RFID车辆智能管理系统.pdf
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1、机电工程技术2011年第40卷第2期机电工程技术2011年第40卷第2期研究与开发RFID 车辆智能管理系统钟振，赖顺桥，肖熠琳，张沛强（广州市光机电技术研究院，广东广州510663）收稿日期：20100909摘要：城市汽车数量激增，而停车场管理落后，导致停车困难、管理混乱等问题日益严重。针对这些问题，设计了一种基于RFID车辆智能管理系统，详细介绍了其系统架构、工作流程及软件设计思路。该车辆智能管理系统以超高频RFID射频识别产品为核心，取代传统的管理办法，车辆在出入时无需停车，所有的识别、判断均由系统远距离自动实现，对于合法车辆无需人工干预。关键词：RFID；自动识别；车辆管理中图分类号：
2、TP3914文献标识码：A文章编号：10099492(2011)020039021引言城市经济和汽车工业的迅速发展，城市汽车尤其是私家车的数量激增，庞大的车流进入城市家庭。但是由于停车场及停车设施建设滞后等原因，停车难、停车管理难的问题也随之而来，尤其是在企业、政府机构和一些高档社区，矛盾更是日益突出，停车管理漏洞百出，车主与物业等停车管理方纠纷不断1。当前车辆的管理通常采用人工管理和IC卡近距离管理两种模式，均为将来反查带来极大的困难，且数据的精确性也非常有限，劳动强度大，停车过程繁琐。显然，当前的车辆管理系统已不能满足现实的需要。为了提高管理效率和保证车辆安全，迫切需要一种自动化程度高、方
3、便快捷的车辆管理系统。射 频 识 别 技 术（RFID，Radio Frequency Identifica-tion）是一种非接触式自动识别的新型技术，它利用射频方式进行非接触双向通信、交换数据以达到识别目的。由于具有体积小、容量大、非接触、可重复使用等特点，并可支持快速读写、非可视识别、移动识别、多目标识别、定位及长期跟踪管理等，RFID技术已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，是一种快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的技术，极具发展前途和应用前景，被列为本世纪十大重要技术之一2。RFID技术特点及优势：RFID是一项易于操控、简单实用且特别适
4、合用于自动化控制的灵活的应用技术，识别工作无须人工干预，它既可支持只读工作模式也可支持读写工作模式，且无需接触或瞄准，并可自由工作在各种恶劣环境下。近年来，RFID也被大量应用于车辆管理系统3。本文设计一种基于RFID车辆智能管理系统，以超高频RFID射频识别产品为核心，取代传统的管理办法，车辆在出入时无需停车，所有的识别、判断均由系统远距离自动实现，对于合法车辆无需人工干预，实现车辆的自动化、智能化管理。2系统设计21系统架构RFID车辆智能管理系统是集成了RFID技术、计算机管理技术和自动化控制于一体的现代化车辆智能管理系统，该系统可以满足现代车辆管理的信息化、自动化和智能化要求。系统架构
5、如图1所示。系 统通 过PC与RFID读 写器 之 间 通 信，读 取 车 辆RFID卡(RFID标签)的信息，然后验证车辆的合法身份，图1系统架构图39机电工程技术2011年第40卷第2期机电工程技术2011年第40卷第2期研究与开发控制车辆的出入。PC上的车辆管理系统软件实现对车辆各种信息的管理，通过计算机与RFID控制器的通信，采集RFID卡的信息，记录车辆的出入信息，加强车辆的出入管理，对外来车辆的收费管理等等。LED显示屏提供停车场的停车信息，告知车主是否有空车位，语音提示模块将给车主各种提示信息，使车主停车更加方便快捷。摄像头对停车场出入口的情况进行监控，防止意外发生，提高停车场的
6、安全性。22系统工作流程系统的工作流程可以分为入口流程和出口流程。图2为车辆进出的工作流程图，整个过程根据车辆是否拥有合法的RFID标签而有所变化。对于拥有本系统RFID标签的车辆，当车辆来到出入口时，车辆传感器将感应到车辆的到来发送信号给PC，PC将启动RFID读写器读取RFID标签的信息，通过读写器验证RFID卡是否有效。若RFID标签有效，道闸开启，同时管理系统自动记录车辆有关信息并保存到数据库服务器，车辆进入后传感器感应到车辆已经离开道闸，道闸将自动关闭。若为临时车辆，车辆到达出入口时，RFID读写器读不到RFID卡的信息或读到为无效卡，道闸不会自动开启，系统将发出警报提示管理人员有车
7、辆到来，管理人员根据实际情况给予放行，若放行则记录车辆的相关信息并发放RFID卡。拥有RFID标签的车辆到达出入口时，同样的，车辆传 感 器 将 感 应 到 车 辆 的 到 来 发 送 信 号 给PC，PC启 动RFID读写器读取RFID标签的信息，验证身份后，道闸自动开启，车辆离开。车辆通过道闸离开后，车辆传感器检测到车辆已经离开，道闸自动关闭。如果道闸关闭过程中，车辆传感器检测到道闸区域有车辆，则道闸会自动开启，直到车辆离开后，道闸才重新关闭。临时车辆离开时，RFID控制器读取不到RFID标签的信息或读到为无效标签时，车辆传感器检测到有车辆离开，系统将发出警报提示管理人员有车辆离开，由管理
