基于RFID技術(shù)的電子車牌在智慧交通中的應用

隨著城市規(guī)模的擴大，人們生活水平的提高，道路上的車輛變得越來越多。這不僅增加了交通壓力，對車輛的管理也提出了更高的要求，有沒有新的科技去解決這些難題呢?答案當然有，它就是智能電子車牌。

提到智能電子車牌，很多人都會感到好奇，在這里就要給大家科普一下什么是智能電子車牌以及未來的發(fā)展趨勢。目前，最常見的對車牌的定位和識別基本還是依賴圖像識別，檢測到車牌號后與數(shù)據(jù)庫中的名單進行比對處理，但是圖像識別受環(huán)境因素影響大，識別車牌容易出錯，而且在采集圖像時也經(jīng)常會出現(xiàn)盲區(qū)，這些不可控的因素限制了圖像識別的進一步發(fā)展。

為了能解決這一系列問題，智能電子車牌就應運而生了，智能電子車牌是基于RFID技術(shù)，而RFID技術(shù)作為一種新興的非接觸式自動識別技術(shù)，與傳統(tǒng)的視頻和圖像處理車牌識別技術(shù)相比，基于RFID技術(shù)的車輛識別準確性高，不易受環(huán)境的影響，無盲區(qū)，可以準確、全面地獲取車輛的狀態(tài)信息以及路網(wǎng)交通狀況。未來的發(fā)展趨勢將會是電子車牌識別逐步替代傳統(tǒng)車牌的識別方式。

圖 1 汽車電子標識

電子車牌的核心就是基于RFID技術(shù)的電子標簽，而RFID電子標簽又分為有源和無源的兩類，兩種標簽的優(yōu)缺點如表 1所示。

表 1 電子標簽對比

考慮到電子車牌的使用壽命和使用場景，無源電子標簽具有壽命長、體積小易安裝、成本低廉的特點，更適合車輛安裝使用。在通信距離的選擇上，超高頻UHF 860MHz~960MHz的無源RFID電子標簽具有通信距離長，傳輸速率快的優(yōu)點，其用作電子車牌的識別是一個非常不錯的選擇。

既然電子車牌識別前景這么廣闊，那么它本身肯定具有很多相比傳統(tǒng)圖像識別技術(shù)無可比擬的優(yōu)勢與特點，具體的基本要求和技術(shù)優(yōu)勢體現(xiàn)在哪些地方呢?我們就簡單的列舉幾條如下：

電子車牌的基本要求：

l 可存儲數(shù)據(jù)(車輛型號、顏色、車主信息);

l 可遠距離讀取識別標簽，固定式讀取設備距離在10米以上;

l 可靠性高，讀取成功率高達99.99%以上;

l 可同時識別大量標簽，最大每秒200個以上;

l 精準識別高速運動中的標簽，移動識別速度可達100km/h以上。

電子車牌的技術(shù)優(yōu)勢：

l 數(shù)據(jù)加密，標簽通訊過程中采用獨有的算法，第三方設備無法讀取;

l 安裝簡易，無需任何特殊安裝工具或材料;

l 獨有的人卡、車庫編組匹配算法，可以準確判斷出非法使用的機動車輛;

l 全天候，可以在任何天氣情況下可靠地工作。

正是由于電子車牌相比傳統(tǒng)車牌有這么多的優(yōu)勢和特點，可以預見在不久的將來，機動車輛將會逐步使用帶有電子標簽的電子車牌替代目前的傳統(tǒng)車牌，這樣一來，從車輛前端的電子車牌，到后端的車牌識別、數(shù)據(jù)傳輸、車輛管理、數(shù)據(jù)存儲、終端查詢等整個平臺的構(gòu)建和發(fā)展前景都是十分廣闊的，圖 2是整個平臺組成架構(gòu)的示意圖。

圖 2 平臺架構(gòu)示意圖

說完電子車牌的原理和優(yōu)勢，可能會有“老司機”開始疑惑了，電子車牌真的實用不?具體應用體現(xiàn)在哪里?接下來我們就簡單的聊一聊電子車牌的應用場景。

場景1： 智慧停車系統(tǒng)

