杨勋

摘要：随着社会的发展，私家车辆越来越多，小区车辆管理就成为当今社会一个比较热门的话题。因为停车引起的各种纠纷层出不穷。鉴于此，以RFID 射频技术为基础，加上系统软件、外设控制器组成了小区车辆管理系统。小区车辆管理系统能够较好的对小区内的车辆进行有效管理，对小区内的车辆进行自动化控制。

关键词： RFID； 车辆管理； 自动识别； 系统架构； 数据库管理系统

中图分类号：TP271 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）31-0187-03

The Design and Implementation of District Vehicle Management System

YANG Xun

（Shandong Yingcai University， Jinan 250104， China）

Abstract：With the development of society， more and more private cars， residential vehicle management has become a hot topic in today's society. Because parking caused a variety of disputes emerge in endlessly. In view of this， Based on RFID radio frequency technology， combined with system software and peripheral controller， the vehicle management system of the district is formed. The vehicle management system can effectively manage the vehicles in the area， and control the vehicles in the area automatically.

Key words：RFID； vehicle management；automatic recognition； system architecture； DMS

1 概述

据济南车辆管理部门的权威统计，到2017年1月份，济南市的机动车保有量达到了185万，预计2017年将会突破200万辆大关。随着私家车数量越来越多，由于停车等车辆管理问题引发的纠纷层出不穷。居民小区车辆管理就是其中比较突出的问题。目前来说，大部分小区用的都是非接触式 IC 卡来管理进出车辆，这种方式问题较多。首先，读卡距离较近不方便。其次IC卡的信息很容易被盗取，安全方面受到很大的威胁。本文根据这些问题提出了一套安全系数较高的小区车辆管理系统——基于超高频 RFID 的小区车辆管理系统。

2 RFID射频技术简介

RFID是Radio Frequency Identification的缩写，是一种射频技术，它是一种非接触式的自动识别技术。此种技术是现阶段使用比较广泛的射频技术，有很多优点，可靠性强。RFID利用无线射频通信的方式来自动识别目标对象，然后获取其中相关的数据。射频识别（Radio Frequency Identification，RFID）技术有很多优点：非接触、设别速度快、适应较差的自然环境、设别距离远，还可以同时识别多个标签。在车辆运动的情况下，识别效率较高。如果按照RFID标签是否内置电源，能够分为有源和无源的。每个车分发一个标签，标签里含有车主、车辆的所有信息，安放在汽车的前挡风玻璃上，再由读卡器来读取以确定车辆能否通过。相比较而言，有源标签比无源标签具有识别距离远、识别准确、可靠性高等优点。所以本文提出的系统采用的是有源RFID标签技術。

3 系统架构及系统的基本原理

3.1 系统结构

车辆管理系统放到两个位置上，一个是在后台控制，一个是小区大门前的门禁系统。以下介绍系统的硬件和软件。

3.1.1 硬件的设计

硬件系统主要分为两个部分，一个是门禁系统，一个是后台控制。门禁系统采用以下设备：选用双通道环形线圈车辆检测器 PD232。PD232具有很多优点，例如检测的时间较短、抗干扰能力比较强、识别准确性较高、稳定性强，完全可以满足小区各类型车辆的不停车出入要求。读卡器射频接口电路的选用包括了本振频率信号发生器、混频器的选用。分别使用NCPD6-915BR和MRFIC2002。读写器天线选用的是 TDJ-915BQ12-C 的定向天线，工作频率为902-928MHz。

后台控制中心是一台微机，主要运行小区车辆管理系统，还有管理车辆的数据库管理系统。

3.1.2 软件的设计

系统软件的主要部分是编程语言和数据库的选用。

小区车辆管理系统的软件编程语言用的是Java。Java具有很多的优点，比如安全性高、可移植性较高等，用在本系统的开发比较合适。

根据需求分析，本系统要求数据库的可靠性、稳定性、兼容性较高，所以数据库管理系统选用SQL Server 2008，软件的各个模块用Visual C#来设计并实现。包括以下主要几个模块：用户管理模块、车辆管理模块、用户卡管理模块等。这样设计可以很好地解决了车辆安全、停车计费等问题。

3.2 系统基本原理

小区车辆管理系统通过局域网来管理，因为有局域网，所以要由中央数据库服务器安放到后台。每个出入口都要有控制室，由车辆管理人员来进行控制和管理。每个控制室的作用主要是管理人员进行车辆管理的，比如车辆信息查询、修改等操作。每个控制室都要配有微机，以及RFID控制器。每个出入口必须安装好有源的RFID阅读器，来读取进出车辆的信息。除此以外，各个出入口处还需要安装一台道闸机和两个地感线圈，结构如图所示：

由于大型服务小区都有多个出入口，所以设计系统时通过局域网的形式进行管理。在系统中，中央数据库的服务器存放在整个小区的服务器上，各个出入口都有自己的控制室。控制室中都装有计算机和RFID 控制器。RFID 控制器连接RFID 阅读器，在小区的出入口都安装有RFID 阅读器，实现对出入车辆信息的采集工作。此外，小区出入口还应该安装有两个地感线圈和一台道闸机。

