1、PAGE23 / NUMPAGES23一緒論課題的提出背景截至2011年8月底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量已達(dá)到2.19億輛，并且自2009年開(kāi)始連續(xù)兩年超過(guò)美國(guó)，成為全球第一大汽車產(chǎn)銷國(guó)。其中，汽車保有量首次突破1億輛。而早在2000年，全國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量?jī)H為1249萬(wàn)輛，汽車保有量為625萬(wàn)輛。通過(guò)以上數(shù)據(jù)可以看出，短短10年里，中國(guó)的機(jī)動(dòng)車輛增加了17倍，汽車增加了16倍。如此高的增長(zhǎng)速度，一方面說(shuō)明了中國(guó)改革開(kāi)放取得的成效，刺激了中國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展；一方面說(shuō)明了汽車市場(chǎng)在中國(guó)無(wú)疑有著巨大的優(yōu)勢(shì)和潛力。隨著汽車大批量進(jìn)入個(gè)人家庭，停車難、行路難成為困擾城市交通的大難題。在如今的城市街頭、住宅小區(qū)，因

2、為缺少足夠的地下、地上停車場(chǎng)，日趨擁擠的馬路停車成為普遍現(xiàn)象。目前我國(guó)靜態(tài)交通基礎(chǔ)設(shè)施嚴(yán)重落后于動(dòng)態(tài)交通基礎(chǔ)設(shè)施，全國(guó)停車位缺口平均在60以上，而隨著我國(guó)汽車工業(yè)的發(fā)展和鼓勵(lì)轎車進(jìn)入家庭與一系列相關(guān)政策的實(shí)施，特別是伴隨大城市經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和城市現(xiàn)代化水平的提高，而城市停車場(chǎng)可以說(shuō)是車輛靜態(tài)交通必需的空間。因此，停車場(chǎng)就成為城市交通體系中不可或缺的重要組成部分。但是我國(guó)停車場(chǎng)水平相對(duì)世界其他國(guó)家而言比較落后，大部分都是以投入大量的人力為前提的，傳統(tǒng)的人工管理停車場(chǎng)導(dǎo)致的信息滯后已經(jīng)不能滿足城市交通的信息需求和快速、高效調(diào)節(jié)交通運(yùn)輸狀況的要求，必須對(duì)停車場(chǎng)在管理上進(jìn)行智能化改造，停車場(chǎng)的智能化，

3、主要是指利用現(xiàn)代高新的科學(xué)技術(shù)對(duì)停車場(chǎng)的運(yùn)行進(jìn)行自動(dòng)化的管理，提高對(duì)車場(chǎng)管理的高效性、可靠性、安全性和停車場(chǎng)運(yùn)行的自動(dòng)化運(yùn)作程度。通過(guò)對(duì)其進(jìn)行智能化管理，盡量減少人工的參與，從而最大限度的減少人員費(fèi)用以與由于人為失誤或舞弊造成的損失，大大提高整個(gè)停車場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性、安全性與使用效率。但由于目前智能化停車場(chǎng)需要的相關(guān)技術(shù)要么沒(méi)有成熟運(yùn)用于停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)中，要么只是實(shí)現(xiàn)了局部的智能化，例如單純的自動(dòng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等。所以目前的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)綜合自動(dòng)化程度和智能化程度還不是很高。作為停車場(chǎng)本身來(lái)說(shuō)，隨著大型、超大型停車場(chǎng)的不斷興建，停車場(chǎng)需要管理的車輛數(shù)量越來(lái)越龐大，管理難度加大，如何保證進(jìn)入停車場(chǎng)的每一

4、輛車的安全是現(xiàn)代停車場(chǎng)在安全性方面所面臨的一個(gè)重大考驗(yàn)。另外，隨著規(guī)模的不斷擴(kuò)大，停車場(chǎng)部針對(duì)停車用戶的泊車引導(dǎo)日顯重要，停車用戶置身于停車位多達(dá)數(shù)千甚至上萬(wàn)的停車場(chǎng)中，往往很難自主快速找到停車位，如沒(méi)有合適的泊車提示引導(dǎo)信息，將會(huì)引起停車場(chǎng)部的秩序混亂，影響停車場(chǎng)的正常運(yùn)行，這樣也勢(shì)必浪費(fèi)用戶的時(shí)間和社會(huì)能源，降低停車場(chǎng)的運(yùn)行效率。而智能泊車引導(dǎo)系統(tǒng)可通過(guò)一定的車位檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行車位檢測(cè)，從而判斷有無(wú)車位，然后將各個(gè)停車位信息通過(guò)一定方式與控制計(jì)算機(jī)相連，控制計(jì)算機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)處理，將信號(hào)傳給引導(dǎo)指示器，指示司機(jī)快速將車輛駛?cè)肟哲囄?，不僅能夠提高了停車場(chǎng)的使用率，還降低了停車場(chǎng)的運(yùn)營(yíng)成本，大大提高

5、了智能停車場(chǎng)的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。因此，泊車引導(dǎo)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是現(xiàn)代停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)研究中所要重點(diǎn)關(guān)注的一個(gè)方面。為滿足現(xiàn)代人的高水平物質(zhì)文化需要，滿足人們的時(shí)間、效率等觀念，節(jié)約人力物力，降低公司運(yùn)營(yíng)成本，同時(shí)使得整個(gè)車廠管理系統(tǒng)安全可靠，智能停車場(chǎng)的研究開(kāi)發(fā)成為當(dāng)今的熱點(diǎn)項(xiàng)目。本課題主要研究如何將目前正在發(fā)展的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)中，希望能對(duì)提高停車場(chǎng)管理的智能化程度有一定幫助。 1.2 國(guó)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)近年來(lái)，在國(guó)私家車迅速增長(zhǎng)的情形下，一些大型城市面臨“車多位少”的困境，迫使很多車主把車直接停在道路上，這一方面影響交通暢通，帶來(lái)交通安全隱患;另一方面也不利用

6、車輛的管理，車輛容易被破壞或被偷盜，給車主帶來(lái)財(cái)產(chǎn)損失。與此同時(shí)，隨著城市停車場(chǎng)規(guī)模也日益大型化，加之服務(wù)車輛繁雜，人工管理的效率和可靠性已難以滿足其在管理上提出的要求，此時(shí)，運(yùn)用監(jiān)控、誘導(dǎo)、路閘等手段實(shí)現(xiàn)車輛的智能化管理應(yīng)運(yùn)而生。停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)是現(xiàn)代化停車場(chǎng)車輛收費(fèi)與設(shè)備自動(dòng)化管理的統(tǒng)稱，是將車場(chǎng)完全置于計(jì)算機(jī)管理下的高科技機(jī)電一體化產(chǎn)品。據(jù)恒業(yè)國(guó)際控股集團(tuán)有限產(chǎn)品經(jīng)理羅海江介紹，停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)興起于2001年，發(fā)展到現(xiàn)在系統(tǒng)正日趨完善，功能越來(lái)越面向國(guó)的實(shí)際需求，系統(tǒng)操作也更加人性化。如今智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)已經(jīng)經(jīng)過(guò)了從早期對(duì)國(guó)外產(chǎn)品的跟隨和模仿階段，進(jìn)入到了一個(gè)產(chǎn)品創(chuàng)新，緊隨市場(chǎng)需

