电子车牌自动识别技术研究

摘 要 随着我国经济的迅速发展，机动车辆规模及流量大幅度增加，假牌、套牌的现象随之出现，车辆管理的难度日益增大。本文主要论述了RFID技术在车辆智能管理方面的应用研究，利用现代技术将含有车辆信息的有源电子标签嵌入到车牌当中，根据电子标签的唯一性和不可复制性，实现车辆的动态自动识别和智能管理。

关键词 RFID；电子标签；电子车牌；自动识别

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）14-0079-02

随着社会经济的发展和人们生活节奏的加快，汽车已普遍成为人们外出的代步工具，汽车数量大幅度增加，随之而来的交通及安全问题也越来越多。目前社会假套牌、盗抢车辆现象日益猖獗，车辆管理过多依赖人力，效率低漏洞大。利用高新技术，建造智能交通秩序，维护人们利益，便成为交通管理部门的工作之重。RFID技术作为一种新兴的非接触式自动识别技术，与图像和视频处理的车牌识别技术相比，基于RFID的车辆识别准确性高，稳定性好，可以精确、系统地获取单车的状态和路网交通状况。因此基于RFID技术的智能车牌自动识别系统便是解决交通问题的研究内容之一。

1 射频识别技术

RFID（Radio Frequency Identification）射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过特定的无线射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作不需要人工干预，可工作于恶劣环境下，并且能够识别高速运动物体和多目标识别。RFID技术已经广泛应用于工业自动化、交通运输控制管理等众多领域中， 是一种快捷、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。

基本的RFID系统由读写器（读取和写入标签信息的设备）、天线（在标签和读取器间传递射频信号）、电子标签（由耦合元件及芯片组成，标签具有唯一的ID号用于目标识别）三部分组成。电子标签是射频识别系统的数据载体，电子标签由标签天线和标签专用芯片组成。RFID阅读器（读写器）通过天线与RFID电子标签进行无线通信，实现对标签识别码和内存数据的读出或写入操作。

2 电子牌照设计技术

电子牌照是把RFID技术的电子标签嵌入到机动车号牌上，使机动车具备自动识别、传输以及处理相关信息的管理功能的汽车牌照。如何将电子标签嵌入到号牌最合适的位置上，需要考虑到目前机动车牌照设计的几个方面。首先，“电子车牌”必须要符合GA36-2007机动车号牌标准；其次，现行的车牌大部分是采用铝板加反光膜制作，铝板对射频信号有一定的干扰，想要保证识读效果，因此必须考虑解决射频干扰问题；最后，把“电子标签”直接嵌入到机动车号牌中是最佳选择方案，但是号牌的空余位置非常有限，此时，确保识读性能的前提下，把“电子标签”嵌入到机动车号牌 中是我们需要考虑的关键技术问题。

可以考虑将电子标签附着于牌照背面，为减少射频信号的衰减，标签封装形式为异性状，车牌四角设置馈电点，标签天线采用弯折缝隙天线，沿馈电点反折到车牌正面，如图1所示。这种设计方案有效避免电子标签脱落或者划伤损坏，天线无遮盖干扰，容易识别读取，制作成本低。不足之处天线附着在反光膜表层，容易破坏。

3 电子车牌信息识别方式

现在的RFID设备自动识读距离一般可达8 m-10 m，交通干道架设的监测基站按照交通信号灯设置与安装规范国家标准各项要求，规定悬臂式信号灯的安装高度为5.5 m-7 m，因此完全可以满足电子车牌识读要求。

监测基站由支架横杆、读卡器主机、天线、控制主机、供电转换模块、网络传输模块、摄像机、车牌识别仪等组件构成。RFID信息读取设备采用由上至下式识读方式安装，基站安装在岔口附近，天线架设在支架横杆上，举架高度>5.5 m，每个车道对应一部探测天线，实施全方位覆盖。这种识读方式居高临下，可以有效的避免相邻车道车辆的干扰，识读精准，误差率低。如图2。

当车辆驶入射频信号区域后，电子车牌获得感应电流被激活，电子标签和读卡器进行身份验证建立通信，读卡器识别电子标签内加密的车辆信息，并通过无线网络传送至数据中心，指挥中心获得此电子车牌对应的相关信息。

