淺析RFID在智能車庫中的應(yīng)用

□王亓劍 金 建 梁 薇

一、引言

近年來，隨著我國社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，國民購買力得到了很大提高，開始追求更高的生活質(zhì)量，轎車成為了人們的代步工具，車輛制造業(yè)隨之興起，車輛的生產(chǎn)量也迅速增長。由于用戶量的增加，我國現(xiàn)在的車輛銷售為2349.19多萬輛，領(lǐng)先于世界各國。在這種增長的趨勢下會(huì)出現(xiàn)一種現(xiàn)象，就是停車場的供不應(yīng)求，面對(duì)這種狀況，隨之產(chǎn)生的亂停亂靠現(xiàn)象也隨之增加，在沒人管理的地方隨意停車，很多時(shí)候會(huì)導(dǎo)致各種糾紛，所以應(yīng)當(dāng)更好地對(duì)車輛進(jìn)行管理，提高車庫的利用率。為應(yīng)對(duì)這種情況，不少城市停車庫引進(jìn)一種智能車庫管理系統(tǒng)，目前已有研究人員采用RFID技術(shù)研究設(shè)計(jì)智能車庫管理系統(tǒng)，以解決普遍的車輛進(jìn)出頻繁的領(lǐng)卡問題。此系統(tǒng)具有很多其他IC卡車庫沒有具備的優(yōu)勢，只要擁有車庫專門制作的RFID通行證，車輛在出入車庫時(shí)就會(huì)變的方便快捷很多，一切多余的操作都不需要，比如司機(jī)搖下車窗等，因?yàn)镽FID技術(shù)對(duì)車輛識(shí)別和收費(fèi)都能自動(dòng)完成，這種自主性技術(shù)大大提高了車庫管理的便利，做到快速有效的管理。現(xiàn)如今，小區(qū)以及人流量大的商場對(duì)智能化停車場的需求也變得更加迫切，為減少這些人流密集場所的交通擁堵和避免發(fā)生多種交通事故事件，加之我國車輛的擁有量呈直線上升的趨勢，因此，使用RFID技術(shù)管理車輛的用戶隨之增加，他們對(duì)車庫的車輛管理水平的要求也越來越高。考慮到人們對(duì)生活和工作的環(huán)境有更科學(xué)、更規(guī)范的要求，許多城市的大型綜合性建筑物和居民小區(qū)的配套設(shè)施都紛紛引進(jìn)管理高效、安全合理、快捷方便的智能車庫管理系統(tǒng)。大量停放汽車較多，車流量大的繁華地帶例如高級(jí)公寓、大型娛樂場所、酒店以及辦公樓等，為確保停放車輛安全和交通方便，迫切需要自動(dòng)化程度高、方便快捷的智能車庫管理系統(tǒng)，提高車庫的整體管理水平[1～4]。

二、RFID原理和技術(shù)

現(xiàn)在是一個(gè)追求勞動(dòng)力解放的社會(huì)，什么都講究自動(dòng)化，射頻識(shí)別(RFID)系統(tǒng)就是這個(gè)社會(huì)現(xiàn)象衍生出來的技術(shù)產(chǎn)物，它滿足了人們對(duì)自動(dòng)化需求的完美詮釋。自動(dòng)化體現(xiàn)在信號(hào)的識(shí)別方面，射頻無線信號(hào)通過電子標(biāo)簽自動(dòng)識(shí)別來自目標(biāo)的信號(hào)；然后通過無線電波與讀寫器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，讀寫器將主機(jī)的讀寫命令傳送給電子標(biāo)簽，再把電子標(biāo)簽返回的數(shù)據(jù)傳送回主機(jī)，電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、管理和控制由主機(jī)的數(shù)據(jù)交換與管理系統(tǒng)完成。由讀寫器、電子標(biāo)簽和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成[5～6]。

針對(duì)不同的產(chǎn)品，對(duì)RFID系統(tǒng)的應(yīng)用組成也會(huì)不同，電子標(biāo)簽、讀寫器和系統(tǒng)高層這三個(gè)部分是組成一個(gè)系統(tǒng)的框架，其他的需求是根據(jù)這三部分進(jìn)行開發(fā)的[7]，如圖1所示。