7、求并不斷壯大的階段。目前國(guó)停車場(chǎng)系統(tǒng)生產(chǎn)企業(yè)有400多家，其中國(guó)產(chǎn)停車場(chǎng)系統(tǒng)產(chǎn)品約占市場(chǎng)份額的80%左右，國(guó)外停車場(chǎng)系統(tǒng)市場(chǎng)占20%。而在歐美地區(qū)，據(jù)了解，歐洲一些國(guó)家的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已有50年的歷史，并已達(dá)到一種良性循環(huán)和有序發(fā)展。停車產(chǎn)業(yè)也已成為年產(chǎn)值數(shù)十億美元的大產(chǎn)業(yè)。美國(guó)的停車產(chǎn)業(yè)每年收入約達(dá)260億美元，占全美GDP的3.25%。而我國(guó)的停車產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，城市汽車保有量與停車位之比遠(yuǎn)低于國(guó)際公認(rèn)的11.3的合理比例，加之今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期，作為國(guó)家支柱產(chǎn)業(yè)的汽車工業(yè)和汽車市場(chǎng)還將保持高速成長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，汽車保有量的增加必將帶來(lái)對(duì)停車市場(chǎng)的需求增長(zhǎng)，可見(jiàn)，只要城市有關(guān)政策給予適當(dāng)支持

8、，停車業(yè)作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)具有廣闊的前景，其發(fā)展規(guī)模和潛力巨大。目前，停車場(chǎng)管理系統(tǒng)應(yīng)用的領(lǐng)域很廣泛，如中小型商業(yè)收費(fèi)停車場(chǎng)(酒店、寫(xiě)字樓、商場(chǎng)、劇院配套)、大型或超大型商業(yè)收費(fèi)停車場(chǎng)(機(jī)場(chǎng)、體育場(chǎng)、展覽中心)、小區(qū)停車場(chǎng)等等。智能交通系統(tǒng) ITS (Intelligent Transportation system)是將先進(jìn)的 HYPERLINK :/baike.baidu /view/3226.htm t _blank 信息技術(shù)、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/521295.htm t _blank 通訊技術(shù)、 HYPERLINK :/baike.baidu /

9、view/1292579.htm t _blank 傳感技術(shù)、 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2061124.htm t _blank 控制技術(shù)以與 HYPERLINK :/baike.baidu /view/62176.htm t _blank 計(jì)算機(jī)技術(shù)等有效地集成運(yùn)用于整個(gè) HYPERLINK :/baike.baidu /view/9338.htm t _blank 交通運(yùn)輸管理體系，而建立起的一種在大圍、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的綜合的運(yùn)輸和管理系統(tǒng)，是目前世界交通運(yùn)輸領(lǐng)域研究的前沿課題。智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng) ITS 的重要組成部分

10、。智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)采用先進(jìn)技術(shù)和高度自動(dòng)化的機(jī)電設(shè)備，將機(jī)械、電子計(jì)算機(jī)和自控設(shè)備以與智能IC卡技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，通過(guò)電腦管理可實(shí)現(xiàn)車輛出入管理、自動(dòng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等功能，實(shí)現(xiàn)脫機(jī)運(yùn)行并提供種高效管理服務(wù)的系統(tǒng)。 新型的智能停車場(chǎng)將生活理念和建筑藝術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)電子技術(shù)等現(xiàn)代高科技完美結(jié)合，提供的是一種操作簡(jiǎn)單、使用方便、功能先進(jìn)的人性化系統(tǒng)。它依靠高科技，以人為本，采用圖形人機(jī)界面操作方式，提供一種更加安全、舒適、方便、快捷和開(kāi)放的智能化、信息化生活空間，促進(jìn)了人文環(huán)境的健康發(fā)展。 第二章相關(guān)技術(shù)基本原理研究2.1射頻識(shí)別技術(shù)2.1.1 射頻識(shí)別系統(tǒng)簡(jiǎn)介：射頻識(shí)別(Radio Frequ

11、ency Identification，RFID)技術(shù)，是利用射頻非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，利用無(wú)線射頻方式在閱讀器和應(yīng)答器之間進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，以達(dá)到目標(biāo)識(shí)別和數(shù)據(jù)交換的目的。與傳統(tǒng)的條碼或磁條識(shí)別技術(shù)相比，射頻識(shí)別技術(shù)具有非接觸、作用距離遠(yuǎn)、精度高、適于惡劣環(huán)境、信息的收集和處理快捷靈活與較好的應(yīng)用環(huán)境適應(yīng)性、可識(shí)別運(yùn)動(dòng)目標(biāo)等一系列的優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)自動(dòng)化、商品控制、交通運(yùn)輸控制管理等眾多領(lǐng)域得到廣泛的發(fā)展。同時(shí)RFID標(biāo)簽具有體積小、容量大、壽命長(zhǎng)、可重復(fù)使用等特點(diǎn)，可支持快速讀寫(xiě)、非可視識(shí)別、移動(dòng)識(shí)別、多目標(biāo)識(shí)別、定位與長(zhǎng)期跟蹤管理。本課題提出一種基于RFID的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，該方案

12、集遠(yuǎn)距離感應(yīng)式射頻技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和車輛檢測(cè)技術(shù)于一體，應(yīng)用于停車場(chǎng)收費(fèi)管理、車輛控制與人員管理，具有先進(jìn)、可靠、安全、方便、快捷等特點(diǎn)，有效的解決了業(yè)主和車主的難題；同時(shí)該系統(tǒng)還可方便的配合其他系統(tǒng)如門禁、消費(fèi)等，從而實(shí)現(xiàn)不停車管理。最基本的射頻識(shí)別系統(tǒng)由三部分組成：(1)射頻標(biāo)簽：在這個(gè)系統(tǒng)中即分配給用戶的射頻卡。由耦合元件與芯片組成，標(biāo)簽含有置天線，用于和射頻天線聞進(jìn)行通信。(2)讀卡器(閱讀器)：用來(lái)讀取標(biāo)簽信息的設(shè)備，在停車場(chǎng)管理系統(tǒng)中，一般安放在出入口處，讀取射頻卡上的用戶信息。另外它還可以用來(lái)初始化卡片和當(dāng)用戶充值時(shí)對(duì)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫(xiě)入。(3)天線：在標(biāo)簽和讀卡器間傳遞射頻信號(hào)。

13、系統(tǒng)還通過(guò)讀卡器的RS232或RS485接口與外部計(jì)算機(jī)(上位機(jī)主系統(tǒng))連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，將讀取的信息上送至計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理或存儲(chǔ)。根據(jù)不同的方式，射頻卡有以下幾種分類：(1)按供電方式分為有源卡和無(wú)源卡。有源是指卡有電池提供電源，其作用距離較遠(yuǎn)，但壽命有限、體積較大、成本高；無(wú)源卡無(wú)電池，它利用波束供電技術(shù)將接收到的射頻能量轉(zhuǎn)化為直流電源，為卡電路供電，其作用距離相對(duì)有源卡短，但壽命長(zhǎng)且對(duì)工作環(huán)境要求不高。(2)按載波頻率分為低頻射頻卡、中頻射頻卡和高頻射頻卡。低頻射頻卡主要有125kHz和1342kHz兩種，中頻射頻卡頻率主要為1356MHz，高主要為433MHz、915MHz、245GH

