基于半有源RFID技术的停车场车辆进出管理系统Word格式.docx
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4.4.1系统工作流程15
4.4.2车辆进出场示意图17
4.5半有源RFID设备停车场设备简介17
4.5.1半有源RFID自动识别设备17
4.5.2自动路闸18
4.5.3入口控制设备19
4.5.4出口控制设备19
4.5.5图像对比设备20
4.6系统设备技术参数20
4.6.1环境条件20
4.6.2出入口票箱指标20
4.6.3自动路闸20
4.6.4车辆感应器21
4.6.5双频电子标签21
4.6.6工业级全向读写器23
4.6.7低频激活器25
一、RFID停车场应用背景与意义
1.1RFID智能停车场应用背景
随着国家经济间建设的不断发展，国有综合实力的不断提高，小汽车已经逐步走进千家万户，汽车保有量增加迅速，公安部日前公布,去年底全国机动车保有量已达24亿辆，车辆的飞速增加给城市的公共管理带来压力与挑战，城市停车服务已经严重考验一个城市的公共服务能力。
面对汽车时代的来临，整个社会对于智能停车场也将进入一个全新的物业管理模式。
对城市中的车辆而言，行驶时为动态，停放时为静态，停车设施是静态交通的主要内容。
我国城市共有668个，其中大城市81个，特大城市34个，中等城市203个，小城市384个。
这些城市因多种原因，目前已经不同程度地出现了动态交通的拥堵和静态交通基础设施建设落后于动态交通条件的状况，全国停车位缺口平均在60%以上。
交通基础设施的建设、车辆安全管理是每个城市建设规划者日益面临的一个重要课题。
RFID智能停车场是基于国际上流行、国内正日渐重视的行业一一RFID技术的成熟开发和成功应用而产生的。
其不可防制性、抗干扰性、抗击打性、快速识别性、智能鉴别性等特性，毫无疑问的为各类停车场管理提供了一种全新的解决方案。
1.2停车场需求分析
随着社会的进步和发展，人们的生活方式发生着深刻的变化。
城市的交通拥挤便是这种变化引起的现象之一。
城市由于交通设施的增加造成的交通拥挤甚至混乱给人们的生活带来极大的不便，这种不便迫使人们去寻求高技术的有效手段去解决这种不便。
智能化的停车场就是顺应这一时代需求的高技术产物。
这不仅可以有效地解决乱停放造成的交通混乱，而且可以促进交通设施的正规划建设，同时也尽可能地较少车主车辆被盗的忧虑。
另外在技术方面，其高技术性匹配于现有其他智能化系统，具有很好的开放性，易于与其它智能化系统组合成更为强大的综合系统，顺应各种综合方式的高级管理。
智能停车场适用于各种公共场所（小区、企业、政府机关、飞机场、火车站、酒店、超市等等）。
在这些场所中都普遍存在着停车难、停车管理难的问题，尤其是在一些高档社区、
企业、政府机构矛盾更是日益突出，停车管理漏洞百出，车主与物业管理方纠纷不断。
半有源RFID停车场可以有效地解决这些问题。
使车主们拥有更为方便舒适的停车环境，使停车场管理部门的工作变得更为完善轻松。
1.3技术选择
根据目前各停车场应用现状，在RFID技术选择方面，本方案采用245GHz加125KHZ双频的解决手段，制作一个融合2.45G与125KHZ双频卡，2.45G作为作为停车场出入的通行卡，记录车辆出入的信息、计费信息等；
125KHZ主要是判断车辆出入停车场的状态，并激活2.45G双频卡，2.4G技术优势分析如下：
•具有穿透力强•通讯距离远读卡速率高•读卡数量多•不受方向的限制•整机功耗小
•发射功率小，对人体的辐射小
•符合发展趋势，ISO已发布RFID2.4GHz频段的RTLS国际标准
