一、RFID停車場應用背景與意義
1.1 RFID智能停車場應用背景
河南新交際智能化工程有限公司在隨著國家經濟間建設的不斷發展，國有綜合實力的不斷提高，小汽車已經逐步走進千家 萬戶，汽車保有量增加迅速，公安部日前公布,去年底全國機動車保有量已達24億輛，車輛的飛 速增加給城市的公共管理帶來壓力與挑戰，城市停車服務已經嚴重考驗一個城市的公共服務 能力。面對汽車時代的來臨，整個社會對于智能停車場也將進入一個全新的物業管理模式。 對城市中的車輛而言，行駛時為動態，停放時為靜態，停車設施是靜態交通的主要內容。我國城市共有668個，其中大城市81個，特大城市34個，中等城市 203個，小城市384個。 這些城市因多種原因，目前已經不同程度地出現了動態交通的擁堵和靜態交通基礎設施建設 落后于動態交通條件的狀況，全國停車位缺口平均在60%以上。
交通基礎設施的建設、車輛安全管理是每個城市建設規劃者日益面臨的一個重要課題。 RFID智能停車場是基于國際上流行、國內正日漸重視的行業一一RFID技術的成熟開發和成 功應用而產生的。其不可防制性、抗干擾性、抗擊打性、快速識別性、智能鑒別性等特性，毫無疑問的為各類停車場管理提供了一種全新的解決方案。
1.2停車場需求分析
隨著社會的進步和發展，人們的生活方式發生著深刻的變化。城市的交通擁擠便是這種 變化引起的現象之一。城市由于交通設施的增加造成的交通擁擠甚至混亂給人們的生活帶來 極大的不便，這種不便迫使人們去尋求高技術的有效手段去解決這種不便。智能化的停車場 就是順應這一時代需求的高技術產物。這不僅可以有效地解決亂停放造成的交通混亂，而且 可以促進交通設施的正規劃建設，同時也盡可能地較少車主車輛被盜的憂慮。另外在技術方 面，其高技術性匹配于現有其他智能化系統，具有很好的開放性，易于與其它智能化系統組 合成更為強大的綜合系統，順應各種綜合方式的高級管理。
智能停車場適用于各種公共場所(小區、企業、政府機關、飛機場、火車站、酒店、超 市等等)。在這些場所中都普遍存在著停車難、停車管理難的問題，尤其是在一些高檔社區、
企業、政府機構矛盾更是日益突出，停車管理漏洞百出，車主與物業管理方糾紛不斷。半有源RFID停車場可以有效地解決這些問題。使車主們擁有更為方便舒適的停車環境，使停車場管 理部門的工作變得更為完善輕松。
1.3技術選擇
根據目前各停車場應用現狀，在RFID技術選擇方面，河南新交際方案采用245GHz加125KHZ 雙頻的解決手段，制作一個融合2.45G與125KHZ雙頻卡，2.45G作為作為停車場出入的通行卡，記錄車輛出入的信息、計費信息等;125KHZ主要是判斷 車輛出入停車場的狀態，并激活2.45G雙頻卡，2.4G技術優勢分析如下：
•具有穿透力強 •通訊距離遠讀卡速率高 •讀卡數量多 •不受方向的限制 •整機功耗小
•發射功率小，對人體的輻射小
•符合發展趨勢，ISO已發布RFID 2.4GHz頻段的RTLS國際標準
•發展前景明朗，與傳感器網絡和短距離數傳技術的融合是2.4G RFID技術的方向
1.4RFID智能停車場應用意義
(1) 樹立全新的物業管理形象：現代化的高產品的使用，一定會使企業的物業管理形象和知名度得到很大的提高。 采用智能停車場管理系統，無論從產品的造型方面，還是自動管理所帶來的先進性和科學性， 都將會給物業管理樹立起良好的形象，使企業成為科學管理的楷模。
(2) 嚴格縝密的收費管理流程：務上存在很大的漏洞易造成現金流失。使用射頻智能停車場管理系統之后，所有車輛的收 費都是經過電腦確認和統計，杜絕了失誤和作弊，保障了車場投資者的權益。