14、z、58GHz等。低頻系統(tǒng)主要用成本的應(yīng)用中，如多數(shù)的門禁控制、校園卡、動(dòng)物監(jiān)管、貨物跟蹤等。中頻系統(tǒng)用于門禁控制和需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)；高頻系統(tǒng)應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫(xiě)距離和高讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合，其天線波束方向較窄且價(jià)格較高，在火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)中應(yīng)用。(3)按調(diào)制方式的不同可分為主動(dòng)式和被動(dòng)式。主動(dòng)式射頻卡用自身的射頻能量主動(dòng)地發(fā)送數(shù)據(jù)給讀寫(xiě)器；被動(dòng)式射頻卡使用調(diào)制散射方式發(fā)射數(shù)據(jù)，它必須利用讀寫(xiě)器的載波來(lái)調(diào)制自己的信號(hào)，該類技術(shù)適合用在門禁或交通應(yīng)用中，因?yàn)樽x寫(xiě)器可以確保只激活一定圍之的射頻卡。在有障礙物的情況下，用調(diào)制散射方式，讀寫(xiě)器的能量必須來(lái)去穿過(guò)障礙物兩次。而主動(dòng)方式的射頻

15、卡發(fā)射的信號(hào)僅穿過(guò)障礙物一次，因此主動(dòng)方式工作的射頻卡主要用于有障礙物的應(yīng)用中，距離更遠(yuǎn)(可達(dá)30m)。(4)按作用距離可分為密耦合卡(作用距離小于1cm)、近耦合卡(作用距離小于15em)、疏耦合卡(作用距離約lm)和遠(yuǎn)距離卡(作用距離至少1m以上。(5)按芯片分為只讀卡、讀寫(xiě)卡和CPU卡。2.2 RFID系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)2.2.1 RFID系統(tǒng)的構(gòu)成射頻識(shí)別系統(tǒng)由電子標(biāo)簽、讀寫(xiě)器、計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)三部分組成，如圖1-1所示。圖2-1射頻識(shí)別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖(1)電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽是RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)載體。電子標(biāo)簽根據(jù)讀寫(xiě)器發(fā)出的指令，做出相應(yīng)的操作和響應(yīng)。在實(shí)際應(yīng)用中，將物品信息寫(xiě)入電子標(biāo)簽中，在標(biāo)

16、簽附著在待識(shí)別物體的表面。讀卡器以無(wú)線射頻的形式讀取和更新存儲(chǔ)在電子標(biāo)簽芯片中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行信息解讀并進(jìn)行相關(guān)的管理。標(biāo)簽天線是讀寫(xiě)器和標(biāo)簽芯片之間信號(hào)和能量傳遞的中介，是標(biāo)簽與讀卡器之間傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射、接收裝置。標(biāo)簽按載波頻率可以分為低頻標(biāo)簽、中頻標(biāo)簽和高頻標(biāo)簽。低頻標(biāo)簽主要有125kHz和134.2妞z兩種，中頻標(biāo)簽頻率主要為13.56MHz，高頻標(biāo)簽主要為433MHz、gl5MHz、2.45GHz等。低頻標(biāo)簽主要用于短距離、低成本的場(chǎng)景，廣泛的被應(yīng)用在校園卡、動(dòng)物監(jiān)管、貨物跟蹤等，以往的基于RFID的智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)就是使用這種電子標(biāo)簽。中頻標(biāo)簽常常用于門禁控制和需傳送大量數(shù)據(jù)的應(yīng)用系統(tǒng)

17、。高頻標(biāo)簽應(yīng)用于需要較長(zhǎng)的讀寫(xiě)距離和高讀寫(xiě)速度的場(chǎng)合，具有很高的效率，其天線波束方向較窄且價(jià)格較高，在火車監(jiān)控、高速公路收費(fèi)等系統(tǒng)中應(yīng)用較多。標(biāo)簽按供電方式標(biāo)簽可以分為無(wú)源標(biāo)簽和有源標(biāo)簽。無(wú)源標(biāo)簽不帶電池，其所需能量均由讀卡器所產(chǎn)生的電磁波提供工作距離、存儲(chǔ)容量等都受到能量來(lái)源的限制。有源標(biāo)簽是指標(biāo)簽置電池供電，通信距離更遠(yuǎn)，但因其壽命有限、體積較大、價(jià)格相對(duì)較高，且不適合在惡劣環(huán)境下工作。主要應(yīng)用于貴重物品遠(yuǎn)距離檢測(cè)類型的應(yīng)用領(lǐng)域。根據(jù)標(biāo)簽的讀寫(xiě)功能來(lái)劃分可將盯ID標(biāo)簽分為三種:只讀標(biāo)簽、一次寫(xiě)入多次讀標(biāo)簽和可讀寫(xiě)標(biāo)簽。只讀型標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)功能出廠時(shí)己經(jīng)被寫(xiě)入;一次寫(xiě)多次讀的標(biāo)簽是用戶可以一次性

18、寫(xiě)入數(shù)據(jù)的標(biāo)簽，寫(xiě)入后數(shù)據(jù)不變可以多次讀取;可重寫(xiě)型標(biāo)簽的信息可被讀寫(xiě)器讀取、更改或重寫(xiě)，這種標(biāo)簽生產(chǎn)成本較高，價(jià)格較貴。(2)讀寫(xiě)器因頻率圍、通信協(xié)議、數(shù)據(jù)傳輸方法的不同，各種讀卡器相互間也有很大的區(qū)別，讀卡器的主要功能為向電子標(biāo)簽提供射頻能量、建立通信、防止碰撞、消息鑒權(quán)、從電子標(biāo)簽中讀出數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)、完成數(shù)據(jù)信息處理并實(shí)現(xiàn)應(yīng)用操作并和高層處理應(yīng)用交互。讀卡器可以單獨(dú)具有讀寫(xiě)、顯示和數(shù)據(jù)處理等功能，也可與計(jì)算機(jī)或其它系統(tǒng)進(jìn)行互聯(lián)，完成對(duì)射頻標(biāo)簽的相關(guān)操作。讀卡器同電子標(biāo)簽類似，讀卡器也可以按照工作頻率，劃分為低頻、中頻、高頻三種，按照外觀模式可以分為固定式和手持式兩種，是負(fù)責(zé)讀取或?qū)懭霕?biāo)

19、簽信息的設(shè)備，可以將其作為部件的形式嵌入到其他系統(tǒng)中，也可以設(shè)計(jì)為單獨(dú)的整體。讀卡器由兩個(gè)基本的功能塊組成:控制模塊和射頻模塊。射頻模塊的功能為產(chǎn)生高頻的發(fā)射功率，為無(wú)源標(biāo)簽提供能量，對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，用于將數(shù)據(jù)傳送給標(biāo)簽。讀卡器控制模塊的功能隨讀卡器應(yīng)用場(chǎng)合不同而有所增減，一般來(lái)說(shuō)為控制與標(biāo)簽的通信過(guò)程，與應(yīng)用軟件進(jìn)行通信，并執(zhí)行計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)發(fā)來(lái)的指令并依據(jù)指令向射頻模塊發(fā)出特定的數(shù)據(jù)流，同時(shí)接受標(biāo)簽的應(yīng)答數(shù)據(jù)流分析提取相關(guān)信息，信號(hào)的編碼與解碼和加密與解密，在一些特定的系統(tǒng)應(yīng)用中控制單元還要實(shí)現(xiàn)防碰撞算法和安全認(rèn)證功能。讀卡器將要發(fā)送的信號(hào)，經(jīng)編碼后加載在特定頻率的載波信號(hào)上經(jīng)天線

