基于RFID技術(shù)的城市聯(lián)網(wǎng)智能停車系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，中國的汽車保有量在飛速增長。城市停車場(chǎng)作為城市靜態(tài)交通的重要組成部分，停車效率低、車位資源利用率低等停車問題越來越突出。提高車位利用率和周轉(zhuǎn)率，提升整體停車效率，對(duì)于整個(gè)城市交通的發(fā)展和市民生活質(zhì)量的提高，都具有重要意義。

傳統(tǒng)停車場(chǎng)多采用IC卡管理模式，在入口處由人工發(fā)放一張IC卡，出口處人工收取，計(jì)算停車費(fèi)用后現(xiàn)金結(jié)算。對(duì)于長期固定客戶，會(huì)發(fā)放一張?jiān)驴ǎ鋈肟谒⒖ㄍㄐ?，由于是近距離IC卡，出入口需要停車刷卡才能通行。因此，傳統(tǒng)停車場(chǎng)主要存在如下問題：

(1)出入口效率低

傳統(tǒng)的人工IC卡模式效率低下，出入口都需要進(jìn)行人工的收發(fā)卡和現(xiàn)金收費(fèi)，無法做到不停車通行。即使是月卡用戶,出入口也需要停車刷卡才能通行。

資源分配失衡

各個(gè)停車場(chǎng)信息各自孤立，往往有些停車場(chǎng)的車位已滿還頻頻有車在外面排隊(duì)，而周邊很近的停車場(chǎng)卻有大量車位。信息的孤立造成資源分配失衡，無法有效利用車位資源。

費(fèi)用監(jiān)管問題

采用臨時(shí)發(fā)卡的模式需要使用現(xiàn)金支持，無法完成非現(xiàn)金自動(dòng)支付，費(fèi)用沒有有效的監(jiān)管措施，流失嚴(yán)重。

一卡多車

對(duì)于月卡用戶，由于沒有有效的車卡比對(duì)措施，經(jīng)常存在一卡多車現(xiàn)象，即多個(gè)車輛使用一張卡錯(cuò)時(shí)停車，造成停車場(chǎng)的費(fèi)用流失。

本文設(shè)計(jì)了一種基于射頻識(shí)別技術(shù)(RadioFrequencyIdentification，RFID)的城市聯(lián)網(wǎng)智能停車系統(tǒng)，采用RFID技術(shù)可以通過無線電信號(hào)遠(yuǎn)程識(shí)別對(duì)應(yīng)目標(biāo)并進(jìn)行讀寫操作,無需建立視覺或機(jī)械接觸。在本系統(tǒng)中利用標(biāo)簽和車輛的綁定實(shí)現(xiàn)車輛身份識(shí)別，完成車輛的出入口鑒權(quán)、自動(dòng)收費(fèi)等管理功能，可以有效地解決傳統(tǒng)停車場(chǎng)存在的問題。

1智能停車系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)

基于RFID技術(shù)的城市聯(lián)網(wǎng)智能停車系統(tǒng)主要由車道子系統(tǒng)、站級(jí)子系統(tǒng)、應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)組成。其系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

1.1車道子系統(tǒng)

車道子系統(tǒng)即停車場(chǎng)的各個(gè)出入口車道系統(tǒng)，主要包括RFID讀寫器、自動(dòng)欄桿、LED顯示設(shè)備、聲光報(bào)警設(shè)備和工控機(jī)等終端設(shè)備。

當(dāng)車輛駛?cè)肴肟谲嚨罆r(shí)，地感線圈會(huì)檢測(cè)到有車經(jīng)過,車道軟件會(huì)控制讀寫器進(jìn)行讀取操作。讀寫器讀取車輛標(biāo)簽上的車輛信息，進(jìn)行權(quán)限判定，如果為合法車輛，則控制自動(dòng)欄桿抬起，放行車輛。當(dāng)車輛駛?cè)氤隹谲嚨罆r(shí)，地感線圈檢測(cè)到有車經(jīng)過，控制讀寫器進(jìn)行讀取操作。讀寫器讀取車輛信息后，向站級(jí)子系統(tǒng)查詢?nèi)肟跁r(shí)間及費(fèi)率，計(jì)算通行費(fèi)用并在LED顯示設(shè)備上顯示，同時(shí)通過站級(jí)子系統(tǒng)向應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行扣費(fèi)申請(qǐng)，申請(qǐng)成功后控制自動(dòng)欄桿抬起，放行車輛。

1.2站級(jí)子系統(tǒng)和應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)

站級(jí)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)單個(gè)停車場(chǎng)的各個(gè)出入口車道系統(tǒng)進(jìn)行管理，匯總各車道車輛出入情況及收費(fèi)情況，統(tǒng)一和應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行通信。