說起目前的大多數(shù)停車場管理，可能很多“老司機”或多或少都遇到過停車難、收費貴、沒有車位等等問題。為了解決這些停車難題，近年來，國家政策明確提出了大力推動智慧停車系統(tǒng)、自動識別車牌等高新技術(shù)的應用。簡單來說，智慧停車的“智慧”就體現(xiàn)在：智能找車位+自動繳停車費。

那么，目前究竟如何實現(xiàn)智慧停車呢?我們就拿最常見的停車場來說吧。最主要的技術(shù)就是車牌識別技術(shù)和不停車電子收費(ETC)技術(shù)。裝有電子車牌的車輛在進入停車場前，智慧停車系統(tǒng)通過電子車牌識別設備可以遠距離準確識別車輛身份，記錄車輛進出場時間以準確收費，使車輛快速通過，無需停車進行人工記錄。當停車結(jié)束車輛駛出停車場時，智慧停車系統(tǒng)會通過車牌識別天線與電子車牌進行短程通訊，在不需要司機停車和其他收費人員采取任何操作的情況下，自動完成收費處理全過程。

圖 3 智慧停車系統(tǒng)

通過應用智慧停車系統(tǒng)可以提高通過效率，防止收費站口交通“瓶頸”的發(fā)生，同時通過RFID技術(shù)實現(xiàn)無人為干預的收費，有效地遏制了偷逃停車費、收費人員玩忽職守、徇私舞弊等行為，同時降低收費站的管理成本，更快地收回基礎設施的投資。

場景2： 智能交通管理系統(tǒng)

RFID技術(shù)可以作為交通調(diào)度系統(tǒng)信息采集的有效手段，在交通調(diào)度管理系統(tǒng)中得以應用。比如將RFID應用于公交車場管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)裝有電子車牌的公交車進出站時信息自動、準確、遠距離、不停車采集，使公交調(diào)度系統(tǒng)準確掌握公交停車場公交車進出的實時動態(tài)信息。通過實施該系統(tǒng)可有效提高公交車的管理水平，對采集的數(shù)據(jù)利用計算機進行研究分析，可以掌握車輛使用規(guī)律，杜絕車輛管理中存在的漏洞，實現(xiàn)公交車輛的智能化管理，提升城市形象。

圖 4 公交車管理系統(tǒng)

此外，采用RFID作為技術(shù)手段具有很高的經(jīng)濟性，與全球定位系統(tǒng)(GPS)等技術(shù)相比具有安裝方便、適應性強、成本低、車輛無需改造等特點。同時也可以針對一些垃圾運輸車輛、危險品運輸車輛等特殊服務車輛進行專門的調(diào)度和管理。通過車輛上安裝的電子車牌，在特定路段的監(jiān)控點放置識別設備來監(jiān)控車輛是否按照規(guī)定的路線行駛，在有泄漏等突發(fā)情況出現(xiàn)時可以及時定位事故車輛的位置。

通過上述兩個實際應用場景的介紹，使得我們對電子車牌有了一個更直觀更清晰的認識，圖 5是電子車牌在具體行業(yè)應用中的示例圖，從中我們可以看出，電子車牌應用的關(guān)鍵，離不開讀寫設備和數(shù)據(jù)傳輸。致遠電子推出的IoT7000A-LI網(wǎng)絡控制器，采用Cortex-A7內(nèi)核的 i.MX6UL多媒體應用處理器為核心，主頻528MHz，雙百兆以太網(wǎng)，板載雙MiniPCIE接口設計，可擴展GPRS/3G/4G、ZigBee、LoRa、WiFi、GPS/北斗等無線通信模塊，搭建了局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的橋梁，配合車牌識別天線能輕松實現(xiàn)車牌數(shù)據(jù)的讀取、傳輸功能，并且可以在-40℃～+85℃溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定工作，滿足各種條件苛刻的工業(yè)應用場合，是構(gòu)建智慧交通系統(tǒng)的必備品。

圖 5 電子車牌在行業(yè)中的應用

圖 6 IoT7000A-LI網(wǎng)絡控制器

未來，隨著科技的進步，從智能穿戴到智慧出行，以后的智慧城市也將會離我們越來越近，人們的出行也將變得更加方便，讓我們期待科技創(chuàng)新帶給我們的美好的未來吧。