1.引言
1.1RFID技術(shù)介紹
射頻識別技術(shù)RFID（Radio FrequencyIdentification Technology）是從八十年代起走向成熟的一種非接觸式的自動識別技術(shù)，它通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。從概念上來講，RFID類似于條碼掃描，對于條碼技術(shù)而言，它是將已編碼的條形碼附著于目標(biāo)物并使用專用的掃描讀寫器利用光電信號將信息由條形磁傳送到掃描讀寫器。最基本的RFID系統(tǒng)由三部分組成：
1）標(biāo)簽（Tag，即射頻卡）由耦合元件及芯片組成，RFID標(biāo)簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進(jìn)行通信。
2）閱讀器：讀取（在讀寫卡中還可以寫入）標(biāo)簽信息的設(shè)備。
3）天線：在標(biāo)簽和讀取器間傳遞射頻信號。
有些系統(tǒng)還通過閱讀器的RS232或RS485接口與外部計算機（上位機主系統(tǒng)）連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)的基本工作流程是：閱讀器通過發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當(dāng)射頻卡進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時產(chǎn)生感應(yīng)電流，射頻卡獲得能量被激活；射頻卡將自身編碼等信息通過卡內(nèi)置發(fā)送天線發(fā)送出去；系統(tǒng)接收天線接收到從射頻卡發(fā)送來的載波信號，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運算判斷該卡的合法性，針對不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號控制執(zhí)行機構(gòu)動作。
1.2RFID的技術(shù)優(yōu)勢
RFID是一項易于操控，簡單實用且特別適合用于自動化控制的靈活性應(yīng)用技術(shù)，識別工作無須人工干預(yù)，它既可支持只讀工作模式也可支持讀寫工作模式，且無需接觸或瞄穗可自由工作在各種惡劣環(huán)境下：短距離射頻產(chǎn)品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環(huán)境，可以替代條碼，例如用在工廠的流水線上跟蹤物體；長距射頻產(chǎn)品多用于交通上，識別距離可達(dá)幾十米，如自動收費或識別車輛身份等。其所具備的獨特優(yōu)越性是其它識別技術(shù)無法企及的。主要有以下幾個方面：
讀取方便快捷：數(shù)據(jù)的讀取無需光源，甚至可以透過外包裝來進(jìn)行。有效識別距離大，采用自帶電池的主動標(biāo)簽時，有效識別距離可達(dá)到30米以上；
識別速度快：標(biāo)簽一進(jìn)入磁場，解讀器就可以即時讀取其中的信息，而且能夠同時處理多個標(biāo)簽，實現(xiàn)批量識別；
數(shù)據(jù)容量大：數(shù)據(jù)容量最大的二維條形碼，最多也只能存儲2725個數(shù)字若包含字母，存儲量則會更少；RFID標(biāo)簽則可以根據(jù)用戶的需要擴(kuò)充到數(shù)十K；
使用壽命長，應(yīng)用范圍廣：其無線電通信方式，使其可以應(yīng)用于粉塵、油污等高污染環(huán)境和放射性環(huán)境，而且其封閉式包裝使得其壽命大大超過印刷的條形碼：
標(biāo)簽數(shù)據(jù)可動態(tài)更改：利用編程器可以向?qū)懭藬?shù)據(jù)，從而賦予RFID標(biāo)簽交互式便攜數(shù)據(jù)文件的功能，而且寫入時間相比打印條形碼更少；
更好的安全性：不僅可以嵌入或附著在不同形狀、類型的產(chǎn)品上，而且可以為標(biāo)簽數(shù)據(jù)的讀寫設(shè)置密碼保護(hù)，從而具有更高的安全性； 動態(tài)實時通信標(biāo)簽以與每秒50～100次的頻率與解讀器進(jìn)行通信，所以只要RFID標(biāo)簽所附著的物體出現(xiàn)在解讀器的有效識別范圍內(nèi)，就可以對其位置進(jìn)行動態(tài)的追蹤和監(jiān)控。
1.3停車場收費系統(tǒng)的信息化
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和汽車工業(yè)的迅速擴(kuò)大，私家車的數(shù)量與日俱增。但是由于停車場及停車設(shè)施建設(shè)滯后等原因，停車難、停車管理難的問題也隨之而來，尤其是在一些高檔社區(qū)、企業(yè)、政府機構(gòu)矛盾更是日益突出，停車管理漏洞百出。采用無線射頻識別RFID技術(shù)結(jié)合圖像數(shù)字處理、自動控制的智能停車場收費管理系統(tǒng)可以有效解決上述停車管理問題，為世博會的停車管理提供良好的解決方法。