•发展前景明朗，与传感器网络和短距离数传技术的融合是2.4GRFID技术的方向
１.４RFID智能停车场应用意义
（1）树立全新的物业管理形象
现代化的高科技产品的使用，一定会使企业的物业管理形象和知名度得到很大的提高。
采用智能停车场管理系统，无论从产品的造型方面，还是自动管理所带来的先进性和科学性，都将会给物业管理树立起良好的形象，使企业成为科学管理的楷模。
（2）严格缜密的收费管理流程
务上存在很大的漏洞易造成现金流失。
使用射频智能停车场管理系统之后，所有车辆的收费都是经过电脑确认和统计，杜绝了失误和作弊，保障了车场投资者的权益。
（3）有效加强了车辆的安全管理
一卡一车，资料存档，保证停车场停放车辆的安全。
人工发卡、收卡，难免有疏漏的时候，因为没有随时记录可查，丢车或谎报丢车的现象时有发生，给停车场带来诸多麻烦和经济损失。
采用智能停车场管理系统之后，月租卡和储值卡消费者均在电脑中记录了相应的资料，卡丢失后可及时补办。
时租卡丢失也可随时检索，及时处理。
在配有图象对比设备情况下，各类停车卡均有车牌号码存档，一卡专用，车牌不对电脑随时提示，并提出警告。
（4）坚实的防伪性能
RFID系统采用复杂的加密算法，使RFID标识卡很难伪造。
（5）耐用可靠，操作过程全自动化
RFID智能停车场系统采用的无源射频识别卡，免维护，使用寿命长，全密封，免接触，所以防尘防水，无需人为开启闸门，系统自动读卡、验卡，打开闸门。
二、系统设计原则及特点
2.1方案设计原则
﹡方便、快捷、准确的收费和满位显示服务功能；
﹡车辆保管的安全性功能；
﹡经济合理的运营成本；
﹡先进成熟的技术和设备，保证系统运作安全、可靠与稳定；
﹡完善的管理系统，最大限度防止收费流失；
﹡合理布局，提高系统的服务质量，缩短服务时间，增加场内停车流量和收入。
﹡实用性、实时性、完整性原则；
﹡可扩展性及易维护性原则。
2.2方案特点
﹡彻底解决了车辆邻道干扰问题，避免一进一出车辆免伸手系统中存在的误抬杆、误判的问题，
﹡彻底解决远距离车辆管理系统中的跟车问题，避免前车无卡放行、后车有卡被放行的问题。
﹡彻底解决车辆防盗膜干扰的问题，使车辆远距离进出更加顺畅、便捷
﹡彻底解决标签功耗问题，标签平时可以不工作，进入激活区域后再工作，提高标签的工作使用年限，可达5年左右。
2.3方案优势
﹡半有源RFID卡具有防水、防磁、防静电、无磨损、信息贮存量大、高保密度、一卡多用等特点；
﹡半有源RFID技术，彻底解决跟车问题
﹡半有源RFID卡，实现对车辆出入自动控制、计费、扣费等;
﹡半有源RFID读写距离远近可控制，3-80米远；
﹡低频激活器激活距离可调，0-3.5米半径
﹡半有源RFID卡远距离识别，刷卡无需接触，操作更为方便；
﹡全中文菜单式操作界面，操作简单、方便；
﹡完善的财务管理功能，自动形成各种报表；
﹡临时车全自动出卡，减少人员操作，自动化程度高；
﹡滚动式LED中文电子显示屏提示，使用户和管理者一目了然；
﹡独特的车牌号录入、显示系统，大大提高停车场防盗措施；
﹡出卡系统存卡量不足自动提示；
﹡车辆入、出全智能逻辑自锁控制系统，严密控制持卡者进、出场的行为符合“一卡一车”的要求；
﹡具有防抬杆、全卸荷、光电控制、带准确平衡系统的高品质挡车道闸；
﹡高可靠性和适应性的车位检测系统；
﹡地感防砸车装置可保证车辆在闸杆下停留，闸杆不会落下。
三、系统功能介绍
半有源RFID停车场管理系统，主要包括自动计费系统、发卡管理、后台管理，道闸控制管理等功能，详细介绍如下：
3.1计费管理功能
1）收费标准自行加载：
对绝大多数的收费标准都可以通过电脑设定好后，直接加载至控制机，在系统脱机时依然能够100%确保收费准确。