(3)有效加強了車輛的安全管理：一卡一車，資料存檔，保證停車場停放車輛的安全。人工發卡、收卡，難免有疏漏的時 候，因為沒有隨時記錄可查，丟車或謊報丟車的現象時有發生，給停車場帶來諸多麻煩和經 濟損失。采用智能停車場管理系統之后，月租卡和儲值卡消費者均在電腦中記錄了相應的資 料，卡丟失后可及時補辦。時租卡丟失也可隨時檢索，及時處理。在配有圖象對比設備情況 下，各類停車卡均有車牌號碼存檔，一卡專用，車牌不對電腦隨時提示，并提出警告。
(4) 堅實的防偽性能：RFID系統采用復雜的加密算法，使RFID標識卡很難偽造。
(5) 耐用可靠，操作過程全自動化：RFID智能停車場系統采用的無源射頻識別卡，免維護，使用壽命長，全密封，免接觸， 所以防塵防水，無需人為開啟閘門，系統自動讀卡、驗卡，打開閘門。
二、系統設計原則及特點
2.1方案設計原則
﹡方便、快捷、準確的收費和滿位顯示服務功能;﹡車輛保管的安全性功能;﹡經濟合理的運營成本;
﹡先進成熟的技術和設備，保證系統運作安全、可靠與穩定;﹡完善的管理系統，最大限度防止收費流失;
﹡合理布局，提高系統的服務質量，縮短服務時間，增加場內停車流量和收入。﹡實用性、實時性、完整性原則;﹡可擴展性及易維護性原則。
2.2方案特點
﹡徹底解決了車輛鄰道干擾問題，避免一進一出車輛免伸手系統中存在的誤抬桿、誤判的問題，
﹡徹底解決遠距離車輛管理系統中的跟車問題，避免前車無卡放行、后車有卡被放行的問題。
﹡徹底解決車輛防盜膜干擾的問題，使車輛遠距離進出更加順暢、便捷
﹡徹底解決標簽功耗問題，標簽平時可以不工作，進入激活區域后再工作，提高標簽的工作使用年限，可達5年左右。
2.3方案優勢
﹡半有源RFID卡具有防水、防磁、防靜電、無磨損、信息貯存量大、高保密度、一卡多用等特點;
﹡半有源RFID技術，徹底解決跟車問題
﹡半有源RFID卡，實現對車輛出入自動控制、計費、扣費等;
﹡半有源RFID讀寫距離遠近可控制，3-80米遠;
﹡低頻激活器激活距離可調，0-3.5米半徑
﹡半有源RFID卡遠距離識別，刷卡無需接觸，操作更為方便;
﹡全中文菜單式操作界面，操作簡單、方便;
﹡完善的財務管理功能，自動形成各種報表;
﹡臨時車全自動出卡，減少人員操作，自動化程度高;
﹡滾動式LED中文電子顯示屏提示，使用戶和管理者一目了然;
﹡獨特的車牌號錄入、顯示系統，大大提高停車場防盜措施;
﹡出卡系統存卡量不足自動提示;
﹡車輛入、出全智能邏輯自鎖控制系統，嚴密控制持卡者 進、出場的行為符合“一卡一車”的要求;
﹡具有防抬桿、全卸荷、光電控制、帶準確平衡系統的高品質擋車道閘;
﹡高可靠性和適應 性的車位檢測系統;
﹡地感防砸車裝置可保證車輛在閘桿下停留，閘桿 不會落下。
三、系統功能介紹
半有源RFID停車場管理系統，主要包括自動計費系統、發卡管理、后臺管理，道閘控制 管理等功能，詳細介紹如下：
3.1計費管理功能
1)收費標準自行加載：對絕大多數的收費標準都可以通過電腦設定好后，直接加載至控制機，在系統脫機時依 然能夠100%確保收費準確。對于復雜的收費標準由高級工程師編寫單片機程序，并在各種情況下進行模擬測試，切實維護客戶的利益;
2)自動計費、收費：根據入場時間與出場時間自動計算停車時間，根據停車時間與收費標準自動計算應收費 用;收費標準可以根據需要由停車場管理軟件非常方便地定義并下傳到控制機中，收費時間 可以精確到秒，收費金額最小到“角”;除臨時車輛要人工以現金形式收取停車費用外，其 他車輛可以在發卡或讀卡時自動收取/扣除停車費用;
3)計費安全控制：系統對道閘非法打開事件進行記錄(如遙控開閘、手動開閘等)，同時控制機會對非法 開閘發出聲音進行報警，使得任何一次、任何情況下的車輛進出都有據可查、可以監管，有 效避免了因值班人員的疏忽或有意作弊而造成的資金流失;
3.2發卡管理
讀卡、出卡方式多種選擇具有多種讀卡方式選擇(有車、無車讀卡)，臨時出卡機具有多種出卡方式選擇(有車、 出卡、電腦出卡等)，用戶可根據需要自行設定;
