同在網中游動的數字游標，交管部門可通過相應電子裝置采集機動車信息，從而監控中心便可獲取網中的車輛號牌及行駛路線，在電子采集裝置的覆蓋范圍內容易實現交通管理電子化、信息化、智能化。監控中心既可實時監控各道口的交通流量，有效控制和疏導城市交通，指揮并管理城市交通秩序，同時跟蹤嫌疑機動車輛，杜絕無牌、無照、無證“黑車”上路行駛，減少利用機動車輛犯罪活動的發生。

1 國內外現狀

機動車輛檢測和道路管理的主要職能是對機動車輛的合法性和車流動態情況進行監測，在此基礎上進行科學的交通控制、調度和指揮，目前主流技術發展方向是智能交通管理系統(Intelligent Traffic System，ITS)，多數發達國家都制定實行ITS計劃。目前國內外在機動車位置監控方面主要使用全球衛星定位系統(Global Plsitioning System，GPS)技術，但多用于出租車和公交車管理，公務車同私家車即便安裝了GPS，也只對駕駛員進行路線引導，并未真正用于交通管理。

在城市道路交通管理方面，大多城市安裝了道口視頻監控系統或電子警察，前者實現交通狀況的實時監控，后者為機動車違章行駛處罰提供依據，但這兩類系統難于解決車流量自動識別和疏導問題，更無法解決套牌、假牌的識別問題。目前射頻卡已經廣泛應用于停車場管理和高速公路不停車收費，人們對交通管理領域的射頻卡已不陌生。但射頻卡在交通領域的應用仍然是局部、小范圍，尚未實現城市范圍內的應用和管理。

2 系統組成

如圖1所示，基于遠距離射頻卡的機動車信息識別及監測系統由機動車射頻信息卡、采集器、監控中心管理系統3部分組成。

(1)機動車射頻信息卡是一種有源的遠距離射頻卡，由車輛管理部門一車一卡統一發放，無論機動車輛處于何種狀態，射頻信息卡均會自動應答采集器指令，便于公安干警或執法人員隨時隨地對該車輛進行檢測，改變停車檢查現狀。

(2)機動車信息采集器分為手持采集器和固定采集器。采集器帶有射頻卡信息無線收發器、報警器、顯示器、GPRS通信模塊等功能部件，可通過GPRS通信模塊向監控中心實時上報或下載機動車信息。

圖1 系統組成示意圖

手持或移動采集器內存儲有丟失和可疑車輛信息，并可下載更新。執法人員可用手持采集器或隨車采集器對車輛進行檢查。采集器在車前方0～25 m范圍內激發機動車射頻信息卡，機動車輛信息立即顯示在屏幕上，發現可疑車輛自動報警;交警可對照采集到的車輛信息，確認車輛的合法性。機動車射頻信息卡可與汽車防盜器連接，實現盜搶車輛自動報警。

在城市道路出口或隨機設立的臨時檢測卡口安裝固定采集器，可對機動車進行快速檢查。采集器通過對比已下載存儲的嫌疑車輛信息庫，快速發現可疑車輛并自動報警。在城市道路交叉口安裝固定采集器，可以快速監測道口交通狀況，如各時段交通流量、方向、車輛類型，并可與電子警察配合，準確無誤的查處違章車輛;將多個路口采集的信息綜合整理，可分析一定時段、一定區域內的車流量分布，以及跟蹤追查肇事逃逸車輛的運動軌跡，為刑偵工作提供偵破線索及依據。

(3)監控中心管理系統用于監測控制和管理道路交通，為道路、車輛和駕駛員之間提供通訊聯系。這將對道路系統中的交通狀況、交通事故、氣象狀況與交通環境進行實時監控，并根據收集到的信息進行交通控制，如控制信號燈、發布誘導信息、道路管制、事故處理與救援等。

3 應用場景

機動車輛射頻信息卡可長期保存機動車輛的詳細信息，包括生產廠家、出廠時間、車身顏色、型號、發動機號，以及車主詳細信息和保險、年檢、處罰等相關信息，為實現機動車輛自動識別、監測、檢查提供基礎，具體應用場景如下:

(1)交警按傳統手段查車，必須將機動車輛叫停后，通過檢查駕駛員有關證件獲得機動車信息。機動車安裝射頻信息卡后，無論車輛處于何種狀態，交警通過手持采集器可快速獲取車輛全部信息，快速發現可疑車輛。

(2)交通道口監控。機動車信息識別及監測系統在城市交通中的應用主要包括:機動車信息自動識別和嫌疑車輛跟蹤;機動車流量自動監測、統計、分析與交通指揮、交通疏導;違章、肇事逃逸和嫌疑車輛自動報警。系統具有實時檢查、無人值守、全天候作業、自動報警等特點，適合在高速公路同重要干道上以及城市各路口處使用。

(3)交通誘導。在車流量自動監測的基礎上，可進行道口紅綠燈自動控制，例如東西向行駛的車輛較南北向多，擁堵較厲害時，可延長東西向綠燈開啟時間，反之亦然;還可以在擁堵嚴重的交通道口周圍部署電子顯示屏和電子引導標志牌，及時播報路況信息，合理分流機動車。

(4)停車行車收費和車輛出入控制。由于機動車射頻信息卡由交管部門統一發放，在全市、全省甚至全國范圍內通用，各高速公路收費站、公共停車場、居民小區、企事業單位無需再重復發放機動車信息卡即可建設自動收費和車輛管理、出入控制系統，改變了以往各自為政建設管理系統，而互不兼容、維護困難的狀況，有效實現資源和信息共享，節約社會資源。車輛出入控制系統可與交管部門的機動車信息識別及監測系統聯網，發現可疑車輛及時上報，使得嫌疑車輛無處藏身。

(5)城市公共交通調度管理。根據車流量自動監測結果，進行實時分析，根據分析結果安排車輛行駛路線、出車時間，充分利用交通資源可提高車輛的使用率。在公交車站安裝公交車輛信息固定采集器，可實現公交車進出站自動監測，使公交調度系統準確掌握公交停車場公交車進出實時動態信息。通過實施該系統可有效提高公交車的管理水平，對采集的數據利用計算機進行研究分析，可以掌握車輛運行規律，實現公交車輛的智能管理，提升城市形象。機動車射頻信息卡與全球衛星定位系統等技術相比具有安裝方便、適應性強、成本低、車輛無需改造等特點。

4 結束語

現代化的機動車輛監測與管理、道路交通及城市交通綜合信息管理與指揮系統，是建立在大量的機動車輛和道路、城市交通信息反饋的基礎上。因此，建立統一完善的機動車輛和道路、城市交通管理信息系統是實現現代化交通管理與指揮的前提。充分利用射頻信息卡這一高實用性技術，為建立機動車物聯網、建設現代化的智能交通系統創造有利條件。

［1］ 吳曉東.無線射頻技術在高速公路不停車收費系統中的應用［J］.公路交通科技:應用技術版，2010(1):163－165.

［2］ 李明，姜燕，柯尊平，等.基于RFID遠距離智能停車場系統的設計［J］.電腦知識與技術，2009，5(24):6849 －6850.

［3］ 朱煜鈺，何春霞.基于射頻卡的車輛不停車智能管理系統研究［J］.廣西輕工業，2010(8):98，111.

［4］ 張宏斌，戎蒙恬，鄧曉東.基于NS的RFID系統仿真工具研究［J］.計算機仿真，2008(2):132 －134，140.

［5］ 張平，劉偉峰.無源超高頻RFID時鐘不敏感基帶設計與實現［J］.西安郵電學院學報，2010(6):114 －118，126.