20、向外發(fā)送。進(jìn)入讀卡器作用圍的標(biāo)簽接收此脈沖信號(hào)后，標(biāo)簽芯片中的有關(guān)電路對(duì)此信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼、解密，然后對(duì)命令請(qǐng)求、密碼、權(quán)限等進(jìn)行判斷。如果是讀取命令，控制邏輯電路則從存儲(chǔ)器中讀取有關(guān)信息，經(jīng)加密、編碼后經(jīng)標(biāo)簽的天線發(fā)送給讀卡器，讀卡器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)、解碼、解密后送至數(shù)據(jù)庫(kù)處理;如果為修改信息的寫(xiě)入命令，有關(guān)控制邏輯引起的部電荷泵提升工作電壓，對(duì)標(biāo)簽中的數(shù)據(jù)進(jìn)行改寫(xiě)。在本系統(tǒng)中，讀卡器還可以具備其它功能，包含產(chǎn)生觸發(fā)交通燈等外圍設(shè)備的輸入輸出信息。讀卡器的射頻模塊產(chǎn)生射頻信號(hào)與射頻能量，激活并提供能量給被動(dòng)式的無(wú)線射頻標(biāo)簽。射頻收發(fā)器可以集成封裝于在讀寫(xiě)器，也可以作為獨(dú)立設(shè)備存在。例

21、如CClloo、和NRF2401等射頻模塊己廣泛的應(yīng)用在各種RFID的系統(tǒng)中。 (3)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)包括了信息處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)等，用以對(duì)讀寫(xiě)器讀取的標(biāo)簽信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)主要完成數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)管理以與對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀寫(xiě)控制。計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)一般是采用專業(yè)化的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)于比較特殊的應(yīng)用領(lǐng)域，可以自己動(dòng)手編寫(xiě)和開(kāi)發(fā)相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。222 RFID系統(tǒng)的基本模型射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本模型如圖22所示。電子標(biāo)簽與閱讀器之間通過(guò)耦合元件實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的空間(無(wú)接觸)耦合，在耦合通道，根據(jù)時(shí)序關(guān)系，實(shí)現(xiàn)能量的傳遞和數(shù)據(jù)的交換。圖22射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本模型

22、圖發(fā)生在閱讀器和電子標(biāo)簽之間的射頻信號(hào)的耦合類型有兩種：(1)電感耦合。變壓器模型，通過(guò)空間高頻交變磁場(chǎng)實(shí)現(xiàn)耦合，依據(jù)的是電磁感應(yīng)定律，如圖13所示。電感耦合方式一般適用于中、低頻的近距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：125 KHz，225 KHz和1356 MHz。識(shí)別作用距離小于1米，典型作用距離為10-20厘米。(2)電磁反向散射耦合。雷達(dá)原理模型，發(fā)射出去的電磁波，碰到目標(biāo)反射，同時(shí)攜帶回目標(biāo)信息，依據(jù)的是電磁波的空間傳播規(guī)律，如圖1-4所示。電磁反向散射耦合方式一般適合于高頻、微波工作的遠(yuǎn)距離射頻識(shí)別系統(tǒng)。典型的工作頻率有：433 MHz，915 MHz，245 GHz和58 GH

23、z。識(shí)別作用距離大于1米。圖1.3 電感耦合圖1.4 電磁耦合2.3 RFID系統(tǒng)基本工作流程射頻識(shí)別系統(tǒng)的基本工作流程如下：(1)讀寫(xiě)器將無(wú)線電載波信號(hào)經(jīng)過(guò)發(fā)射天線向外發(fā)射；(2)當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線的工作區(qū)時(shí)，電子標(biāo)簽被激活，將自身信息的代碼經(jīng)天線發(fā)射出去；(3)系統(tǒng)的接收天線接收電子標(biāo)簽發(fā)出的載波信號(hào)，經(jīng)天線的調(diào)節(jié)器傳輸給讀寫(xiě)器。讀寫(xiě)器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解碼，送往后臺(tái)的電腦控制器；(4)電腦控制器根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷標(biāo)簽的合法性，針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作； (5)執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照電腦的指令動(dòng)作；(6)通過(guò)計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)連接起來(lái)，構(gòu)成總控

24、信息平臺(tái)，可以根據(jù)不同的軟件來(lái)完成要實(shí)現(xiàn)的功能。2.4 RFID系統(tǒng)的工作原理RFID射頻識(shí)別系統(tǒng)的工作過(guò)程是通過(guò)一定的時(shí)序方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換。對(duì)于無(wú)源標(biāo)簽(被動(dòng)標(biāo)簽)來(lái)講，讀卡器向電子標(biāo)簽提供工作能量。當(dāng)標(biāo)簽離開(kāi)射頻識(shí)別圍時(shí)，電子標(biāo)簽由于沒(méi)有能量的激活而處于休眠狀態(tài)，當(dāng)標(biāo)簽進(jìn)入射頻識(shí)別圍時(shí)，讀卡器發(fā)射出來(lái)的能量激活標(biāo)簽，標(biāo)簽通過(guò)整流的方法將射頻波轉(zhuǎn)換為電能存儲(chǔ)進(jìn)標(biāo)簽中的電容，為標(biāo)簽的工作提供能量，完成數(shù)據(jù)通信。對(duì)于有源標(biāo)簽(主動(dòng)標(biāo)簽)來(lái)說(shuō)，標(biāo)簽始終處于激活狀態(tài)，處于主動(dòng)工作狀態(tài)，和讀卡器發(fā)射出的射頻信號(hào)相互作用，通?？梢跃哂休^遠(yuǎn)的識(shí)讀距離。也就是說(shuō)通常無(wú)源標(biāo)簽的工作方式是讀卡器主動(dòng)喚醒標(biāo)簽

25、的讀卡器先講模式 (ReaderTalkFirst，RTF)、而有源標(biāo)簽可以采用標(biāo)簽首先發(fā)送請(qǐng)求的標(biāo)簽先講模式(TagTalkFirst，TTF)。例如，標(biāo)簽隨機(jī)地反復(fù)發(fā)送自己的識(shí)別ID，不同的標(biāo)簽可以在不同的時(shí)間段被讀卡器正確讀取，實(shí)現(xiàn)多標(biāo)簽的同時(shí)識(shí)讀?；蛘咦x卡器首先向一批標(biāo)簽發(fā)出隔離指令，使得讀卡器識(shí)讀圍的多個(gè)電子標(biāo)簽被隔離，最后只保留一個(gè)標(biāo)簽處于活動(dòng)狀態(tài)與讀卡器建立無(wú)碰撞的通信聯(lián)系;通信結(jié)束后，讀卡器發(fā)送命令，使標(biāo)簽進(jìn)入休眠狀態(tài)，指定一個(gè)新的標(biāo)簽執(zhí)行無(wú)碰撞通信指令。如此重復(fù)，完成所有標(biāo)簽識(shí)讀。讀卡器和標(biāo)簽之間的數(shù)據(jù)通信包括讀卡器向標(biāo)簽的數(shù)據(jù)通信和標(biāo)簽向讀卡器的數(shù)據(jù)通信。讀卡器向標(biāo)簽發(fā)送數(shù)