3.3道閘控制管理
1)高峰模式設置：通過簡單的硬件和軟件設置，可以非常方便地將系統從正常管理模式設置成高峰管理模式，此時將通道處于常開狀態，以便高峰情況下車輛的進出;
2)設備監控與管理：控制道閘的開、關，控制發卡機出卡;實時檢測道閘的工作狀態，實時檢測出卡機的工 作狀態與存儲卡片的數量，實時檢測車輛檢測器的工作狀態以及感應線圈上是否有車輛存在，并以生動形象的方式顯示
3)道閘功能完善、安全防砸：自動道閘具有防抬桿、光電控制、帶準確平衡系統等功能;有感應自控和手動按鈕控制 等多種控制方式;先進的數字式車輛檢測系統和機械防砸雙重防砸系統(接觸靈敏度<250 克)，有效避免車輛、行人等被砸傷
4)一卡一車、邏輯互鎖：可設置車輛不重復讀卡功能，當車輛讀卡后，不能再次重復讀卡，必須在該車輛離開道閘并關閉通道時，后續車輛才能讀卡，有效避免了固定車主重復讀卡及取走臨時卡的現象; 車輛必須先有入場操作才能完成出場操作，一張卡不能多車進場，也不能多車出場，遵循一車一卡的邏輯互鎖;
5)讀卡快速、信息記錄：讀卡響應速度快，讀卡時間<01秒，讀卡時自動記錄卡類、卡號、入場時間、車牌號、車主身份、車輛款式、道閘位置、車 輛位置等信息，并在電腦顯示屏顯示相關信息;
6)系統規模任意擴展：系統中同一類型相同或不同功能的工作站的數量不受限制;系統內每一個區的出入口控 制機可以多達128個;
3.4后臺管理
1)多級操作員制：軟件系統可設定多個操作員級別，不同級別的操作員進入軟件系統需使用的不同密碼。 不同等級的操作人員進入軟件系統后，能實現不同的功能。普通操作員級只能實現基河南新交際功能; 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。所 有的軟件操作均有操作員日志記錄(不可更改)，以備查詢。軟件系統具有良好的兼容性及 資料保護性。
2) 功能配置模塊化：讀卡機除具備讀寫系統及PLC控制系統外，還有其他功能可供用戶選配，如：LED顯示 屏、語音提示、對講分機、出卡機(入口)等;
3)身份識別、權限管理：判別前來車輛是否有入、出場權限，并能根據卡類(臨時卡、月卡、儲值卡、殊卡等)用戶可自行設置為自動開閘或確認開閘;對于有多個出入口的停車場，可以設置某 一車輛可以進出全部的出、入口，也可以限制該車輛只能進出其中的幾個出、入口;
4)查詢功能：可以通過一個條件或多個條件相組合，對車場使用情況、卡片使用情況、車輛進出情況 等相關資料進行查詢，并能夠按照客戶的要求生成報表，或方便其他系統調用的電子報表;
5)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。時租卡讀卡繳費時，打印機打印出該車入場日期、時間、序號，繳費日期、時間、繳費總額、免費，以及收銀操作人員代碼等。在執行更改月票資料、鎖定或解鎖月租卡、取消月租卡時，打印機打印出操作人員的代碼，執行前的月租卡資料以及執行后的月租卡資料。
6)統計管理：提供各種統計資料以不同的報表形式輸出，提供任意形式的查詢并以報表形式輸。
3.5其他功能
1)車牌識別系統：通過車牌自動識別系統，可以有效防止車輛被盜現象的發生。當車輛讀卡或取卡進入停 車場時，該系統會對車牌進行拍攝，并將圖片作為車輛入場檢驗的資料保存到電腦內車主的 資料庫中，當車輛讀卡駛離停車場時，系統也會對車牌進行拍攝，并將圖片作為車輛出場檢 驗的資料保存到電腦內車主的資料庫中，同時自動調出該車的入口時車牌圖像對比顯示，以 進行準確的對比確認車輛是否正常使用，從而增強了防盜功能，并使得事后稽查更加精確、 備易;
