基于无线射频识别技术的智能停车场管理系统设计.doc

1、郑州轻工业学院本科毕业设计（论文） 题 目 基于RFID技术智能 停车场 的应用研究 学生姓名 苗 苏 钧 专业班级 网络工程 07-2班 学 号 200713080229 院 （系） 计算机与通信工程学院 指导教师(职称) 张杰（教授） 完成时间 2011 年 6月 1日 34郑州轻工业学院毕业设计（论文）任务书题目 基于RFID技术的小区停车管理系统的设计研究 专业 网络工程 学号 200713080229 姓名 苗苏钧 主要内容、基本要求、主要参考资料等：主要内容：基本要求：主要参考资料：1 23 4 5 完 成 期 限： 2011年6月1日 指导教师签名： 专业负责人签名： 年 月 日

2、 目 录中文摘要III第一章 绪论11.1 研究背景11.2 研究现状11.3 研究前景21.4 无线射频识别技术在停车场的应用31.5 研究的内容和结构安排4第二章 关键技术和运行环境52.1 RFID技术简介52.1.1 RFID系统组成与框架52.1.2 RFID工作原理与应用体系结构72.1.3 RFID中间件的定义与功能92.2 开发语言介绍112.2.1 ASP.NET(C#)技术112.2.2 SQL Server2000数据库介绍112.3 运行环境介绍122.4 设计原则介绍122.5 本章小结133第三章 系统需求分析143.1 系统设计思路143.2 系统功能结构分析14

3、3.3 系统整体说明153.3.1 系统基本描述153.3.2 数据库说明163.3.3 总体模块说明173.4 本章小结194 第四章 系统的详细设计与实现204.1 数据库设计204.2 管理员注册和登录模块的实现224.3 车辆的查询模块的实现244.4 RFID自动管理模块的实现264.4.1 RFID的各部分模拟274.4.2 RFID实现自动管理294.5 信息修改模块实现过程304.6 本章小结325第五章 总结和展望335.1 总结335.1.1 设计总结335.1.2 设计心得和体会335.2 展望34致谢35参考文献36中文摘要无线射频识别技术，简称RFID，是一种非接触式

4、的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，操作快捷方便。无线射频识别技术是一种新技术,在智能停车场上应用极为广泛。通过射频识别技术，可以实现一种自动的车辆辨识系统，使得车辆的停入和驶出能在一个快速的方式下处理，实现无人、安全、自动化。本文针对无线射频识别技术在智能停车场上的应用进行了详细的说明，先就智能停车场的设计思想进行系统的阐述，然后重点讨论了智能停车场的设计与实现过程中用到的相关模块：管理员的登录和注册模块、车辆具体信息查询模块、车辆的自动管理模块和其他信息模块等等。整个论文围绕基于无线射频识别技术的智能停车场如何对车辆进行管理做了大量论述。在对

5、上述内容充分认识的基础上，本文详细介绍了如何设计这样一个系统，使得在无人情形下可以对车辆进行动态的管理，尤其是对停车场注册的车辆的停入和驶出动作的电子不停车管理。关键词：无线射频识别技术，智能停车场，车辆管理英文摘要 第一章 绪论RFID是射频识别技术的英文(Radio Frequency Identification)缩写，射频识别技术是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术，射频识别技术是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。1.1 研究背景任何新技术的产生和发展都源于实际应用的需要。RFID技术也不例外。RFID技术是

6、无线电广播技术和雷达技术的结合。雷达采用的是无线电波的反射和回射理论，而无线电广播技术是关于如何用无线电波发射，传播和接收语音，图像，数字和符号的技术。RFID技术的发展是基于多项技术的综合发展，它涉及了多项关键技术：芯片技术、天线技术、无线收发技术、数据变换与编码技术、电磁传播技术等等。射频识别技术发展得很快。RFID产品种类很多，射频识别技术被广泛应用于工业自动化、商业自动化、交通运输控制管理等众多领域。如机场旅客行李管理、旅客列车自动识别系统、汽车生产流水线的生产过程控制中等。射频识别产品在全世界的销量以每年25.3%的比例增长。射频识别技术具有广阔的市场前景。1.2 研究现状当前RFI

7、D 的研究主要围绕RFID 技术标准、RFID 标签成本、RFID 技术和RFID 应用系统等多个方面展开。1.RFID 技术标准RFID 的标准化是当前亟需解决的重要问题，各国及相关国际组织都在积极推进RFID 技术标准的制定。目前，还未形成完善的关于RFID 的国际和国内标准。RFID 的标准化涉及标识编码规范、操作协议及应用系统接口规范等多个部分。其中标识编码规范包括标识长度、编码方法等；操作协议包括空中接口、命令集合、操作流程等规范。2.RFID 技术研究当前，RFID 技术研究主要集中在工作频率选择、天线设计、防冲突技术和安全与隐私保护等方面。工作频率选择是RFID 技术中的一个关键

8、问题。工作频率的选择既要适应各种不同应用需求，还需要考虑各国对无线电频段使用和发射功率的规定。当前RFID 工作频率跨越多个频段，不同频段具有各自优缺点，它既影响标签的性能和尺寸大小，还影响标签与读写器的价格。此外，无线电发射功率的差别影响读写器作用距离。 天线是一种以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射出去的装置。天线按工作频段可分为短波天线、超短波天线、微波天线等；按方向性可分为全向天线、定向天线等；按外形可分为线状天线、面状天线等。受应用场合的限制，RFID 标签通常需要贴不同类型、不同形状的物体表面，甚至需要嵌入到物体内部。RFID 标签在要求低成本的同时，还要求有高的可靠