26、據(jù)的過(guò)程稱為下行，相對(duì)的，標(biāo)簽向讀卡器發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程稱為上行。在下行數(shù)據(jù)通信中，又包括離線數(shù)據(jù)寫(xiě)入和在線數(shù)據(jù)寫(xiě)入。無(wú)論是只讀標(biāo)簽還是可讀寫(xiě)的標(biāo)簽，都存在離線寫(xiě)入的情況。任何一個(gè)標(biāo)簽來(lái)講都具有唯一的ID，ID可以在標(biāo)簽制造時(shí)由工廠固化寫(xiě)入，不能在RFID系統(tǒng)中更改。數(shù)據(jù)的在線寫(xiě)入指的是可寫(xiě)標(biāo)簽。標(biāo)簽的可寫(xiě)性能對(duì)系統(tǒng)提出了很高的技術(shù)要求，要求具有能量、寫(xiě)入距離、寫(xiě)入速度、數(shù)據(jù)寫(xiě)入速率、寫(xiě)入校驗(yàn)過(guò)程等。這樣就在較大程度上提高了標(biāo)簽的制造成本，也在某種程度上增加了標(biāo)簽數(shù)據(jù)的安全隱患。目前市場(chǎng)上可讀寫(xiě)的標(biāo)簽系統(tǒng)并不多，而且寫(xiě)入性能也不是很高。因此，在大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，使用的都是只讀叮ID標(biāo)簽，都是運(yùn)用后臺(tái)

27、來(lái)支持標(biāo)簽的數(shù)據(jù)屬性。對(duì)于上行數(shù)據(jù)通信過(guò)程，有兩種工作方式:一是標(biāo)簽收到讀卡器的射頻能量時(shí)，即被激活并向讀卡器反射標(biāo)簽存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息;一是標(biāo)簽被激活后，根據(jù)讀卡器指令轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)發(fā)送或者休眠狀態(tài)。2.5射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用 射頻識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用正在逐漸改善著我們生活的各個(gè)方面，它不僅大大方便用戶消費(fèi)便利的電子付款等，還可完成各種資料的查詢、統(tǒng)計(jì)、報(bào)表和打印功能。極大提高了管理水平和工作效率，為科學(xué)管理提供了有力的客觀依據(jù)。1)在超市中，射頻識(shí)別技術(shù)的運(yùn)用使得數(shù)以萬(wàn)計(jì)的商品種類、價(jià)格、產(chǎn)地、批次、貨架、庫(kù)存、銷售等各環(huán)節(jié)被管理得井然有序；2)采用車輛射頻識(shí)別技術(shù)，使得路橋、停車場(chǎng)等收費(fèi)場(chǎng)所避免了車輛排隊(duì)

28、通關(guān)現(xiàn)象，減少了時(shí)間浪費(fèi)，從而極提高了交通運(yùn)輸效率與交通運(yùn)輸設(shè)施的通行能力；3)在鐵路運(yùn)營(yíng)中，采用自動(dòng)設(shè)備識(shí)別技術(shù)可將飛馳的列車機(jī)車、車輛的標(biāo)識(shí)信息在查詢點(diǎn)上自動(dòng)采集下來(lái)送入鐵路運(yùn)輸信息管理系統(tǒng)(TMIS)中，為鐵路運(yùn)營(yíng)提供與時(shí)的車輛追蹤管理所需的基礎(chǔ)信息；4）采用射頻識(shí)別技術(shù)的防偽車牌系統(tǒng)，將使被盜車輛大白于本地監(jiān)視系統(tǒng)之下，從而有效地防車輛被盜案件的發(fā)生；5)在自動(dòng)化的生產(chǎn)流水線上，整個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)流程的各個(gè)環(huán)節(jié)均被置于嚴(yán)密的監(jiān)控和管理之下；6)在公交車的運(yùn)行管理中，射頻識(shí)別系統(tǒng)準(zhǔn)確地記錄著車輛在沿線各站點(diǎn)的到發(fā)站時(shí)刻，為車輛調(diào)度與全程運(yùn)行管理提供實(shí)時(shí)可靠的信息。還有，射頻卡門禁、食堂消費(fèi)管理

29、等其他常見(jiàn)的射頻識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)等，都大大方便了我們的日常生活，提高社會(huì)現(xiàn)代化的水平。總之，射頻識(shí)別技術(shù)作為從八十年代起走向成熟的一項(xiàng)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)在消費(fèi)、運(yùn)輸、防偽等科學(xué)自動(dòng)化管理方面的應(yīng)用。而正是由于大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟，才使射頻識(shí)別系統(tǒng)的體積大大縮小，并進(jìn)入實(shí)用化的階段。它利用射頻方式進(jìn)行非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目標(biāo)并交換數(shù)據(jù)。它與同期或早期的接觸式識(shí)別技術(shù)不同，RFID系統(tǒng)的射頻卡和讀寫(xiě)器之間不用接觸就可完成識(shí)別，具有耐用，容量大，安全性高和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，因此可在更廣泛的場(chǎng)合中應(yīng)用。同時(shí)，也要看到射頻識(shí)別技術(shù)在中國(guó)還處于一個(gè)起步的階段，但是它的發(fā)展?jié)摿薮螅熬罢T人。在信息社會(huì)，對(duì)于

30、各種信息的獲取與處理要求快速、準(zhǔn)確，在不久的將來(lái)RFID技術(shù)就將同其它信息技術(shù)一樣深入并改善我們的生活。2.6泊車引導(dǎo)相關(guān)技術(shù)2.6.1泊位誘導(dǎo)系統(tǒng)概述：近年來(lái)，越來(lái)越多的停車場(chǎng)經(jīng)營(yíng)管理者開(kāi)始在停車場(chǎng)應(yīng)用泊位誘導(dǎo)系統(tǒng)，試圖提:高停車場(chǎng)利用率和改善停車場(chǎng)部秩序。但在具體誘導(dǎo)過(guò)程中，系統(tǒng)只是提示停車場(chǎng)某個(gè)停車區(qū)域空閑泊位數(shù)，可能會(huì)誘導(dǎo)很多車輛同時(shí)涌向該停車區(qū)域，造成停車場(chǎng)的擁堵?tīng)顩r，無(wú)法起到誘導(dǎo)效果。因此，泊位誘導(dǎo)系統(tǒng)應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)車輛入場(chǎng)時(shí)為其分配一個(gè)最優(yōu)(最短路徑)泊位，同時(shí)利用誘導(dǎo)顯示屏顯示該到達(dá)該泊位的最短路徑，顯示屏誘導(dǎo)信息具體到某一個(gè)泊位，從而提高系統(tǒng)的可信度和停車場(chǎng)利用率。2.7 停車