对于复杂的收费标准由高级工程师编写单片机程序，并在各种情况下进行模拟测试，切实维护客户的利益;
2）自动计费、收费
根据入场时间与出场时间自动计算停车时间，根据停车时间与收费标准自动计算应收费用；
收费标准可以根据需要由停车场管理软件非常方便地定义并下传到控制机中，收费时间可以精确到秒，收费金额最小到“角”；
除临时车辆要人工以现金形式收取停车费用外，其他车辆可以在发卡或读卡时自动收取/扣除停车费用；
3）计费安全控制
系统对道闸非法打开事件进行记录（如遥控开闸、手动开闸等），同时控制机会对非法开闸发出声音进行报警，使得任何一次、任何情况下的车辆进出都有据可查、可以监管，有效避免了因值班人员的疏忽或有意作弊而造成的资金流失；
3.2发卡管理
读卡、出卡方式多种选择具有多种读卡方式选择（有车、无车读卡），临时出卡机具有多种出卡方式选择（有车、出卡、电脑出卡等），用户可根据需要自行设定；
3.3道闸控制管理
1）高峰模式设置：
通过简单的硬件和软件设置，可以非常方便地将系统从正常管理模式设置成高峰管理模式，此时将通道处于常开状态，以便高峰情况下车辆的进出；
2）设备监控与管理
控制道闸的开、关，控制发卡机出卡；
实时检测道闸的工作状态，实时检测出卡机的工作状态与存储卡片的数量，实时检测车辆检测器的工作状态以及感应线圈上是否有车辆存在，并以生动形象的方式显示
3）道闸功能完善、安全防砸：
自动道闸具有防抬杆、光电控制、带准确平衡系统等功能；
有感应自控和手动按钮控制等多种控制方式；
先进的数字式车辆检测系统和机械防砸双重防砸系统（接触灵敏度<
250克），有效避免车辆、行人等被砸伤
4）一卡一车、逻辑互锁：
可设置车辆不重复读卡功能，当车辆读卡后，不能再次重复读卡，必须在该车辆离开道闸并关闭通道时，后续车辆才能读卡，有效避免了固定车主重复读卡及取走临时卡的现象；
车辆必须先有入场操作才能完成出场操作，一张卡不能多车进场，也不能多车出场，遵循一车一卡的逻辑互锁；
5）读卡快速、信息记录：
读卡响应速度快，读卡时间<
01秒，读卡时自动记录卡类、卡号、入场时间、车牌号、车主身份、车辆款式、道闸位置、车辆位置等信息，并在电脑显示屏显示相关信息；
6）系统规模任意扩展：
系统中同一类型相同或不同功能的工作站的数量不受限制；
系统内每一个区的出入口控制机可以多达128个；
3.4后台管理
１）多级操作员制
软件系统可设定多个操作员级别，不同级别的操作员进入软件系统需使用的不同密码。
不同等级的操作人员进入软件系统后，能实现不同的功能。
普通操作员级只能实现基本功能;
主管级能实现包括操作员在内的其他一些功能，且能修改操作员密码；
经理级是最高等级的操作人员，能实现包括操作级、主管级在内的所有功能，并可修改全部操作人员密码。
所有的软件操作均有操作员日志记录（不可更改），以备查询。
软件系统具有良好的兼容性及资料保护性。
2）功能配置模块化
读卡机除具备读写系统及PLC控制系统外，还有其他功能可供用户选配，如：
LED显示屏、语音提示、对讲分机、出卡机（入口）等；
3）身份识别、权限管理：
判别前来车辆是否有入、出场权限，并能根据卡类（临时卡、月卡、储值卡、殊卡等）用户可自行设置为自动开闸或确认开闸；
对于有多个出入口的停车场，可以设置某一车辆可以进出全部的出、入口，也可以限制该车辆只能进出其中的几个出、入口；
4）查询功能：
可以通过一个条件或多个条件相组合，对车场使用情况、卡片使用情况、车辆进出情况等相关资料进行查询，并能够按照客户的要求生成报表，或方便其他系统调用的电子报表；
5）资料打印：
