RFID技术在智能停车场中的应用

发布时间：2015-01-21 www.cechina.cn

　　停车场管理系统是在公用收费停车场出现之后才诞生的，已经在全世界得到了广泛的应用。相比之下，我国停车场管理系统行业起步较晚，最早还要追溯到上个世纪八十年代初期，目前的整体技术水平与发达国家仍有差距，但我国拥有巨大的需求市场，随着一些新技术的应用尤其是RFID技术，必将迎来停车场管理技术的跨越式发展期。本文旨在分析RFID技术在智能停车场管理系统中的应用。
　　近两年，我国迅速成长为世界最大汽车生产国和消费国，据权威部门数据表明，截至2012年6月底，全国机动车总保有量达2.33亿辆。停车场管理系统能够很好地管理停车场秩序，有效地促进停车场有限车位利用率的提高，缓解停车难题，因此其需求将不断地上升。目前中国智能停车场设备的市场规模有50亿，并以20%的速度在快速增长。尽管如此，停车场数量仍相对缺乏。以广州来说，目前市内机动车保有量已超过120万辆，与停车场数量之比为5∶1，远高于国际公认的1.3∶1的合理比例。严重失衡的比例导致停车位成为“香饽饽”。因此，停车场及相关管理系统必将出现井喷式发展。
　　早期，国内停车场管理系统主要是顺着“取读卡-卡票结合-车牌识别”的过程不断发展。其中取读卡方式是最早使用的停车场管理系统技术，车辆通过自助或者由工作人员发卡的方式取卡进入停车场，出场时将停车卡给工作人员，缴费之后即可出场。使用的停车卡主要分为以下几种：无源IC卡、无源IC中距离卡、有源中距离卡、有源远距离蓝牙卡等。
　　但是取读卡方式存在着一定的问题：丢卡现象经常发生；停车卡成本相对较高，且每台停车场管理设备能够容纳的停车场卡数量较少，一般为200~400张左右，无法适用于中大型停车场；停车卡重复使用不卫生，尤其是在医院、卫生站等场所停车场应用中更为凸显。针对以上存在的问题，取读票方式应运而生。目前，使用较为广泛的还是卡票结合，即一套设备既可以使用读卡，又可以采用取票，内部车辆使用读卡方式，而临时车辆使用取读票的形式进出停车场。
　　但是，在实际应用中，取读票方式的停车场管理系统也表现出一定的局限性：一方面没有解决读取卡丢卡的问题，丢票现象同样经常发生；另一方面停车凭证使用票据的形式在阴雨天气可能出现停车票被雨水打湿后无法读取相关的停车信息，影响到正常快速的收费。因此，智能停车场系统应用而生。
　　智能停车场管理系统的需求分析
　　智能停车场管理系统设备应用领域非常广泛，国内各种大型或超大型商业收费停车场(机场、体育场、展览中心)、中小型商业收费停车场(酒店、写字楼、商场、剧院配套)、小区停车场等都有相应的应用，且不同的停车场对系统软、硬件的要求都有所差异。
　　从目前来看，智能停车场管理系统需要起到以下主要作用：
　　避免资金流失。传统的停车场人工现金收费模式存在着很多缺陷，一方面工作强度大、效率低，另一方面则是在财务上容易造成漏洞或者现金流失。相比之下，现代停车场管理系统全部采用电脑收费，每一笔款项都经过电脑的确认、统计和记录，避免了操作失误或者作弊的现象发生。
　　保证车辆安全。传统管理模式在日常应用中面临着一些列的问题，其中安全问题尤为凸显，比如人工收发卡的形式可能造成疏漏或者无记录可寻的情况、丢车或者谎报丢车现象，给停车场管理方带来了很多不便，同时无法保证车主车辆的财产安全。而现代停车场管理系统会自动储存每一个停车记录，并且还搭载着图像对比、车主车辆抓拍等功能板块，出入口处会进行信息比对，保护车主车辆安全。
　　促进车位的有效利用。车位引导系统是现代停车场管理系统中的一项重要技术，是通过在每个车位安装车位探测器来获得空车位信息，并通过数据处理向车主提供传递车位信息，引导车主停泊车辆的一种现代化智能停车场管理系统。这种停车场管理系统技术能够帮助车主快速找车位、车位预定/保留和快速寻车，有效地防止停车场内拥堵、提高车位使用效率、加快车辆周转，提高停车场经济效益，提升顾客满意度，塑造停车场的良好形象。
　　有效维持停车场秩序。目前，国内现代停车场管理系统主要通过三种形式进行管理，即车牌识别、取读卡、取读票，车辆均可实现快速进出场的，有效地缓解停车场出入口处拥堵的现象。采用取读卡/票方式的车辆可以自助取卡/票，出场人工进行缴费(内部车直接读卡出场)；采用车牌识别方式，内部车可以实现不停车出入场，外来车则仅需要出场缴费，而无需取卡/票等繁琐过程。
　　在智能停车场系统中RFID技术应用最为广泛，RFID技术又称射频识别技术，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。RFID技术可以通过电波对多个车辆信息成批阅读，其实用性远远超过条形码识别。
　　RFID技术突破了传统停车场管理的技术瓶颈，随着我国停车场管理系统行业技术的不断升级，以非接触式IC卡、远距离射频电子标识、车牌图像识别技术等非接触类型介质更多的应用在智能停车场管理系统中。
　　RFID在智能停车场管理应用
　　两种主流技术