31、位信息采集方式停車位信息采集部分是實(shí)現(xiàn)停車引導(dǎo)的關(guān)鍵容。正確、快速、有效地提取停車位占用信息直接決定著引導(dǎo)信息的正確性和實(shí)時(shí)性。停車位信息中的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集方式可以分為人工采集和自動(dòng)采集兩種方式。人工采集就是通過(guò)人工識(shí)別車輛進(jìn)出，手工設(shè)定車輛進(jìn)出場(chǎng)信息和空余停車位信息。目前隨著停車場(chǎng)的日益大型化，人工采集方式已經(jīng)不能滿足系統(tǒng)需求。自動(dòng)采集方式是通過(guò)借助其他設(shè)備自動(dòng)感知車輛的存在，并將停車信息發(fā)送到控制中心。目前自動(dòng)采集技術(shù)按檢測(cè)器的工作方式可以劃分為感應(yīng)線圈檢測(cè)器、超聲波檢測(cè)器、視頻檢測(cè)器、紅外線檢測(cè)器等四大類。（1）感應(yīng)線圈檢測(cè)器感應(yīng)線圈檢測(cè)器是傳統(tǒng)的信息檢測(cè)器，是目前世界上用量最大的停車位檢

32、測(cè)設(shè)備。使用方法是將感應(yīng)線圈傳感器埋于被檢測(cè)停車位地面下，通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)停車位上有車時(shí)線圈的電壓等參數(shù)變化，感知停車位占用情況。此種方法技術(shù)成熟，易于掌握。但是缺點(diǎn)在于安裝時(shí)感應(yīng)線圈必須埋入停車場(chǎng)地面下，當(dāng)感應(yīng)線圈出現(xiàn)故障時(shí)，需要挖開(kāi)地面維修，維護(hù)成本大，停車位安裝檢測(cè)裝置，一次性投資較大等。（2）超聲波檢測(cè)器目前超聲波檢測(cè)器使用量已成為僅次于感應(yīng)線圈檢測(cè)器的一種檢測(cè)器。它是通過(guò)接受由超聲波探頭發(fā)出并經(jīng)過(guò)停車位反射的超聲波來(lái)感知停車位的占用情況。其工作原理可分為兩種:傳播時(shí)間差法和多普勒法。由于超聲波檢測(cè)器郵電大學(xué)碩士論文RFID智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)采用懸掛式安裝在停車位上方或者正前方

33、，這與需要地面埋設(shè)的感應(yīng)線圈檢測(cè)器相比具有很多優(yōu)點(diǎn)。首先是不需要破壞地面，也不受地面變形的影響;其次是使用壽命長(zhǎng)、可移動(dòng)、架設(shè)方便。其不足之處是容易受環(huán)境影響，探頭下方通過(guò)的人或物會(huì)產(chǎn)生反射波，容易造成誤檢。（3）視頻檢測(cè)器視頻檢測(cè)是一種結(jié)合視頻圖像和模式識(shí)別的技術(shù)。利用視頻、與現(xiàn)代通信等技術(shù)通過(guò)安裝在停車場(chǎng)的攝像機(jī)采集停車位的視頻圖像，再運(yùn)用數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別等技術(shù)對(duì)視頻圖像進(jìn)行處理，最后識(shí)別停車位的占用信息，從而為后續(xù)的信息加工、信息引導(dǎo)提供實(shí)時(shí)的停車信息。其缺點(diǎn)是投資高，模式識(shí)別技術(shù)要求高、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜且識(shí)別率存在一定誤差。（4）紅外線檢測(cè)器紅外線檢測(cè)器是具有良好應(yīng)用前景的懸掛式檢測(cè)器，

34、采用反射式檢測(cè)技術(shù)。紅外線檢測(cè)器探頭由一個(gè)紅外發(fā)光管和一個(gè)紅外接收管組成，其工作原理是由調(diào)制脈沖發(fā)生器產(chǎn)生調(diào)制脈沖，經(jīng)紅外探頭向停車位上輻射，當(dāng)停車位上有車時(shí)，紅外線脈沖從停車位反射回來(lái)，被探頭的接收管接收，經(jīng)紅外解調(diào)器解調(diào)，通過(guò)選通、放大、整流和濾波后觸發(fā)器輸出一個(gè)檢測(cè)信號(hào)。這種檢測(cè)器具有快速準(zhǔn)確、輪廓清晰的檢測(cè)能力。2.8路徑引導(dǎo)算法路徑引導(dǎo)算法是針對(duì)路徑選擇問(wèn)題的算法，其主要目的就是要解決路網(wǎng)中兩點(diǎn)之間的最優(yōu)路徑選擇，歸根結(jié)底就是求解帶權(quán)有向圖的最短路徑問(wèn)題。以下為常用的路徑算法:略。2.9輛識(shí)別技術(shù)車輛自動(dòng)識(shí)別包括車輛牌照識(shí)別、車輛顏色識(shí)別、車型識(shí)別、車標(biāo)識(shí)別等，第三章智能停車場(chǎng)管理系

35、統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3.1智能停車場(chǎng)與傳統(tǒng)停車場(chǎng)的比較 本課題致力于設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)化程度高和安全防盜性能優(yōu)良的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)以提高系統(tǒng)自動(dòng)化、人性化程度和安全性為主。傳統(tǒng)的停車場(chǎng)管理系統(tǒng)重點(diǎn)均放在計(jì)費(fèi)收費(fèi)管理功能上，關(guān)注的是各個(gè)車輛進(jìn)出的時(shí)間以便于收費(fèi)，而在停車場(chǎng)的安全性、運(yùn)行效率和針對(duì)顧客的人性化要求方面考慮得較少。針對(duì)這種情況，該停車場(chǎng)管理系統(tǒng)既保留了傳統(tǒng)停車場(chǎng)管理系統(tǒng)的所有功能，又以原有收費(fèi)介質(zhì)為依托，對(duì)管理介質(zhì)進(jìn)行了改進(jìn)，增加了基于遺傳算法的自動(dòng)泊車引導(dǎo)系統(tǒng)和基于數(shù)字圖像與處理的車輛識(shí)別安全監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)車輛進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)攝取車輛圖像，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后得到車輛型號(hào)信息、車輛牌照信息、

36、車輛顏色信息，并將這些信息與用戶卡唯一的對(duì)應(yīng)起來(lái)一同存入用戶數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)車輛駛離停車場(chǎng)時(shí)，用戶卡、車牌或車輛圖像等相關(guān)指標(biāo)匹配后才能放行。另外每次停車過(guò)程中，管理系統(tǒng)都會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)停車場(chǎng)的實(shí)時(shí)停車情況為用戶指定一個(gè)符合最短路徑的有效停車位，并在整個(gè)停車過(guò)程中，系統(tǒng)都將通過(guò)電子顯示屏對(duì)顧客給予路徑信息指示。本系統(tǒng)采用“一車一卡一位”的管理模式，即從車輛進(jìn)入停車場(chǎng)一直到車輛駛離停車場(chǎng)，與這輛車相關(guān)的所有數(shù)據(jù)均與卡的ID號(hào)唯一相關(guān)，通過(guò)這個(gè)唯一的ID號(hào)，我們可以將諸如用戶信息、車輛型號(hào)信息、車輛牌照信息、車輛顏色信息、車輛圖像、車輛進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間、停車時(shí)長(zhǎng)、指定停車位編號(hào)、泊車路徑、應(yīng)繳費(fèi)用等信息在數(shù)據(jù)庫(kù)