执行操作过程中，可即时打印出实施该项操作的操作人员代码以及操作内容。
时租卡读卡缴费时，打印机打印出该车入场日期、时间、序号，缴费日期、时间、缴费总额、免费，以及收银操作人员代码等。
在执行更改月票资料、锁定或解锁月租卡、取消月租卡时，打印机打印出操作人员的代码，执行前的月租卡资料以及执行后的月租卡资料。
6）统计管理：
提供各种统计资料以不同的报表形式输出，提供任意形式的查询并以报表形式输。
3.5其他功能
１）车牌识别系统
通过车牌自动识别系统，可以有效防止车辆被盗现象的发生。
当车辆读卡或取卡进入停车场时，该系统会对车牌进行拍摄，并将图片作为车辆入场检验的资料保存到电脑内车主的资料库中，当车辆读卡驶离停车场时，系统也会对车牌进行拍摄，并将图片作为车辆出场检验的资料保存到电脑内车主的资料库中，同时自动调出该车的入口时车牌图像对比显示，以进行准确的对比确认车辆是否正常使用，从而增强了防盗功能，并使得事后稽查更加精确、备易；
２）信息显示：
高亮度LED显示屏，即使在户外阳光下，显示的信息依然清晰可见；
信息显示采用中英文双语显示，适用于WTO环境下外籍车主不断增加的情形；
信息内容简明扼要，即可以给车主明确的提示，又不耽误车辆入场的时间；
３）语音提示：
声音提示方便周到;
模拟人声清晰动听;
可插拔式数字化语音模块方便系统集成与升级；
具有超大存储容量，满足多种声音提示信息的输出；
四、RFID智能停车场解决方案
4.1整体系统介绍
本系统一般由系统服务器、管理工作站、管理软件、智能终端、RFID中间件、发行器、RS485通讯卡、RFID标签和道闸等组成
◆管理工作站：
运行系统应用管理软件，实现对系统智能终端设备及相关工作的管理；
◆管理软件：
人机交互接口，实现对系统智能终端设备及相关工作的管理；
◆发卡器：
系统管理员登录注册及卡片发行、检测、清空、挂失、退卡等功能；
◆RFID读写器
读写器是系统中的信息录入和信息采集设备。
读写器发送无线信号，与标签进行通讯。
在标签与物体绑定之初，读写器将标识物体信息的数据写入到RFID标签中存储。
在RFID系统运行过程中，读写器可获取存储在标签中的信息数据，从而识别物体。
读写器将获取到的数据传递给RFID中间件和应用进行处理。
RFID中间件RS485通讯卡：
RFID中间件介于读写器与RFID应用之间，完成数据处理和传输功能。
RFID中间件实现读写器和后端应用系统之间的信息交互，捕获实时的信息和事件，或上行给后端系统，或下行给读写器。
通过RFID中间件，为RFID系统搭建了应用的RFID网络服务平台，为应用奠定基础完成计算机与其下位智能终端设备的通讯传输及转换；
◆RFID标签：
RFID标签是RFID系统中信息数据的载体，在RFID标签（以下简称标签）中存放有识别物体的基本信息，通过将标签与物体绑定，实现了标签与标签附着物的一一对应，从而可有效识别物体。
◆道闸：
接受智能终端发出的控制指令做出相应的控制,如：
道闸对通道的开启和关闭等；
4.2RFID不停车自动识别系统
４.２.１系统介绍
RFID不停车自动识别系统是将RFID卡非接触技术、计算机控制技术与计费软件系统等有机结合，实现对出入车辆自动化的识别，自动化道闸控制，自动化的计费、扣费，进而全面实现智能化的车辆出入控制。
４.２.２系统原理
RFID不停车自动识别系统，采用24GHZ+125KHZ双频互融的解决方案，一方面是防止2.4G卡读写距离远，读到多张卡；
另外一方面125k低频激活器能对进入激励范围的卡做精确定位，，判断车辆的出入状态，进一步增加读写器的读写的精确性，防止误读其他卡。
示意图下：
４.２.３实施方案