9、性。此外，标签天线和读写器天线还分别承担接收能量和发射能量的作用，这些因素对天线的设计提出了严格要求。当前对RFID 天线的研究主要集中在研究天线结构和环境因素对天线性能的影响上。鉴于多个电子标签工作在同一频率，当它们处于同一个读写器作用范围内时，在没有采取多址访问控制机制情况下，信息传输过程将产生冲突，导致信息读取失败。同时多个阅读器之间工作范围重叠也将造成冲突。这些也是RFID的研究对象。RFID 安全问题集中在对个人用户的隐私保护、对企业用户的商业秘密保护、防范对RFID 系统的攻击以及利用RFID 技术进行安全防范等多个方面。1.3 研究前景无线射频识别技术(RFID)已经成为一个很热

10、门的话题。据业内人士预测，RFID技术市场将在未来五年内在新的产品与服务上带来30至100亿美金的商机，随之而来的还有服务器、资料储存系统、资料库程序、商业管理软件、顾问服务，以及其他电脑基础建设的庞大需求。RFID将会成为未来的一个巨大市场是毫无疑问的。许多高科技公司正在加紧开发RFID专用的软件和硬件，无线射频识别技术(RFID)正在成为全球热门新科技。 1970-1980年，射频识别技术与产品研发处于一个大发展时期，各种射频识别技术测试得到加速。出现了一些最早的射频识别应用，80年代之后，射频识别技术及产品进入商业应用阶段，各种规模应用开始出现。 进入20世纪以来，射频识别技术标准化问题

11、日趋得到重视，射频识别产品得到广泛采用，射频识别产品逐渐成为人们生活中的一部分。同时，标准化问题日趋为人们所重视，射频识别产品种类更加丰富，有源电子标签、无源电子标签及半无源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。至今，射频识别技术的理论得到丰富和完善。单芯片电子标签、多电子标签识读、无线可读可写、无源电子标签的远距离识别、适应高速移动物体的射频识别技术与产品正在成为现实并走向应用。1.4 无线射频识别技术在停车场的应用随着经济的高速增长，汽车的社会拥有量不断增加，汽车停车场的数量将随之增加，规模不断扩大，这给停车场的车辆管理(停车效率、停车安全)提出了新的挑战。停车场的管

12、理既要使车辆存取方便、快捷，又要保证安全、可靠。如何在车场中找到车位或者识别自己的车辆，引起了人们对停车场管理及服务的兴趣。目前，有很多识别技术都可以对物体进行识别定位，但在小区域(如室内)定位服务中，现有的识别技术存在着一定的缺陷，如超声波技术、射频识别(RFID)技术、IEEE80211、超宽带(UWB)等，应用于室内识别和定位服务，各有优劣。射频识别技术：一个著名的采用RFID技术的定位系统是SpotON。SpotON根据无线信号强度分析，采用聚合算法进行三维定位。SpotON 系统中硬件标签成网络状分布，无需中央控制单元，通过标签检测到的信号强弱来估计交互标签的距离。然而，完整的Spo

13、tON系统到目前为止还没有建成。RFID技术同其它技术比较而言，具有成本上的优势，而且RFID识别技术对环境的要求和受到的环境影响都很小， 定位精度较高，传输范围大；RFID技术在识别物体的同时还从识别目标中读取有关该对象的大量信息。无线射频识别技术，可以对车场车辆进行无线定位引导。通过停车场的计算机管理系统获得停车场停靠车辆的个体信息。包括空余停车位的数量与分布情况，方便车主顺利地找到停车位置；在停车场的人口处可以通过终端查询系统很方便地查询到自己的车辆在停车场中的具体位置；在出口处，根据车载卡报告时记录的起始停靠时间，可以很方便地得出车辆停靠时间及应付费用。特点是电子系统复杂性低，容易实现

14、且成本低；定位精度高，抗干扰能力强。使用无线射频识别技术，可以大大的减少人事成本，使得停车场的运作在无人和自动化下正常运行。1.5 研究的内容和结构安排本文以RFID射频技术为基础，设计了一种典型的工作模式下的智能停车管理系统。本文主要从提高停车管理系统的安全性，可靠性，降低管理人力成本出发，研究将RFID技术应用于智能停车管理系统，以改变目前因依靠人力资源或者价格昂贵的并且易受外界环境影响的图像识别技术的现状。本文所做的工作主要有以下几个方面，深入研究停车管理系的需求，给出停车管理系统的硬件选型和系统构建；进行电子变迁的数据通信协议和串口通信协议的研究；进行停车场管理的算法研究设计；进行RFID技术停车管理系统数据库的设计；进行RFID技术对这能停车管理系统发展的研究。本论文的结构安排如下：第一章 绪论介绍本课题的意义和背景，阐述了智能停车管理系统的基本理论，系统回顾了国内外RFID发展情况及历史，最后阐述本论文的主要内容和结构安排。第二章 关键技术和运行环境本章主要分析了RFID系统各部分的组成及特点，并给出了车辆管理系统提出了有效的开发环境第三章 系统需求分析以模块化的思想来对系统需求进行系统分析，为系统的详细设计与实现起到引导作用