　　目前停车场智能管理系统中RFID的一个主流技术是采用感应式IC卡和图像识别作为管理手段，同时具有红外遥感控车门开关和防盗报警及倒车限位等功能。这套系统是伴随着IC卡、近距RF射频识别卡、远距离RF射频识别卡等新型识别技术的兴起而发展起来的。它克服了磁卡及条码技术的缺点，具有寿命长、使用方便、不易损坏、高保密性等特点，使停车场智能管理上升到一个新的高度。
　　感应式IC卡加图像识别的管理技术，支持远距离和近距离两种读感器，支持永久卡和临时卡的工作方式，具有自动识别、记录存储等功能，能够防止资金流失。由于这项技术是图形对比与IC卡配合使用，达到防盗车的目的。
　　此外，目前业内还有一种主流技术：非接触RF卡识别技术。它继承了IC卡技术的优点，保密性高、不可伪造，省去了刷卡过程，提高了识别速度。由于该技术在识别系统中不存在活动机械装置，杜绝了塞卡现象，提高了系统的可靠性。对于收费停车场而言，识别系统的可靠性就意味着停车场的可靠性。因此，只读式RF非接触识别卡成为停车场管理系统中理想的识别技术。按识别卡的制造工艺，非接触性识别卡可分为反向散射卡和声表面波卡；按识别范围又可分为近距离RF（射频）卡和远距离RF（射频）卡。近距离RF卡采用反向散射技术，识别范围一般在0.3米~0.6米。由于识别距离较短，需要持卡人在读卡设备前出示识别卡。远距离RF卡采用先进的声表面波技术，拓展了卡的识别范围、提高了识别速度，可以最大限度地发挥非接触识别技术的优点。车卡可在相当大的范围内被识别。
　　此外，由于采用高速识别技术，即使在高速通过读卡装置也能被识别。多年的运行记录表明，其有效识别率接近100%。
　　智能停车场管理系统通过以上两种技术有效防止了人为因素给停车场管理带来的破坏和干扰，实现大厦、物业小区停车场的智能化科学管理，可控制费用流失、提高运营效率、确保车辆安全。
　　管理模式
　　智能停车场管理系统采用“一车一卡一位”的管理模式，即从车辆进入停车场一直到车辆驶离停车场，与这辆车相关的所有数据均与卡的ID号唯一相关，通过这个唯一的ID号，我们可以将诸如用户、车辆型号、车辆牌照、车辆颜色等信息和车辆图像、车辆进出场时间、停车时长、指定停车位编号、泊车路径、应缴费用等信息在数据库中统一起来，便于查询和存储。这样便将收费管理、泊车引导和车辆识别安全监控子系统的数据信息建立在同一个数据平台上，从而将各子系统有效的集成为一个统一的智能停车场管理系统。
　　智能停车场管理系统是以管理系统和通道识别系统组成的计算机网络，网络通讯协议采用TCP/IP协议。系统能有效、准确、智能地对进出停车场的系统车辆(装有电子车牌的车辆)和非系统车辆(未装有电子车牌的车辆)的数据信息识别、采集、记录并按需驻留、上传、处理，并在必要时可以通过相应的人工干预进行补充，以避免非正常事件(非系统车进出)的影响，确保系统有高效的车辆智能放行能力。
　　对于智能停车场系统来说，要求灵敏度应该较高，使用的适应性较大，安装不太复杂，同时应该不受昼夜影响可以确保在任何环境下对车辆进行稳定可靠的监控，工程应用方便、免维护、成本也不应该很高。射频识别设备要能实现汽车正常速度通过时，能与电子车卡进行通信；车辆的时间、空间信息、车卡信息及数据处理中心下传指令需在本地保存；系统应定期自检和故障自检，及时上传设备工作状态，以供系统运行中心处理；故障排除或供电恢复后，系统自动重启，确保停车场工作正常、数据传输完整；软件结构模块化；能够满足交通控制设备与监控设备(如道闸、信号灯、电子称、视频抓拍等)的接口需求。
　　停车场管理系统运行过程是以顾客停车取车的过程为基础的，停车场的工作流程也始终以用户车辆进出停车场的流程为中心。停车场用户一般分为临时用户和固定用户两大类。当车辆驶入/出停车场天线通信区时，天线以微波通讯的方式与车载射频卡进行双向数据交换，从射频卡上读取车辆的相关信息，自动识别射频卡并判断车卡是否有效和合法性，车道控制电脑显示与该射频卡一一对应的车牌号码及驾驶员等资料信息；车道控制电脑自动将通过时间、车辆和驾驶员的有关信息存入数据库中，车道控制电脑根据独到的数据进行判断来做出放行或禁止的决策。
　　通过与传统停车场对比，智能停车场管理系统既保留了传统停车场的功能，又以原有收费介质为依托，对管理介质进行了改进，选定射频卡作为智能停车场的管理介质。通过需求分析，明确了智能停车场管理系统所要具备的功能，进而提出了智能停车场管理系统的结构设计图。针对停车场的用户群体，分别分析和设计了临时用户和固定用户的出入场工作流程，实现固定用户的不停车出入停车场。
　　小结
　　随着科技的进步和人类文明的发展，智能停车场管理系统在住宅小区、大型商厦、工作单位的应用越来越普遍。而人们对停车场管理要求，智能化要求越来越高，急切需求更好的、自动化、方便快捷的管理方式。传统停车场管理存在着管理成本高、劳动强度大、服务效率低、资金流失和车辆失窃严重等各种弊端，无法保障投资者的收益及停放车辆的安全，因而严重制约了停车场事业的发展。
　　RFID智能系统不仅提高工作效率，节约人力物力，降低运营成本，防止员工徇私舞弊乱收费并且整个管理系统更加安全可靠。包括司机身份识别、车辆图像对比、车位自动引导、车辆的出入情况、车位跟踪记录和收费管理、随时查询和打印车辆信息。