部队、港口、闸口RFID车辆管理方案
1 前言
1.1系统特点
我公司研发的RFID智能停车场车辆管理系统是运用国际最新车辆远距离自动识别技术――微波射频识别技术RFID，利用现代计算机技术、短程微波通信技术、自动控制技术实现车辆自动识别和信息化管理于一体的高科技产品，为进出车辆管理实现车辆信息数字化、车辆识别自动化和车辆管理智能化。
系统功能特点：
整个系统具有远距离快速识别、智能控制、高可靠性、高保密性、易操作、易扩展等特点。
建立安全可靠的注册车辆档案，通过高新技术加强车辆监管防盗功能。
提供一个对进出车辆自动识别、智能管理的先进、可靠、适用的数字化平台，使对内部车辆出、入实时动态的管理能力得到质的提高。
能有效、准确、智能的对进出的车辆（装有车辆电子号牌的车辆）的数据信息识别、采集、记录、跟踪，保证车辆进出的安全管理。
2 微波射频识别技术简介
自动设备识别系统（英文名称为Automatic Equipment Identification,简称AEI）, 是国际上正在努力开发并快速推广普及的一种用于公路、大桥、隧道及安全性要求较高的部门的车辆电子自动管理系统。该项技术的基本思想是通过采用一些先进的技术手段，实现人们对各类物体和设备在不同状态下（高速移动、静止、恶劣环境）下的自动识别和管理。汽车电子标识（俗称电子车牌）是车辆信息进入计算机系统的关键，是机动车和驾驶员信息系统建设必须解决的问题。与传统的车牌相比，汽车电子标识（俗称电子车牌）可瞬时在车辆行进中，由汽车电子标识读写器设备自动将车牌号读入。汽车电子标识不可复制，不能更改，不能伪造。通过计算机网络，可在全国范围内或所需区域内对车辆监控、稽查，是传统方法无法比拟的。
2.1微波RFID系统组成
图1 系统组成原理图
电子标签 （英文名称为TAG）
无源汽车电子标识卡又称RFID卡，由专用芯片和微带天线组成，每一块重量不到10克、如同名片一样大小的RFID射频卡（见图一），卡内可以存储有车辆的基本档案，即现用《车辆行驶证》上的车号、车型、发动机号码等内容，以及各种商用数字化信息。
6C\6B、GB\GJB、协议标签使用时固定安装在每一辆汽车的挡风玻璃上。（或其他类型的标签安装在不同的位置。）
图2-2车辆电子标签实物图
读写器 （英文名称为READER）
读写器可以无接触的读取电子标签中所保存的电子数据信息或向电子标签存储器写入数据信息，从而达到自动识别物体或改写电子标签存储器数据的目的。读写器即是一个主动雷达。按应用场合不同，分为车载式、路边式、台式、手持式等。利用这些读写设备，可在4-5米远的距离与正在行驶状态或停下来的车辆上安装的汽车电子标识卡进行短程微波无线通信，采集车辆标识卡中所存储的信息，通过车道计算机分析，进行无接触识别，识别时间只需0.2至0.5秒钟。由于汽车电子标识读写器与汽车电子标识卡的微波无线通信是在数微秒内完成的，车辆高速行驶时不影响车牌信息读出。
图2-3RFID读写器实物图1
读写器一般与车辆信息管理系统连网工作，可通过车辆信息管理系统实时地交换信息。必要时可发出指令，禁止该车通行。车辆进出时由读写器识别到电子标签后传给控制PC，再由控制PC通过I/O控制卡控制电动伸缩门打开/关闭。
(c) 天线
图2-5 天线实物图
2.2微波RFID系统工作原理
利用雷达反射原理，读写器通过天线向电子标签发出微波查询信号，电子标签被读写器微波能量激活，接受到微波信号后应答并发出带有车辆数据信息的回波信号。读写器接收到RFID卡这些信号后，由读写器中的解码器解析出与车辆有关的各种信息，从而建立读写器与RFID卡的通讯联系，解析出的车辆信息再通过计算机处理，实现车辆自动识别的目的。
图2-6 微波工作原理图
3 系统设计特点
系统功能齐全丰富
具有自动识别、智能控制、报警提示、信息记录、数据通讯等功能；同时具备扩展方便，升级容易等特性；
系统性能稳定可靠
硬件严格筛选、严格试验，并留有适当备份；软件精心设计调试，并具有冗余容错性能；系统处理速度快，可靠性高，稳定性好，错漏率低，并具有数据备份、数据恢复能力；
提高车辆通行速度
运用微波射频识别（RFID）――远距离快速识别的技术优势，通过车辆自动识别、数据库资料比对，实现车辆通行控制，对于安装有远距离电子标签的月租卡用户车辆，实现在车辆到达前就把道闸或伸缩门自动打开，减少车辆通行时间。对于临时入场用户在按键取卡的同时自动将入场信息写入卡内，无需再次刷卡，减少等待时间；出场时只需要距离2米以内，轻轻晃动标签即可完成出场识别，将卡放入回收箱道闸自动打开放行。可以大大缓解由于低频卡识别速度慢，操作周期长给停车场出入口带来的巨大压力。