8、人员进行收费和回收RFID卡。23系统软件图3为车辆管理信息系统的软件体系结构，软件系统主要包含RFID读写模块、RFID管理模块、车辆检测模块、道闸控制模块、语音控制模块、视频监控模块、LED显示模块、统计分析模块、报表打印模块、数据库模块、通信模块、用户基本信息模块、车辆管理模块和界面设计模块。RFID读写模块主要读写RFID卡，该模块与数据库模块配合使用。当贴有RFID标签的车辆到来时，RFID读卡器将读取RFID标签的信息，并将该信息与数据库的信息进行比对，验证RFID标签的合法性。RFID管理模块可以有 效 地 管 理RFID卡，其 功 能 包 括RFID卡 信 息 管 理、RFID
9、卡类型管理和RFID卡发放管理。车辆检测模块主要用于对是否有车辆到达出入口和车辆是否通过道闸进行检测。道闸控制模块与车辆检测模块配合使用可以实现有车辆需要进出时道闸自动开启，车辆通过道闸时道闸自动关闭，大大提高系统的自动化程度。视频监控模块将为管理人员提供出入口的实时情况，并可以记录来访车辆的信息，方便以后信息回调，提高安全性。LED模块和语音模块将给车主提供一些有关大院里面车位的信息。通信模块主要负责PC与其它模块之间的通信，通信方式包括有线和无线。统计模块、报表打印模块、数据库模块、用户基本信息模块和车辆管理模块这几个模块为车辆的管理提供一个行之有效的办法，尽量减少人为的参与，提高系统的效
10、率。界面设计模块将提供友好、简单的操作界面，方便管理人员使用。图3车辆信息管理系统软件体系结构图图2车辆进出工作流程（下转第56页）40机电工程技术2011年第40卷第2期机电工程技术2011年第40卷第2期3结束语近年来中国经济飞速发展，各种车辆迅速增加，政府机关、企事业单位、居民生活小区、停车场对这些出入车辆的管理、安全防范相当重要4。本文设计一种基于RFID车辆智能管理系统，采用非接触式、长距离无线射频识别技术，对合法的车辆进行识别核对，合法车辆出入时无需停车，提高停车效率。另外，通过现代通信技术和信息管理系统，对车辆进行有效的管理和安全防范。本文设计的RFID车辆智能管理系统较之低频的
11、门禁管理系统具有识别距离远、识别速度快等特点，配以功能完全的软件设计，可以满足现代化车辆出入管理信息化、自动化和智能化需求。对于系统集成上来讲，采用先进的无源电子标签和阅读器，以及远距离、快速识别的功能，都可以作为价值点，提高在门禁管理系统中的竞争力。参考文献：1 王伟基于RFID技术的小区车辆出入管理系统 D青岛：青岛大学，20082 曾少林基于RFID技术的智能停车场控制系统研究 D湘潭：湘潭大学，20073 赵吉清远距离智能识别停车场管理系统的研究与设计D湘潭：湘潭大学，20074 张素智，史培中，马红基于RFID的车辆出入安全管理系统设计微计算机信息，2009，25（52）：20420
12、6第一作者简介：钟振，男，1981年生，广东汕头人，硕士。研究领域：计算机应用、电子技术。(编辑：吴智恒)42优化结果分析本节分别用传统遗传算法和实数编码量子遗传算法对上述优化问题进行求解，并对求解结果进行了统计分析与对比。传统遗传算法采用二进制编码、轮盘赌选择算法、单点交叉和基因01变异，其中交叉概率pc05、变异概率pm001。实数编码量子遗传算法如第2节所述。两种优化方法均采用随机方式生成初始编码、采用最优解保留机制更新染色体、采用最大迭代次数（T500）作为收敛准则，且种群规模N10。程序采用JAVA语言编程实现，采用传统遗传算法和实数编码量子遗传算法各进行20次求解。最优值和平均值的
13、单位为106mm3，所得结果统计数据如表2所示。由表2得：针对行星轮减速器优化问题，运行20次，两种算法所求得最优值相等，最优解为f（18，41，6）234106mm3；RQGA所 求 得 的 平 均 值 和 标 准 差 均 优 于CGA，故前者的搜索稳定性优于后者。5结论基于量子遗传算法的一些概念和原理，本文将单量子比特编码和实数编码相结合，提出了一种新的实数编码量子遗传算法，并对行星轮减速器进行优化求解，结果表明RQGA比CGA具有更好的搜索稳定性。参考文献：1 张葛祥，金炜东量子遗传算法的改进及其应用 J西南交通大学学报，2003，38（6）：7177222 李士勇，李盼池量子计算与量子
14、优化算法 M哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，20093 吴昌友，孙福田，王福林改进实数遗传算法在减速器设计中的应用 J东北农业大学学报，2006，37（1）：78814 杨俊安，庄镇泉，史亮多宇宙并行量子遗传算法 J电子学报，2004，32（6）：9239285 周廷美，蓝悦明机械零件与系统优化设计建模及应用M北京：化学工业出版社，20056 濮良贵，纪明刚机械设计（第七版）M北京：高等教育出版社，2002第一作者简介：裴飞飞，女，1985年生，河南新乡人，硕士研究生。研究领域：减速器优化设计、四杆机构优化设计。(编辑：向飞)表2求解结果统计数据表（13）（上接第40页）!研究与开发561041
15、1-02-37 The AGV Controller System Design Based onCPAC11-02-39 The Intelligent Vehicle Management SystemBased on RFID11-02-41 Special Fixture Design for Turning DrivingSeat Hole11-02-44 Design of the Automatic Grinding Drill Bits11-02-46ImprovementandDesignonForkliftForward&Reverse Switch11-02-49 Pre
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