4 车辆自动识别系统

车辆自动识别系统实行全国、省、市、县四级管理体制，各级设立车辆信息数据中心，通过互联网相互共享。逐级授权，保证根密钥在整个生成过程中安全可靠。电子车牌中存有经过加密处理的车辆信息，如：车牌号码、车型、发动机号码、底盘号码、责任人、二保时间、车类型、车辆照片等。利用电子标签ID号码的唯一性，保证车牌的安全，使车牌无法仿制和修改。只有车辆管理部门的专用读写器才能对电子车牌进行读写。

车辆自动识别系统和现有道路监控系统对接，在监控路段安装基站（天线和固定式读写器），当车辆经过基站时，基站通过天线对区域内电子标签进行微波通信动态访问，并将基站位置编号、车辆通过时间等信息通过互联网传送到数据中心，进行数据鉴别处理，并根据处理结果做出报警或启动交通控制设备等反应，并将通过车辆实时信息存储在数据中心，以备查用。

车辆自动识别系统还可以实现盗牌、套牌车辆的查处。当车辆经过基站时，电子标签收到天线发送的微波，将存储的车辆信息反馈给读写器，读写器将读到的车辆信息连同基站位置编号、经过时间等信息一起传送到数据中心，进行数据存储和鉴别处理，如果车辆牌照、型号、外观等信息与电子标签所示信息不一致，鉴定为盗牌车辆，系统会发出报警信息；如果摄像监视器监视到有车辆经过，但没有收到电子标签返回信息，则鉴定为套牌车或者无牌等违法车辆，同样系统会启动交通控制设备；监视车辆与返回信息一致视为合法车辆。

5 电子车牌自动识别特点和应用

电子车牌是将普通车牌与RFID技术相结合形成一种新型电子车牌。电子车牌实际上是一个无线识别电子标签，标签里存储了加密的车辆信息，其数据只能由授权无线识别器读取，有以下优点。

1）识别率高。利用超高频无源电子标签，有效识别距离可达到10 m以上。天线具有方向性，相邻车道不会相互干扰，有效避免电子标签的读取冲突。而且适合应用于高速移动物体的识别（物体移动速度大于80 km/h），市区可实现车辆不减速情况下准确识别。

2）防伪性强。电子标签的ID具有唯一性，存储的数据也是经过加密处理，很难通过改写或者复制电子标签来实现套牌，保证电子车牌的唯一性。

3）抗干扰能力强。无源电子标签集成在车辆牌照里，可工作在任何严寒、潮湿、高温和粉尘大的场所。

4）便于实现。电子标签和读写器价格低廉，基站的安装完全可以在现有道路监控装置上安装，简单方便。利用RFID技术的非接触式识别，便于信息的采集，不会影响道路交通。

5）可扩展性。系统可以方便地与其他管理系统对接，实现更加丰富的应用。与道路收费系统对接，电子车牌可以作为电子钱包，实现过路费、停车费，甚至各项税费的自动缴纳；与交通管理系统集成，实现车辆违规、违章、拖欠费管理等功能；结合GPS技术，可实现车辆定位、远程管理等功能，如被盗车辆跟踪定位、远程熄火等。

RFID技术是一种新兴的非接触式自动识别技术，有以下优势：防水、防磁、数据存贮信息量大和可加密的标签数据等。能够充分发挥其自动识别及动态信息采集的巨大优势，能够有效协助公安部门打击套牌、盗牌犯罪，广泛应用于黑名单车辆稽查、肇事逃逸车辆定位追踪、假牌套牌车辆取证等系统，促进智能化交通的实现。

6 结束语

RFID技术为集成“电子车牌”提供了有力的技术支撑，在一些关键技术和应用上的需求还需要深入的研究。随着技术的不断完善，电子车牌可以实现更多的功能，它采集的信息也可以发挥更大的作用，为交通管理信息化、智能化搭建坚实的技术平台。

参考文献

[1]王欣，刘云.射频自动识别技术在交通领域的应用[J].电信快报，2003（03）.

[2]陈广.基于RFID技术的机动车辆监控系统的架构[J].浙江工业大学学报，2007（04）.

[3]汪洪波.射频识别技术及其应用[J].中国物流与采购，2004（10）.

[4]郭成安.RFID技术在智能交通系统中的应用仿真研究[D].大连理工大学，2009.

[5]罗俊仪.对RFID集成“电子车牌”技术适用性的几点建议[J].中国公共安全（综合版），2011（10）.