操作使用方便简单
系统设计采用全中文界面，只需要操作人员简单的根据提示信息，用鼠标操作即可。同时增加了防砸线圈、图像比对等多种保护措施防止误操作造成砸车、错放车等严重事件的发生。
系统数据安全保密
在网络级、系统级、数据库级设有访问权限控制；具备检查用户合法身份和使用权限的能力；数据进行加密处理。
IE数据直接浏览
在网络版中特别设计了，通过IE浏览器即可查询、打印各种发卡记录、通车记录、收费统计报表的功能，单位领导无需安装任何软件就可以查看到各种详细的信息，方便实用。
4 系统硬件组成及技术参数
几点说明：
1、为保险起见，海关通道一般选用双天线工作方式
2、地感距离第一个天线2－5米不等，根据具体需要进行调整
3、由于海关通道需要进行指纹识别和摄像机监测，故实际车辆通过时需要停车
4、第二个天线距离道闸2－4米
5、天线距地面高度约在4.5米
6、地感检测车联信号，然后再开启读写器，读到标签后关闭读写器
7、闸口的落下，由红外探头及道闸下地感辨别车辆时候已通过
4.1射频识别卡
射频识别卡是车辆合法进出的唯一有效标识。微波识别卡的主要功能是存储相应的车辆信息，接收和解调读写器发来的微波询问信号，并将储存车辆合法进出门禁所需的相关信息调制在微波信号上，传送给读写器，完成门禁系统自动识别采集功能。
射频识别卡技术参数如下：
无源，靠射频激励工作；
具有防冲撞读取功能；
标签可在潮湿、振动、粉尘等恶劣环境条件下工作；
外行尺寸：84.5 ± 0.5 x 54 x 1.0 ± 0. 05（mm）（长X 宽X厚）
重量：13±0.5g
工作环境： 温度 -40℃ ~ +85℃ 湿度 < 95%
电子标签安装：
标签安装在车辆前挡风玻璃内侧，使用专用双面透明胶固定；另，可使用卡座安装，将卡座安装于车辆前挡风玻璃内侧，使用专用双面透明胶固定，将电子标签插入，方便标签随时取出。
根据不同车型，电子标签安装的位置有所不同。
割膜：小轿车多有粘贴高级防暴模，而防暴模有频蔽天线微波信号的作用，在选定的安装位置，割去与电子标签同样大的防暴模，以保证电子标签的有效读取；
信息窗：多数小轿车前挡风玻璃都留有信息窗，这与车型和生产年代有关。将电子标签安装在信息窗内，以保证电子标签的有效读取。
直接安装：其他没有贴模的车辆，则根据车型，选择电子标签安装在挡风玻璃内的任意位置，使用专用双面透明胶固定；
小轿车天窗：根据车辆情况，也可安装在小轿车的天窗内侧，使用专用双面透明胶固定；
标签使用注意事项：
1、不要将卡片折弯，以免损坏卡内的芯片和天线。
2、不要将卡片暴晒、置于强交变电磁场、高温、腐蚀或其他恶劣环境中。
3、不要刻画或过度磨损卡片表面。
4、射频卡有一定的感应距离，可将卡片放在塑料套或钱包中，使用时，不必将卡从中取出。
4.2天线
门禁系统选用天线。
频带 (MHz) 902～928
增益 (dBi) > 9.6
驻波比 V.S.W.R. < 1.2:1
半功率波束宽度 (°) > 120
功率容量 (w) 50
输入阻抗(Ω) 50
极化方式 垂直
避雷保护 直接接地
接头形式 可选
天线罩材料 玻钢
天线罩颜色 灰色
天线尺寸(mm) 600*150*75(L*W*H)
天线重量(Kg) < 3
三防性能 防水、防酸、防霉菌
天线罩强度 可承压 ＞500Kg
天线的安装：
根据现场情况，选择天线侧装或顶装。
顶装天线
图4-2顶装天线图
读写器
读写器与安装在车辆上的微波识别卡构成本系统的信息传输的核心。读写器通过低损耗电缆与天线相连，通过网线遵循TCP/IP协议与控制PC进行数据交换。读写器采用读写器技术参数如下：
工作频段 902 MHz ~ 928 MHz
通信模式 全被动式、读多卡
传输速率 下行500Kbps 、上行250Kbps
输出端口 串口、网口
4.4 入口自动发/读卡箱
自动发卡箱和地感线圈配合起来工作
车辆压在地感线圈上时，按票箱的红色按纽，票箱可吐出一张射频识别卡，同时向卡内写入车辆进场时间和顺序号。如没有车辆，按发卡按纽不吐卡。
如票箱无卡管理员应及时将临时卡补充到票箱中。同时，票箱面板无卡报警信号灯亮。
管理员可通过对讲提示司机如何操作。
采用冷扎钢板外壳，表面静电粉末喷涂、防水、防锈、防撞，外型美观
出口自动验卡机和环形地感线圈配合起来工作。
管理员可通过对讲提示司机如何操作。
采用冷扎镀锌钢板外壳，表面静电粉末喷涂、防水、防锈、防撞，外型美观
4.5 出口收费电脑
