RFID射频技术在车辆自动管理系统中的应用研究

【摘要】 RFID是物联网构建中用到的关键技术，由于具有安全、高效和成本低廉等诸多优点，已经受到人们的广泛关注。在本文中，基于RFID射频技术，对其在车辆管理领域中的应用进行深入研究，构建了智能化的车辆管理系统。文中所构建的车辆自动管理系统，其构成主要包括RFID硬件、CDMA系统、GIA系统以及数据处理系统等，能够实现对不同应用环境中车辆的识别、定位、跟中、测速和监控管理等众多功能，可以有效解决当前交通领域中的道路拥堵、车辆超速、超载以及车辆盗窃等问题。

【关键词】 RFID射频技术 车辆管理 车联网

一、引言

在经济和科技的不断发展和推动下，我国的机动车辆数量逐年增加，使得对机动车辆的管理遇到了不小的难题，在交通的发展带来了诸多问题，比如交通的拥堵、车辆失窃、车辆的身份识别、由于车辆超速行驶所导致的交通事故等。所以如何采用现代科技手段来有效提高现有道路的利用率、保障整个交通状况的畅通，也就成为摆在人们先前的难题。此外，在车辆的身份识别和车辆出入的管理方面、车辆超速超载和安全行驶方面、车辆的防护等级和失窃防范方面、公务车辆的使用透明化方面，都需要通过技术手段加以解决。所以，本文有针对性的采用基于RFID射频技术的智能车辆管理系统，能够有效解决上述问题。

二、封闭区域中的车辆管理系统

2.1系统构成

针对封闭区域中的车辆管理系统，其RFID硬件主要包括：有源RFID智能牌照、远距离阅读器、通道控制器、道闸，而软件部分则包括：图像抓拍模块、计算机和软件管理系统等等。

2.2 工作原理

具体而言，文中所设计的车辆自动管理系统采用基于远距离射频识别技术，每个进出入该区域的车辆都安装了有源RFID智能牌照，该牌照需要在使用前在车辆管理系统中进行注册。同时，在智能牌照中，不仅存储有基本的车辆车牌号、车型信息，还存储了车辆车主姓名和身份证信息。使用过程中，该智能牌照能够不断地发射超高频信号，在封闭区域出入口附近所安装的远距离阅读器，就可以对车牌信息进行非接触读取，然后将车辆信息传送到通道控制器。通道控制器可以根据牌照信息和系统数据库进行判断，如果信息合法，则可以通过控制器上的继电器来完成道闸的开启，否则车辆不予通过。

对于外部车辆，由于没有进入该区域的专用牌照，需要在车辆进入有源识别区后，通过语音提示驾驶员到门卫处进行登记，并利用摄像机来获取车辆牌照和车型信息；然后，门卫就可以通过无线遥控装置来开启道闸控制器，完成车辆放行操作。

三、开放道路网中的车辆管理系统

3.1 需求分析

由于现在机动车数量的剧增，造成了交通状况的不断恶化，也使得堵车给大家造成了不小的损失，更是容易导致交通事故的发生。所以，如何充分利用现有技术和手段，缩短车辆的路上运行时间、提高车辆的运行效率、保障车辆运行安全、提高道路的通行能力等，也就成为城市发展构成中需要重点考虑和解决的问题。不仅如此，在企业规模和业绩不断发展的情况下，运营过程中需要的配送和交通车辆也会不断增多，使得车辆的管控存在短板和盲点，需要开发智能化的车辆管理系统，来实现对车辆的运行状态、位置的实时掌握和监测。

3.2车辆定位现状

在现阶段的主流车辆定位系统中，系统获取车辆信息的主要方法还主要通过GPS定位系统和加速度传感器来实现车辆的定位。这种车辆的定位方式，还是一种基于移动站的定位方法，也就是车辆上的定位设备向车辆提供具体的位置信息，然后，车辆就可以利用无线通信设备，将其具置信息上报给车辆管理系统。通常，这种基于被动为车辆主动位置信息发送的方式，具有占用通信资源较多、系统运行成本也比较高的缺陷，同时，在城市环境中，由于城市高楼、高架桥、林荫道和隧道的影响，还有可能会出现不可预期的定位盲点。

3.3系统构成

智能车辆管理系统中的定位和识别系统，包括RFID智能车牌、数据无线收发节点（也就是RFID远距离阅读器）、CDMA模块、GIA系统、数据处理单元以及数据处理和控制中心等。图1所示是一种车辆定位及测速系统的示意图。

图1 车辆定位及测速系统示意图

在图1中，实心圆点表示能够获取车辆身份信息的数据处理节点；五角星表示能够对接收数据进行处理的数据处理单元；三角形则表示城市中的数据处理中心。

3.4系统运行原理

系统运行过程中，需要通过对RFID电子标签的读取，来获取车辆的详细身份信息，然后再利用TODA多基站无线定位方法来获取车辆的位置信息，同时，还可以通过对车辆移动所产生的多普勒频域进行处理和分析，还可以获得车辆的速度信息。在每个RFID车牌中，都存储着车辆牌号、车辆用途、最大载货量、最大载客量、车主姓名、车主身份信息等。根据对不同地区建筑特点和流通流量的判断，可以设置一定数量的数据无线收发节点，这样，就可以获得对资源的最大利用效率，同时减少节点设置的浪费。

所设置的每个数据无线收发节点，都可以利用一定的频率，定向的发送已知编码和调制的命令信号，RFID智能车牌收到该信号后，在验证正确的情况下，就可以将自身的UID进行发送和提交；而无线数据收发节点在接收到信息的情况下，就可以对其进行解调和解码，进而得到车辆的相关信息，通过CDMA模块，将这些信息发送到数据处理单元，进而通过数据处理单元发送到城市的数据处理和控制中心。利用多基站的无线定位方法，主要通过无线数据收发节点来获取车辆的实时位置信息，并利用接收信号的强度、达到时间、达到时间差完成定位过程。

具体而言，就是在初步估计的基础上，可以确定与RFID智能车牌距离最近的3个数据无线收发节点，再基于这3个节点的不同TDOA值来进行定位过程，进而得到车辆的位置信息，然后传输到数据处理和控制中心，这样，就能够根据这些信息对车辆的运行轨迹进行绘制。此外，在对车辆移动过程中所产生的多普勒频移进行实时采样，根据结果完成对车辆速度的测定。

四、结束语

基于RFID射频技术，对其在车辆管理领域中的应用进行深入研究，构建了智能化的车辆管理系统，同时，根据系统在不同环境下的需求进行分别阐述。结果表明，本文系统具有成本低、运行效率高、经济和使用的诸多优点。

作者简介：

马晓春，女，汉，黑龙江哈尔滨，东北林业大学，研究生，副教授，东北林业大学交通学院，汽车节能减排技术智能车辆与物流自动化技术。

尹继辉，男，汉，黑龙江哈尔滨，哈尔滨工程大学，研究生，讲师，东北林业大学交通学院，信号处理、噪声分析与模式识别；设备故障诊断、智能化监控与残余寿命预测技术。

参 考 文 献

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