2.系統(tǒng)功能介紹
整個系統(tǒng)由發(fā)卡機。讀卡器，監(jiān)控攝像機，中央計算機設(shè)備，自動欄桿以及感應(yīng)線圈組成。
當(dāng)車輛駛?cè)耄鐾＼噲鰰r，天線以微波通訊的方式與電子識別卡進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，從電子車卡上讀取車輛的相關(guān)信息，在司機卡上讀取司機的相關(guān)信息，自動識別電子車卡和司機卡并判斷車卡是否有效和司機卡的合法性，車道控制電腦顯示與該電子車卡和司機卡一一對應(yīng)的車牌號碼及駕駛員等資料信息；車道控制電腦自動將通過時間、車輛和駕駛員的有關(guān)信息存人數(shù)據(jù)庫中，車道控制電腦根據(jù)讀到的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷如下：
1）正常卡當(dāng)讀到的車牌號和司機卡都是合法的，活動門自動打開，車輛離開線圈后，活動門自動關(guān)閉；
2）未授權(quán)卡：當(dāng)讀到的車卡或司機卡是未授權(quán)的，系統(tǒng)報警并抓拍保存圖片，活動門閘不開啟；
3）無卡車：當(dāng)車輛觸發(fā)線圈時，系統(tǒng)沒有讀到車卡和司機卡時，系統(tǒng)判定為無卡車，系統(tǒng)報警并抓拍保存圖片，活動門不開啟；
4）非法卡：非本單位卡片，雖被讀卡器讀出數(shù)據(jù)，但不是本單位，系統(tǒng)報警并抓拍保存圖片，活動門不開啟。

3、硬件設(shè)計
根據(jù)硬件分布位置，這里將系統(tǒng)硬件設(shè)備分為人口設(shè)備、出口設(shè)備、收費設(shè)備和數(shù)據(jù)中心設(shè)備四部分。
人口設(shè)備包括：自動發(fā)卡機、車輛檢測器、人口控制器、車道攝像機。其核心功能是通過卡讀寫器獲得用戶及其車輛在管理系統(tǒng)中的身份標(biāo)識，即用戶IC卡號碼，以此為依據(jù)檢驗用戶是否具有存車的權(quán)限并通過硬件設(shè)備控制車輛的駕駛行為。
出口設(shè)備包括：出口讀卡機、車輛檢測器、出口控制器、電動欄桿、車道攝像機。其硬件的核心功能依然是通過卡讀寫器獲得用戶及其車輛在管理系統(tǒng)中的身份標(biāo)識，以此為依據(jù)檢驗用戶是否具有取車的權(quán)限并通過硬件設(shè)備控制車輛的駕駛行為。
收費設(shè)備包括：收費終端計算機、視頻捕捉卡、RS-485通訊卡等。
數(shù)據(jù)中心設(shè)備包括：數(shù)據(jù)服務(wù)器、中心讀卡機。數(shù)據(jù)中心設(shè)備是系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫運行的硬件平臺，其功能是保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行，保證管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)被安全可靠的存儲查詢。

4.軟件設(shè)計
車輛人場時，人口檢測線圈感應(yīng)到有車后，發(fā)出一個有車的信號給計算機，用戶需要到發(fā)卡機上取卡，按發(fā)卡機的“發(fā)卡”按鈕，當(dāng)停車場已滿時，發(fā)卡機會暫停發(fā)卡，并在顯示屏上提示“車位已滿”；停車場未滿時，發(fā)卡機發(fā)卡，同時視頻捕捉卡抓拍圖片。發(fā)卡機發(fā)給卡片時即完成卡片讀寫，卡片被取走后欄桿才會開啟，若發(fā)出卡片后20秒卡片還未被取走，自動發(fā)卡機會收回卡片。車輛駛?cè)胪＼噲龊螅丝跈z測線圈感應(yīng)不到有車時，欄桿自動合閘，在場車輛數(shù)量增一。