当车辆进入小区门前时，地感线圈接收到车辆里的电子标签信号，后台控制室把信号传给有源RFID阅读器，并且发出指令，然后阅读器上的天线激活后，把标签的ID号传给后台控制中心，然后进行查询是否是本小区的车辆，是则抬杆通过，通过后杆落完成一次不停车通过。

4 系统实现

4.1 门禁系统

门禁系统功能是利用有源RFID技术对车辆进行识别。考虑到车辆行驶的实际情况，采用有源RFID的标签，因为有源RFID标签性能更好一些。本系统采用的是苏州木兰电子科技公司产品。

有源RFID电子标签采用 ML - T65 型号。ML-T65 电子标签，存储了唯一识别号码和车辆、物品的相关信息。ML-T65 电子标签，集成了木兰完全自主知识产权的 RFID 创新技术，是一种具有高灵活性，可更换电池的只读电子标签，配合相应读写器能完成对车辆、物品的自动识别和信息的自动交换。主要技术参数如下：

1） 电气特征。静态电流小于 2μA ，工作电流小于 15mA ，电池寿命 3-5 年（使用寿命20 年），可更换电池。

2） 微波链路特性。信号调制方式为GFSK，通讯速率是双向1024Kbit/s，工作频率为2.45GHz 最大输出功率为0dbm，位误码率为10-9。

3） 物理特征。外壳材料为高温改性 ABS 塑料，标签类型为只读型，外型为50×30×10mm，重量为30 克，颜色为黑/白色，防护等级为IP34防水，安装方式为置于车辆挡风玻璃上、放在物品表面或内部（视不同物品而定）。

4.2 控制中心

4.2.1 系统软件

小区车辆管理系统可分为车辆管理、车主信息管理和射频卡管理三个模块。具体各个模块的功能如下：

车辆管理包括：

1） 出入管理： 本小区的车辆出入小区时，记录车辆的出入时间和停车收费等信息。

2） 临时车辆出入管理：当临时车辆出入本小区时，对临时车辆进行管理，比如说探亲访友、快递车辆等。

3） 车辆信息管理： 主要包括车主车辆的车牌号码、车辆型号、颜色等信息的管理。

车主信息管理包括：

1） 基础信息管理：包括车主姓名、住址、性别、年龄、职业等信息的管理。

2） 添加删除车主信息管理： 为新车主或者临时车辆进入时设置的添加或删除功能。

3） 登录查询状态管理： 主要用于对用户信息的查询以及用户信息的编辑修改等管理。

射频卡管理包括：

1） 信息管理：包含了两种管理，一个是有源射频卡管理，还一个是自身ID信息管理。

2） 类型管理： 分为两种类型的管理，一种本小区车辆的射频卡，另一种是临时车辆的射频卡。

3） 射频卡分发管理： 对两种类型的射频卡的分发和收取。

4.3 数据库管理系统

4.3.1 SQL Server 2008简介

数据库管理系统主要采用SQL Server 2008来实现。SQL Server系列软件是Microsoft 公司推出的关系型数据库管理系统。SQL Server 2008出现在微软数据平台愿景上是因为它使得公司可以运行他们最关键任务的应用程序，同时降低了管理数据基础设施和发送观察和信息给所有用户的成本。

4.3.2 数据库的设计

通过对小区车辆管理系统的需求分析，然后从两个方面对系统数据库进行设计，一是概念结构，二是逻辑结构。

概念结构是把客观世界里面的各种实体，包括它们的属性，实体之间的关系表示出来，方便以后使用。而客户对数据库主要是进行一些数据查询、数据存储、修改等管理方面，所以数据库的设计必须符合客户的输入输出等操作。数据词典是由数据本身、数据结构构成，还包括对数据处理的过程。

通过对概念结构转化成为数据库能够支持的数據模型，这是小区车辆管理系统的逻辑结构设计目标。鉴于此，小区车辆管理系统设计了名为 cars的数据库。主要包括以下几个表：小区车辆基础信息表、用户基础信息表、小区车辆进出信息表、外来车辆进出信息表、小区车辆缴费信息表和射频卡编号信息表。

5 结论

根据小区里对车辆管理的实际需求，确定了小区车辆管理系统的各个功能。本文分析了使用超高频 RFID技术，把此种技术应用到小区车辆管理系统中，分析了此种方式的优点，然后对小区车辆管理系统的工作流程进行了比较详尽的描述。比较详细的分析了小区车辆管理系统的硬件、软件、系统架构的组成，对电子标签和读写器的发送电路和接收电路进行了较为详尽的阐述。通过实践，小区车辆管理系统对小区内的车辆管理是快速而有效的，具有方便、快捷、效率高、自动化程度高等优点，是一种车辆管理切实可行的方案。

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