應(yīng)用服務(wù)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理城市內(nèi)所有單個(gè)停車場(chǎng)的站級(jí)子系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)城市的車位資源情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及發(fā)布，同時(shí)可以針對(duì)不同用戶進(jìn)行停車場(chǎng)費(fèi)率的調(diào)整及費(fèi)用的切分，并提供車位預(yù)訂等增值服務(wù)。

1.3系統(tǒng)整體功能

本系統(tǒng)的整體功能主要有不停車通行功能、自動(dòng)繳費(fèi)功能、分時(shí)停車功能和信息服務(wù)功能。

不停車通行功能采用遠(yuǎn)距離讀卡技術(shù)，在進(jìn)入和離開停車場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)可以遠(yuǎn)程檢測(cè)車輛身份，完成車輛鑒權(quán)和收費(fèi)等功能，使車輛在出入停車場(chǎng)時(shí)實(shí)現(xiàn)不停車通行功能，提高通行效率，減少人工處理壓力，同時(shí)提升了用戶感受。

自動(dòng)繳費(fèi)功能，通過車卡和信用卡的綁定，系統(tǒng)用戶在繳費(fèi)時(shí)可以自動(dòng)通過系統(tǒng)進(jìn)行后臺(tái)繳費(fèi)，無需現(xiàn)金交易，并可支持多種費(fèi)率及優(yōu)惠活動(dòng)的處理。

分時(shí)停車功能，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)停車場(chǎng)的分時(shí)停車功能，使一些企業(yè)、小區(qū)等停車場(chǎng)在空閑時(shí)開放對(duì)外停車功能，有效利用城市的停車資源。

信息服務(wù)功能，系統(tǒng)可以提供停車場(chǎng)信息、車位信息查詢等功能，對(duì)于一些重要停車場(chǎng)，還可以提供車位預(yù)訂服務(wù)，提升城市整體停車效率，使城市停車場(chǎng)資源能夠進(jìn)行更加有效的利用。

2智能停車系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

本智能停車系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)首先是車卡匹配技術(shù)。在傳統(tǒng)的IC卡停車場(chǎng)系統(tǒng)中,無法做到車卡匹配,多車共用一"的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。在本系統(tǒng)中，車輛標(biāo)簽采用具有防撕功能的紙質(zhì)標(biāo)簽，安裝到車輛上后,如果進(jìn)行暴力拆卸，即會(huì)損壞標(biāo)簽，使標(biāo)簽無法在其他車輛上使用。能夠做到車卡的一一對(duì)應(yīng)，有效減少費(fèi)用流失。

其次是精確覆蓋技術(shù)。如果對(duì)RFID停車場(chǎng)系統(tǒng)的覆蓋范圍不進(jìn)行精確控制，容易造成誤讀場(chǎng)外車輛，跟車干擾讀取等問題。本系統(tǒng)為了做到覆蓋范圍的精確控制，采用了如下方案：

一是應(yīng)用專用天線。系統(tǒng)采用停車場(chǎng)專用天線，水平波瓣角控制在30。以內(nèi)，在部署角度和功率設(shè)置的配合下，覆蓋范圍基本可以控制在長度3~5m，水平3.5m左右的橢圓形區(qū)域，非常適合停車場(chǎng)應(yīng)用。

二是采用地感觸發(fā)技術(shù)。當(dāng)車輛駛?cè)牖蝰傠x停車場(chǎng)時(shí),地感檢測(cè)到有車需要處理才會(huì)觸發(fā)讀寫器進(jìn)行讀取操作，有效減少了誤讀的發(fā)生。

三是域值過濾技術(shù)。可通過使用反向功率域值過濾技術(shù)來有效減少臨界區(qū)域，對(duì)覆蓋邊界進(jìn)行精確控制。

四是標(biāo)簽設(shè)計(jì)技術(shù)。普通的射頻標(biāo)簽粘貼到玻璃上后,會(huì)由于玻璃影響產(chǎn)生頻偏，影響識(shí)讀性能，本系統(tǒng)采用針對(duì)汽車玻璃設(shè)計(jì)的專用玻璃標(biāo)簽，粘貼后識(shí)別性能不受影響，滿足系統(tǒng)識(shí)讀需求。

3結(jié)語

隨著城市生活水平的逐步提高，車輛的普及程度越來越高，停車難的問題會(huì)越來越嚴(yán)重，城市有限的停車資源正在面臨日益嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，如何提高城市停車的效率，使停車資源得到充分利用，是每個(gè)城市都需要解決的問題。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的基于RFID技術(shù)的城市智能停車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，在微觀層面上，可以解決停車場(chǎng)的不停車通行問題,有效提高停車效率;在宏觀層面上，可以有效利用城市停車資源，整體提升城市停車效率。

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