電子標(biāo)簽(Tag)的組成很簡單，一個(gè)芯片和天線就能組成一個(gè)電子標(biāo)簽，芯片的作用是用來存儲(chǔ)物體的數(shù)據(jù)，可以存儲(chǔ)來自被識(shí)別物體的全部信息，并對(duì)這些數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼等處理成各式各樣使天線能夠識(shí)別的無線電波，并把標(biāo)簽本身的數(shù)據(jù)信號(hào)以電磁波的形式發(fā)射出去。為了區(qū)別不一樣的電子標(biāo)簽，為每個(gè)電子標(biāo)簽設(shè)定了唯一的電子編碼，是射頻識(shí)別系統(tǒng)真正的數(shù)據(jù)載體，存儲(chǔ)著被識(shí)別物體的相關(guān)信息。電子標(biāo)簽的功能模塊如圖2所示。

圖1

圖2

讀寫器(Reader and Writer)，這是一種具備了讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)兩種功能的設(shè)備，它讀和寫的媒介是數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)的形式讀取和寫入到電子標(biāo)簽內(nèi)，并保存起來。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，讀寫器也具備了可以與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接的功能，通過天線和數(shù)據(jù)媒介來完成信息的傳遞，也就是數(shù)據(jù)的互換，可以理解為讀寫器鏈接了前端電子標(biāo)簽和后端的計(jì)算機(jī)終端設(shè)備，使得RFID技術(shù)可以順利運(yùn)轉(zhuǎn)起來。

讀寫器分為三個(gè)模塊，由射頻模塊、控制處理模塊和天線三部分組成(圖3為讀寫器的功能模塊)。天線為讀寫器與電子標(biāo)簽之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換。此外，讀寫器可以在多個(gè)不同頻段之間工作，既能對(duì)多種不同型號(hào)的電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫，也可以直接和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。

圖3

三、RFID技術(shù)使用目前所遇到的困境

(一)成本高。不同于普通條碼標(biāo)簽，由于RFID使用的是電子標(biāo)簽，這種標(biāo)簽的造價(jià)相對(duì)比較昂貴，這就相當(dāng)于一張紙和一個(gè)U盤的區(qū)別，價(jià)格可能是成幾何倍的，隨著使用量的增加，等量的普通條碼和電子條碼的成本也會(huì)越差越大，這就很大程度地降低了RFID技術(shù)在市場的競爭力，也打消了使用群體的積極性。

(二)物理干擾。雖然RFID標(biāo)簽的使用不會(huì)受到液體和外界作用的影響，但是在讀取過程中會(huì)受到諸如金屬等周圍物體的干擾。為了使用的準(zhǔn)確性，需要盡可能地避開這些物理干擾，這就局限了使用的廣泛性。

(三)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。對(duì)RFID這門新興技術(shù)，由于市場的不穩(wěn)定性和使用的不普遍性，以致于對(duì)RFID技術(shù)并沒有形成統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同的企業(yè)使用不同的RFID標(biāo)簽，使得各類標(biāo)簽并不是兼容的，這樣的發(fā)展趨勢使得RFID技術(shù)遇到了一定程度的難題，進(jìn)而造成了RFID技術(shù)應(yīng)用的混亂。

(四)技術(shù)成熟度不夠。從RFID技術(shù)出現(xiàn)到發(fā)展，至今經(jīng)歷的時(shí)間很短，應(yīng)用在各領(lǐng)域的時(shí)間就更短了，在運(yùn)用過程中所遇到的局限性更能顯示出在技術(shù)應(yīng)用上的不成熟，由于超高頻RFID電子標(biāo)簽反向反射性的特點(diǎn)具有的兩面性，使得其在金屬、液體等商品中應(yīng)用比較困難，如果能解決這一難題，對(duì)RFID技術(shù)必定是一個(gè)質(zhì)的提高。

(五)不可打印。在條碼技術(shù)中，可以將條形碼作為一個(gè)條目打印在商品的發(fā)票或保修卡上。相反的是RFID技術(shù)并不能做到這一點(diǎn)，以芯片的形式存儲(chǔ)方便了數(shù)據(jù)的管理和操作，卻無法像傳統(tǒng)條形碼一樣印刷，因此無法作為一個(gè)條目打印出來。

四、結(jié)語

回顧至今為止RFID技術(shù)的發(fā)展歷程不難看出，在這一門新興技術(shù)帶給市場良好沖擊的同時(shí)，RFID技術(shù)所要面臨和解決的問題還很多，總體客觀地去分析利弊，RFID的成功還是符合市場發(fā)展的，它的時(shí)效性、準(zhǔn)確性和耐久性等大批優(yōu)勢滿足了大多市場的需求，隨著市場需求的越來越多，RFID技術(shù)必定會(huì)隨著市場的發(fā)展而發(fā)展。