激励器的安装有两种方式：
一种是上方安装，这种情况针对是地下车库或上方、侧墙有固定位置的情形，离地面15m的高度，45度角侧面对通车的过道；
另一种是埋地安装，这种情况针对上方、四周无可固定位置的情形，可以把激励器的天线固定于地下的减速带下。
阅读器（读卡器）安装在道闸机外侧，如有岗亭可以把阅读器（读卡器）置于室内。
无停车车辆出入安装图：
４.２.４车辆标签放置示意图
标签贴在前挡风玻璃的微波窗处（如装有防爆膜则应割掉微波窗的位置）；
标签应该放在车的前面位置，防止车头已进入激励器范围，而卡在车尾，还没有被识别到。
标签安装示意图：
４.２.５系统特点
•远距离读取车辆标签卡
•快速识别车辆身份
•配合停车计费系统，实现自动计费、扣费；
•随时查看车辆出入的历史记录
•能自动验证车辆的进出，记录出入车辆的基本信息和时间信息，包括出入的日期、时间、卡号、姓名等持卡车辆出入信息。
4.3系统拓扑图
4．3．1系统结构
智能停车场管理系统可以采用各种网络拓扑结构，服务器与管理工作站为局域网（LAN）形式联接，计算机对车场控制器以RS232/RS485方式联接；
简洁，投入使用快，系统稳定性好。
投资回报率最高。
其拓扑结构方框图如下所示：
4．3．2网络拓扑图
对于停车场系统而言，每一台服务器都是真正的业务主机，担负着停车场的关键任务，数据的迅速存取是值得关心的问题，但数据的安全更不容忽视，一旦硬盘出现故障或因操作不当造成数据丢失或损坏，企业将蒙受巨大的损失。
由此可见，这样的一台服务器，它所存储的数据价值远远超过了机器本身的价值。
SQL服务器选型不可忽视。
对停车场工作站而言，选择高性能处理器，对整个系统反应速度起到关建的作用，只须在停车场出口处安装一台电脑管理即可。
网络集线器担负着整个网络的数据联络过程，发行中心主要目的是为了集中发卡，统一管理；
一般将服务器放置在财务室。
一级网络通过RS232或RS485联网，主要为各出入口控制机提供通讯，读卡数据的采取，二级网络为LAN以太网联接，完成计算机与计算机的通讯及数据的存贮功能，SQL服务器担负着数据查询及处理，及网络资源的分配，及各工作站的权限分级审查。
4．4系统工作流程
4．4．1系统工作流程
流程说明
入场说明：
1）2.4G电子标签卡持有者、储值卡持有者
●将车驶至读卡机前到达天线感应区域，收费电脑自动抓拍、记录车辆图像；
●感应过程完毕，发出“嘀”的一声，过程结束；
●道闸自动升起，中文电子显示屏显示：
“欢迎入场”，同时发出提示音，如读卡有误中文电子显示屏亦会显示原因，如：
“金额不足”、“此卡已作废”等；
●司机开车入场，进场后道闸自动关闭。
2）临时泊车者
●将车驶至读卡机前，司机按动位于读卡机盘面的出卡按钮取卡，取卡过程中自动完成读卡过程，同时收费电脑自动抓拍、记录车辆图像;
感应过程完毕，发出“嘀”的一声，读卡机盘面的中文显示屏显示礼貌语言，并同步发出语音；
●道闸开启，司机开车入场，进场后道闸自动关闭。
出场说明：
（1）月卡、储值卡持有者
●司机将车驶至读卡机前到达天线感应区域；
●有源电子标签卡到达感应区内；
●感应过程完毕，读卡机发出“嘀”的一声，过程完毕；
读卡机接受信息，电脑自动记录、扣费，并拍摄车辆图像，供收费人员与入场时该车图像对照，以确保“一卡一车”制及车辆安全；
●无误后收费人员按电脑确认键；
读
●卡机盘面上设的滚动式LED中文显示屏显示字幕“一路顺风”，如不能出场，会显示原因；
道闸自动升起，司机开车离场；
●出场后道闸自动关闭。
（2）临时泊车者
●司机将车驶至车场出场收费处；
取出卡在读卡机盘面感应区晃动；