37、中統(tǒng)一起來(lái)，便于查詢和存儲(chǔ)。這樣便使收費(fèi)管理、泊車引導(dǎo)和車輛識(shí)別安全監(jiān)控子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息建立在同一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)上，從而將各子系統(tǒng)有效的集成為一個(gè)統(tǒng)一的停車場(chǎng)智能管理系統(tǒng)。3.2.功能需求分析系統(tǒng)分析也稱為邏輯設(shè)計(jì)，是系統(tǒng)開(kāi)發(fā)周期的一個(gè)重要階段，系統(tǒng)分析的主要任務(wù)包括可行性研究和需求分析。需求分析是整個(gè)系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)，是指用戶要求系統(tǒng)必須滿足的所有功能和限制。在智能交通系統(tǒng)中，對(duì)智能停車場(chǎng)的要既作為整個(gè)交通系統(tǒng)中的一個(gè)子系統(tǒng)，又作為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的系統(tǒng)。前者指的是作為整個(gè)智能交通系統(tǒng)的一部分，要求它能與智能交通系統(tǒng)進(jìn)行信息互動(dòng)，即停車場(chǎng)不但能實(shí)時(shí)提供停車位的狀態(tài)信息，為整個(gè)交通系統(tǒng)的疏導(dǎo)和指揮提供參

38、考，又能接收來(lái)自交通指揮中心的指令信息，接受統(tǒng)一調(diào)度安排；后者指的是它能獨(dú)立運(yùn)行，具備諸如計(jì)費(fèi)收費(fèi)、控制車輛出入、滿足用戶停車需求等停車場(chǎng)的基本功能。要建立智能停車場(chǎng)的體系結(jié)構(gòu)，首先應(yīng)確定系統(tǒng)的用戶服務(wù)要求，也就是明確停車場(chǎng)管理系統(tǒng)所應(yīng)具備的功能。對(duì)于停車場(chǎng)的功能需求分析本文從以下三個(gè)方面進(jìn)行考慮：交通管理部門、停車場(chǎng)管理者和用戶。交通管理部門對(duì)停車場(chǎng)的功能需滿足停車需要、調(diào)節(jié)交通，能夠讓需要停車的車輛進(jìn)入停車場(chǎng)停車，避免車輛在道路上滯留，以此來(lái)緩解交通壓力，使整個(gè)交通有序運(yùn)行。因此，停車場(chǎng)必須具有方便停車、提供停車場(chǎng)停車位狀態(tài)信息的功能。停車場(chǎng)管理者對(duì)停車場(chǎng)的功能需保證車輛安全、計(jì)費(fèi)收費(fèi)、方

39、便用戶停車等，這樣停車場(chǎng)應(yīng)該具有車輛出入控制、停車時(shí)長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)、費(fèi)用計(jì)算、泊車引導(dǎo)、車輛識(shí)別的功能。從用戶這一方面來(lái)說(shuō)，車輛安全是第一位的，對(duì)于費(fèi)用收取的透明度和停車、取車的方便快捷也是一個(gè)重要考慮因素。因此，綜合以上三方面對(duì)停車場(chǎng)管理的功能需求，把智能停車場(chǎng)中的停車服務(wù)功能和交通導(dǎo)行服務(wù)功能歸納起來(lái)，智能停車場(chǎng)應(yīng)至少具備以下幾個(gè)功能：(1)車輛的出入控制功能；(2)計(jì)費(fèi)、收費(fèi)功能；(3)車輛識(shí)別功能；(4)泊車引導(dǎo)功能；(51安全監(jiān)控功能；(6)停車場(chǎng)狀態(tài)信息收集、處理功能；(7)與智能交通系統(tǒng)進(jìn)行通信的功能。3.3智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)智能停車場(chǎng)管理系統(tǒng)是以管理系統(tǒng)和通道識(shí)別系統(tǒng)組成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，

40、網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議采用TCPIP協(xié)議。系統(tǒng)能有效、準(zhǔn)確、智能的對(duì)進(jìn)出停車場(chǎng)的系統(tǒng)車輛(裝有電子車牌的車輛)和非系統(tǒng)車輛(未裝有電子車牌的車輛)的數(shù)據(jù)信息識(shí)別、采集、記錄并按需駐留、上傳、處理，并在必要時(shí)可以通過(guò)相應(yīng)的人工干預(yù)進(jìn)行補(bǔ)充，以避免非正常事件(非系統(tǒng)車進(jìn)出)的影響，確保門禁系統(tǒng)有高效的車輛智能放行能力。3.3.1智能停車場(chǎng)系統(tǒng)功能要求對(duì)于智能停車場(chǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，要求靈敏度應(yīng)該較高，使用的適應(yīng)性較大，安裝不太復(fù)雜，同時(shí)應(yīng)該不受晝夜影響可以確保在任何環(huán)境下對(duì)車輛進(jìn)行穩(wěn)定可靠的監(jiān)控，工程應(yīng)用方便，免維護(hù)，成本也不應(yīng)該很耐；射頻識(shí)別設(shè)備要能實(shí)現(xiàn)汽車正常速度通過(guò)時(shí)，能與電子車卡進(jìn)行通信；車輛的時(shí)間、空間信

41、息、車卡信息與數(shù)據(jù)處理中心下傳指令需在本地保存；系統(tǒng)應(yīng)定期自檢和故障自檢，與時(shí)上傳設(shè)備工作狀態(tài)，以供系統(tǒng)運(yùn)行中心處理；故障排除或供電恢復(fù)后，系統(tǒng)自動(dòng)重啟，確保停車場(chǎng)工作正常、數(shù)據(jù)傳輸完整；軟件結(jié)構(gòu)模塊化；能夠滿足交通控制設(shè)備與監(jiān)控設(shè)備(如道閘、信號(hào)燈、電子稱、視頻抓拍等)的接口需求。3.3.2智能停車場(chǎng)系統(tǒng)功能特點(diǎn)(1)采用了射頻識(shí)別技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制，自動(dòng)化程度高，控制準(zhǔn)確。(2)采用遠(yuǎn)距離智能識(shí)別標(biāo)簽技術(shù)，防偽性能良好。停車的車輛擁有一個(gè)具有唯一序列號(hào)的標(biāo)簽卡，該序列號(hào)不能更改。多重加密技術(shù)，唯一識(shí)別，無(wú)法偽造仿制。而且只有該系統(tǒng)發(fā)行認(rèn)可。(3)非接觸式智能標(biāo)簽卡使用時(shí)無(wú)機(jī)械接觸動(dòng)作，遠(yuǎn)距離

42、感應(yīng)通訊，無(wú)方性，卡片可以在讀寫(xiě)器的遠(yuǎn)距離讀卡圍，在車輛不停車的同時(shí)就可以完成讀卡的操作，方便用戶的使用。(4)道閘根據(jù)車輛的通行情況自動(dòng)升起和降落，并具有防砸車功能1251 1261。(5)停車收費(fèi)由計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)和確認(rèn)。(6)采用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和收費(fèi)軟件相結(jié)合的方法，防止了非法的修改和越權(quán)查閱資料。(7)管理計(jì)算機(jī)和各個(gè)收費(fèi)計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通訊，并且管理計(jì)算機(jī)具有外接接口，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性強(qiáng)。(8)采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可根據(jù)用戶的不同要求組織不同系統(tǒng)的配置，方便靈活。(9)安裝、調(diào)試、維護(hù)簡(jiǎn)單方便，易于更換與檢修。(10)整個(gè)系統(tǒng)性能穩(wěn)定，使用可靠。3.4智能停車管理系統(tǒng)工作流程 智能停車管理