2)信息顯示：高亮度LED顯示屏，即使在戶外陽光下，顯示的信息依然清晰可見;信息顯示采用中英 文雙語顯示，適用于WTO環境下外籍車主不斷增加的情形;信息內容簡明扼要，即可以給車 主明確的提示，又不耽誤車輛入場的時間;
3)語音提示：聲音提示方便周到;模擬人聲清晰動聽;可插拔式數字化語音模塊方便系統集成與升級; 具有超大存儲容量，滿足多種聲音提示信息的輸出;
四、RFID智能停車場解決方案
4.1整體系統介紹
河南新交際系統一般由系統服務器、管理工作站、管理軟件、智能終端、RFID中間件、發行器、RS485通訊卡、RFID標簽和道閘等組成
管理工作站：運行系統應用管理軟件，實現對系統智能終端設備及相關工作的管理;
管理軟件：人機交互接口，實現對系統智能終端設備及相關工作的管理;
發卡器：系統管理員登錄注冊及卡片發行、檢測、清空、掛失、退卡等功能;
RFID讀寫器：讀寫器是系統中的信息錄入和信息采集設備。讀寫器發送無線信號，與標簽進行通訊。在標簽與物體綁定之初，讀寫器將標識物體信息的數據寫入到RFID標簽中存儲。在RFID系統運行過程中，讀寫器可獲取存儲在標簽中的信息 數據，從而識別物體。讀寫器將獲取到的數據傳遞給RFID中間件和應用進行處理。
RFID中間件RS485通訊卡：RFID中間件介于讀寫器與RFID應用之間，完成數據處理和傳輸功能。RFID中間件實現讀寫器和后端應用系統之間的信息交互，捕獲實時的信息和事件，或上行給后 端系統，或下行給讀寫器。通過RFID中間件，為RFID系統搭建了應用的RFID網絡服務平臺，為應用奠定基礎完成計算機與其下位智能終端設備的通訊傳輸及轉換;
RFID標簽：RFID標簽是RFID系統中信息數據的載體，在RFID標簽(以下簡稱標簽)中存放有識別物體的基本信息，通過將標簽與物體綁定，實現了標簽與標簽附著物的一一對應，從而可有效識別物體。
道閘：接受智能終端發出的控制指令做出相應的控制,如：道閘對通道的開啟和關閉等;
4.2 RFID不停車自動識別系統
4.2.1系統介紹
RFID不停車自動識別系統是將RFID卡非接觸技術、計算機控制技術與計費軟件系統 等有機結合，實現對出入車輛自動化的識別，自動化道閘控制，自動化的計費、扣費，進 而全面實現智能化的車輛出入控制。
4.2.2系統原理
RFID不停車自動識別系統，采用24GHZ+125KHZ雙頻互融的解決方案，一方面是防止2.4G卡讀寫距離遠，讀到多張卡;另外一方面125k低頻激活器能對進入激勵范圍的卡做精確定位，，判斷車輛的出入狀態，進一步增加讀寫器的讀寫的精確性，防止誤讀其他卡。示意圖下：
4.2.3實施方案
激勵器的安裝有兩種方式：一種是上方安裝，這種情況針對是地下車庫或上方、側墻 有固定位置的情形，離地面15m的高度，45度角側面對通車的過道;另一種是埋地安裝， 這種情況針對上方、四周無可固定位置的情形，可以把激勵器的天線固定于地下的減速帶下。
閱讀器(讀卡器)安裝在道閘機外側，如有崗亭可以把閱讀器(讀卡器)置于室內。
4.2.4車輛標簽放置示意圖
標簽貼在前擋風玻璃的微波窗處(如裝有防爆膜則應割掉微波窗的位置);標簽應該放在車的前面位置，防止車頭已進入激勵器范圍，而卡在車尾，還沒有被 識別到。
4.2.5系統特點
• 遠距離讀取車輛標簽卡
• 快速識別車輛身份
• 配合停車計費系統，實現自動計費、扣費;
• 隨時查看車輛出入的歷史記錄
• 能自動驗證車輛的進出，記錄出入車輛的基本信息和時間信息，包括出入的日期、 時間、卡號、姓名等持卡車輛出入信息。
4.3系統拓撲圖
4.3.1系統結構
智能停車場管理系統可以采用各種網絡拓撲結構，服務器與管理工作站為局域網(LAN) 形式聯接，計算機對車場控制器以RS232/RS485方式聯接;簡潔，投入使用快，系統穩定性 好。投資回報率最高。其拓撲結構方框圖如下所示：
4.3.2網絡拓撲圖