●读卡机发出“嘀”的一声，读卡过程完毕；
●读卡机接受信息，收费电脑根据收费程序自动计费，计费结果自动显示在电脑显示屏及中文显示屏上，同时作语音提示；
●司机缴费；
●并将卡交给收费员；
值班人员按电脑确认键，电脑自动记录收款金额；
中文显示屏显示“一路顺风”；
●道闸开启，车辆出场；
出场后道闸自动关闭
车辆进入停车场示意图
激活器安装在门卫室或者周边，引出两路125K线圈；
分别是1号激活天线和2号激活天线，当带有双频电子标签的车辆进入单位大门时，距离1号激活天线1-3.5米的范围时，低频激活器就会发出电磁波就会被双频电子标签接收到，低频电子标签接收到电磁波携带的能量并将2.4G有源电子标签激活，有源电子标签被激活后，将电子标签本身的ID信息及激活器的ID以一定速率发送给阅读器，阅读器收到双频电子标签发出的射频信号及激活器的IP并通过485或者TCP/IP接口传递给后台；
随着车辆逐步进入到大门内侧时，激活器携带的电磁波能量逐渐减弱直至不能再激活人员双频电子标签，而B激活器开始激活车辆电子标签，电子标签被激活后将电子标签本身的ID信息及激活器的IP以一定速率发送给阅读器，阅读器收到双频电子标签发出的射频信号及激活器的IP并通过485或者TCP/IP接口传递给后台，后台根据低频激活器读取的先后顺序及不同的激活器天线的ID编号做出判断；
4.5RFID智能停车场设备简介
4.5.1RFID自动识别设备
1.工业级全向读写器
1）主要是读取2.4GHZ卡信息，进行对车辆的识别，实现对卡进行的数据读写，实现对车辆停车的计费与扣费.
2）读写器无机械动作，无摩擦，RFID卡与读写卡设备使用寿命长.
3）读写速度快，操作简便.
4）使用时没有方向性，也可以以任意方向掠过读写器表面，即可完成读写工作.
5）读写器与RFID卡以无线射频线通讯方式联系.
6）读写器与RFID卡实施双向密码鉴别制.
2．低频激活器
1 对进入激活范围的2.4G卡进行激活，工业级全向读写器能对2.4G进行读写.
2 读写器无机械动作，无摩擦，双频卡使用寿命长.
3 低功耗.
4 低频激活器与双频以无线射频线通讯方式联系.
3.双频电子标签（2.45G+125K复合卡）
a.2.4GHZ+125KHZ双频卡，2.4G卡用来记录车辆出入的相关信息，125KHZ芯片主要是用来激活2.4G芯片，当卡进入激励器激励范围内，激活2.4G卡，2.4G卡处于主动工作状态，被读写器识别；
而不在激励范围内的卡处于休眠状态，将不被读取，防止读到后面车辆携带的卡.
b.感应式RFID卡数据储存量大，且具防强磁、防水、防静电等功能，加之其芯片隐藏于卡内，比接触式RFID卡具有更好的防污损功能，数据保持可达十年以上.
c.感应式RFID卡绝不能仿冒，加之本软件设置完善、周密，可以更为有效地防止资金流失和确保车辆安全.
4.5.2自动路闸
1 接受手动输入信号，便于调试安装.
2 接受智能停车场控制器输出的开关量操作信号.
3 完成功能时间<
3秒，在特殊情况下可以通过钥匙人工手动提升闸杆.
4 闸杆起降速度快，完成功能时间<
3秒.
5 具有安全防护措施，闸杆落闸时，如地感感知栏杆下有车误入时，自动停闸回位.
6 可缓冲接受两条抬闸指令，使可连续过车，而不必每过一辆车都要动作一次.
7 延时、欠压、过压自动保护.
8 采用线与结构，以便可以同时挂接多台IC卡控制终端，一台电闸可挂接一左一右的IC卡读写控制终端及STSRFS1800读写器，以便于左、右挚方向盘司机都能方便操作.
9 控制输入和输出部分分别采用了光电耦合和电磁继电器，阻断了外部信号对道闸的电冲击.
10 路闸栏杆采用铝合金方条，并
升级会员 