收费亭设一台控制电脑,监视控制车辆出入情况,记录出入车辆的车牌和车型，并收取临时停车费。
当出场车辆压在地感线圈上时，车辆感应器被触发，同时启动天线工作。月卡车辆上安装的射频识别卡立即被识别到，读写器即可通过天线读取卡片资料，并将资料送给感应处理模块，再传给电脑处理，信息核对正确后即可放行；临时卡用户则需要手持卡片面向天线轻轻晃动即可立即被识别到，读写器通过天线读取卡片资料后经过信息核对以及由管理员比对进场图像，并根据系统自动计算结果收费后方可放行。
电脑可单机工作，也可以和网络相连，实现与控制中心的数据共享。
控制报表打印机及相关外围设备正常工作。
4.6 入场信息/满位显示屏
在车场入口处安装，内部采用进口室外高亮度LED发光器件制作。
外壳采用卡箱一致颜色材料或不锈钢材料。
由电脑控制，显示当前车场车位情况，“空”、“满”或当前车位数量。
4.7 主控中心
主控室中心设网络服务器，作用是：月卡发行、收取月租费、通过网络数据库监控车辆收费情况、及时了解车场状况和收入情况。
可打印各类统计报表、实现财务监控。
该部分软件安装在管理处专用管理电脑上，并连接XCRF-510型专用发卡器，也可以安装在出口收费电脑上。
五 系统软件组成介绍
5.1 管理系统
包括发卡管理软件和发卡器、管理计算机等设备。
5.1.1 发卡管理软件概述
发卡管理系统，设计采用目前流行的VB平台开发，增强产品的竞争力。管理软件为用户提供有效的管理措施和手段，可以对所有车辆的基本信息进行发卡操作维护，收费情况查询，操作员管理，以及系统参数设置、挂失处理等。
5.1.2 发卡管理软件主要功能
系统参数设置模块
本模块的主要设计目的是通过一些参数的调整选择通讯端口、读出器设置、数据库的初始化和系统自动升级功能。
特点是将现在比较通用的智能交通系统的功能同读出器和标签结合在一起，突现产品的优异特性。
数据备份功能设计了手备份和定时自动备份（包括：每天、每周、每月或设定时间段备份）。为用户提供了可靠的数据安全性保护，避免人为过失导致历史数据全部丢失。在备份数据后自动对数据库进行压缩，防止垃圾数据侵占硬盘空间。
数据恢复功能设计有全部恢复数据和选择恢复数据操作，同时考虑到数据的安全性除了有操作权限和操作密码外，对于备份时刻后发生的数据将全部保留并做标记显示。
数据转发功能主要针对较大规模采用C/S、B/S网络结构设计的需要将本地的流量信息和发卡信息等上传到上一级机构的系统设计，增强系统的兼容性和可扩展性。通过该功能可以在指定的时间将指定数据表中的数据自动发送到上级服务器中，或手工直接选择数据发送。
人员权限管理功能
设定发卡人员、查询人员、收费操作人员等不同的权限，便于管理和提高整个系统的安全性。
发卡功能
对于要用于汽车上的微波识别卡要先进行新卡注册并写入数据（车牌号、车型、有效期等）到卡中，否则该卡不能使用，注册内容包括卡号、车型、缴费月数、车牌、单位或姓名、联系电话；其中单位或姓名、联系电话可以不输入。
注销、冻结、挂失、解冻功能
要求可以按输入的卡号，对该卡进行注销、冻结、挂失、解冻的操作。
查询功能
要求能够对注册的卡信息、缴费情况、过车信息、临时卡过车及缴费按照给定查询条件查询出结果，并可将查询结果打印。
统计功能
要求能够对注册的卡信息、缴费情况、过车信息、临时卡过车及缴费按照给定统计条件统计出结果，并可将统计结果打印。
报表打印功能
要求根据查询和统计条件将得到结果打印输出，并能对打印机及打印条件（如：纸张、页面、份数、页数）进行设置。
代码维护功能
对将来可能发生变化的基础数据能够进行维护，灵活调整收费金额及出入口名称，维护的内容包括增加、删除、修改。
数据库维护功能
可对数据进行维护，数据维护是指对保存在系统数据库中的数据进行维护，维护内容包括数据备份、删除历史记录。
自动维护，要求系统能够及时自动对卡信息进行维护，即及时将过了有效期限的卡进行注销。
自动维护功能
系统维护功能
系统维护主要完成有关系统安全方面的功能，包括添加和修改系统管理员的用户名称及密码。
系统安全
为了能够使系统安全正常地运行，对可能引起系统混乱的操作必须由专人负责进行操作，为了达到此项要求，必须对操作人员进行必要的操作限制，限制的手段主要通过使用系统维护密码和用户名称的方式来实现。
5.2 出入场通道识别系统
5.2.1 控制流程
5.2.2 软件功能介绍
软件主界面
出入场控制软件主要实现自动检测地感线圈信号、自动识别车辆电子标签信息，对于合法车辆打开通道放行，并记录进、出时间、车牌等信息。并根据临时卡的入场、出场时间和相应的收费标准自动计费