對于停車場系統而言，每一臺服務器都是真正的業務主機，擔負著停車場的關鍵任務， 數據的迅速存取是值得關心的問題，但數據的安全更不容忽視，一旦硬盤出現故障或因操作 不當造成數據丟失或損壞，企業將蒙受巨大的損失。由此可見，這樣的一臺服務器，它所存 儲的數據價值遠遠超過了機器本身的價值。SQL服務器選型不可忽視。
對停車場工作站而言，選擇高性能處理器，對整個系統反應速度起到關建的作用，只須 在停車場出口處安裝一臺電腦管理即可。
網絡集線器擔負著整個網絡的數據聯絡過程，發行中心主要目的是為了集中發卡，統一 管理;一般將服務器放置在財務室。
一級網絡通過RS232或RS485聯網，主要為各出入口控制機提供通訊，讀卡數據的采取， 二級網絡為LAN以太網聯接，完成計算機與計算機的通訊及數據的存貯功能，SQL服務器擔 負著數據查詢及處理，及網絡資源的分配，及各工作站的權限分級審查。
4.4系統工作流程
4.4.1系統工作流程
流程說明
入場說明：
1)2.4G電子標簽卡持有者、儲值卡持有者
將車駛至讀卡機前到達天線感應區域，收費電腦自動抓拍、記錄車輛圖像;
感應過程完畢，發出“嘀”的一聲，過程結束;
道閘自動升起，中文電子顯示屏顯示：“歡迎入場”，同時發出提示音，如讀卡有誤 中文電子顯示屏亦會顯示原因，如：“金額不足”、“此卡已作廢”等;
司機開車入場，進場后道閘自動關閉。
2)臨時泊車者
將車駛至讀卡機前，司機按動位于讀卡機盤面的出卡按鈕取卡，取卡過程中自動完成讀 卡過程，同時收費電腦自動抓拍、記錄車輛圖像;感應過程完畢，發出“嘀”的一聲，讀卡機 盤面的中文顯示屏顯示禮貌語言，并同步發出語音;
道閘開啟，司機開車入場，進場后道閘自動關閉。
出場說明：
(1) 月卡、儲值卡持有者
司機將車駛至讀卡機前到達天線感應區域;
有源電子標簽卡到達感應區內;
感應過程完畢，讀卡機發出“嘀”的一聲，過程完畢;讀卡機接受信息，電腦自 動記錄、扣費，并拍攝車輛圖像，供收費人員與入場時該車圖像對照，以確保“一 卡一車”制及車輛安全;
無誤后收費人員按電腦確認鍵;讀
卡機盤面上設的滾動式LED中文顯示屏顯示字幕“一路順風”，如不能出場，會顯 示原因;道閘自動升起，司機開車離場;
出場后道閘自動關閉。
(2) 臨時泊車者
司機將車駛至車場出場收費處;取出卡在讀卡機盤面感應區晃動;
讀卡機發出“嘀”的一聲，讀卡過程完畢;
讀卡機接受信息，收費電腦根據收費程序自動計費，計費結果自動顯示在電腦顯 示屏及中文顯示屏上，同時作語音提示;
司機繳費;
并將卡交給收費員;值班人員按電腦確認鍵，電腦自動記錄收款金額;中文顯示 屏顯示“一路順風”;
道閘開啟，車輛出場;出場后道閘自動關閉
激活器安裝在門衛室或者周邊，引出兩路125K線圈;分別是1號激活天線和2號激活天線，當帶有雙頻電子標簽的車輛進入單位大門時，距離1號激活天線 1-3.5米的范圍時，低頻激活器就會發出電磁波就會被雙頻電子標簽接收到，低頻電子標簽接收到電磁波攜帶的能量并將2.4G有源電子標簽激活，有源電子標簽被激活后，將電子標簽本身的ID信息及激活器的ID以一定速率發送給閱讀器，閱讀器收到雙頻電子標簽發出的射頻信號及激活器的IP并通過485或者 TCP/IP接口傳遞給后臺;隨著車輛逐步進入到大門內側時，激活器攜帶的電磁波能量逐漸減弱直至不能再激活人員雙頻電子標簽，而B 激活器開始激活車輛電子標簽，電子標簽被激活后將電子標簽本身的ID信息及激活器的IP以一定速率發送給閱讀器，閱讀器收到雙頻電子標簽發出的射頻信號及激活器的IP并通過485或者TCP/IP接口傳遞給后臺，后臺根據低頻激活器讀取的先后順序及不同的激活器天線的ID編號做出判斷。
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