43、系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程是以用戶停取車的過(guò)程為基礎(chǔ)的，停車場(chǎng)的工作流程也始終以用戶車輛進(jìn)出停車場(chǎng)的流程為中心。停車場(chǎng)用戶一般分為臨時(shí)用戶和固定用戶。臨時(shí)用戶是指臨時(shí)使用停車場(chǎng)停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有臨時(shí)性、隨機(jī)性、使用頻次低等特征。臨時(shí)用戶潛在數(shù)量龐大且身份不確定，其計(jì)費(fèi)方式是按次或者停車時(shí)間。固定用戶是指長(zhǎng)期固定使用停車場(chǎng)停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有長(zhǎng)期性、規(guī)律性、使用頻次高等特征。固定用戶一般是停車場(chǎng)附近單位的工作人員或生活區(qū)的住戶，數(shù)量在一定時(shí)間是確定的，其計(jì)費(fèi)方式是按次、月或季度等。針對(duì)停車場(chǎng)用戶一般分為臨時(shí)用戶和固定用戶的實(shí)際情況，系統(tǒng)出入場(chǎng)工程流程也分為針對(duì)臨時(shí)用戶和固

44、定用戶的兩種情況。停車場(chǎng)管理系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程是以顧客停車取車的過(guò)程為基礎(chǔ)的，停車場(chǎng)的工作流程也始終以用戶車輛進(jìn)出停車場(chǎng)的流程為中心。停車場(chǎng)用戶一般分為臨時(shí)用戶和固定用戶兩大類。（1）臨時(shí)用戶臨時(shí)用戶是指臨時(shí)使用停車場(chǎng)停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有臨時(shí)性，隨機(jī)性，使用頻次低的特征。臨時(shí)用戶潛在數(shù)量龐大且身份不確定。圖3.1 智能停車場(chǎng)管理示意圖2固定用戶固定用戶是指長(zhǎng)期固定使用停車場(chǎng)停車的用戶，這類用戶的停車行為一般具有長(zhǎng)期性、規(guī)律性、使用頻次高的特征。固定用戶一般是停車場(chǎng)附近單位的工作人員或生活區(qū)的住戶，數(shù)量在一定時(shí)間是確定的。針對(duì)停車場(chǎng)用戶一般分為臨時(shí)用戶和固定用戶的實(shí)際情況，系統(tǒng)出入場(chǎng)

45、工程流程也分為針對(duì)臨時(shí)用戶和固定用戶的兩種情況。為了在方便管理的同時(shí)盡量降低成本，停車場(chǎng)管理系統(tǒng)針對(duì)不同用戶采用不同的管理介質(zhì)。由于臨時(shí)用戶使用的頻率較低，針對(duì)這類用戶一般采用的是入場(chǎng)時(shí)臨時(shí)發(fā)卡，出場(chǎng)時(shí)即時(shí)收費(fèi)并回收卡片的方式。這里臨時(shí)用戶選擇采用近距離的無(wú)源射頻卡(臨時(shí)卡)；針對(duì)固定用戶使用頻率較高的狀況，為了方便管理，簡(jiǎn)化收費(fèi)手續(xù)，系統(tǒng)為這類用戶建立個(gè)人檔案，把用戶的、性別等個(gè)人基本資料以與包括用戶車輛型號(hào)、車牌、品牌等在的車輛信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)。另外。在我國(guó)24GHz24835GHz的頻段是無(wú)需向國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)申請(qǐng)使用可證的公用頻段，所以系統(tǒng)選擇給用戶分配一帶鍵盤的遠(yuǎn)距離24GHz有

46、源射頻卡(長(zhǎng)期卡)。帶鍵盤主要是為固定用戶在駛離停車場(chǎng)時(shí)作輸入密碼之用，通過(guò)密碼確認(rèn)的方式來(lái)杜絕因卡片被竊所導(dǎo)致的車輛被盜現(xiàn)象的發(fā)生?？ǖ腎D作為數(shù)據(jù)庫(kù)中各關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)表的主鍵。收費(fèi)一般采用按月或按年預(yù)充值的形式。遠(yuǎn)距離射頻卡與自動(dòng)化的出入口控制系統(tǒng)結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于固定用戶在不停車的情況下完成所有的操作，大大方便了用戶的停車，提高了停車場(chǎng)的通行效率，減少了出入口的擁塞現(xiàn)象出現(xiàn)。3.4.1入場(chǎng)工作流程1臨時(shí)車輛入場(chǎng)工作流程臨時(shí)車輛進(jìn)入停車場(chǎng)時(shí)，設(shè)在車道下的車輛感應(yīng)線圈檢測(cè)到車輛的到來(lái)。將有車信號(hào)傳送給入口控制器，入口控制器獲取車輛到來(lái)的信號(hào)后，向相關(guān)設(shè)備發(fā)出指令，啟動(dòng)攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)。經(jīng)計(jì)算機(jī)

47、對(duì)圖像進(jìn)行處理后，記錄車輛的牌照信息、顏色信息、車型信息等。語(yǔ)音提示設(shè)備提示用戶按動(dòng)取卡按鈕，入口控制器檢測(cè)到取卡信號(hào)后，通過(guò)串口給發(fā)卡機(jī)發(fā)送發(fā)卡命令。發(fā)卡機(jī)接到命令后，發(fā)出一臨時(shí)用戶卡，剛才系統(tǒng)所獲取的信息即與此卡的ID號(hào)對(duì)應(yīng)起來(lái)。同時(shí)語(yǔ)音提示器提示用戶取走臨時(shí)卡。如果用戶在規(guī)定時(shí)間不取卡，發(fā)卡機(jī)將自動(dòng)吞回用戶卡，入口控制器取消此次入場(chǎng)工作。用戶取走卡后，發(fā)卡機(jī)發(fā)出用戶已取走卡的信號(hào)給入口控制器，入口控制器抬起欄桿，用戶駕車駛?cè)胪＼噲?chǎng)。入口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車一無(wú)車”變化后，才自動(dòng)將欄桿放下，以杜絕砸車事件的發(fā)生。入口控制器接收到入口欄桿出現(xiàn)“抬桿一落桿”的動(dòng)作后，確認(rèn)

48、本次入場(chǎng)過(guò)程已經(jīng)完成。2長(zhǎng)期卡入場(chǎng)工作流程當(dāng)持長(zhǎng)期卡的用戶車輛進(jìn)入入口讀卡器的感應(yīng)圍時(shí)，讀卡器即與射頻卡之間建立起信息交換系統(tǒng)，射頻卡向讀卡器發(fā)送卡信息，讀卡器判斷射頻卡的合法性和時(shí)間有效性，如有效則獲取射頻卡的ID號(hào)，并將其上送至數(shù)據(jù)處理中心。同時(shí)，攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)將啟動(dòng)。攝入車輛圖像，經(jīng)車輛識(shí)別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信息、顏色信息、車型信息等；數(shù)據(jù)處理中心根據(jù)讀卡器上傳的ID號(hào)，查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中與此ID號(hào)相關(guān)的車輛信息，并與剛才實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行比對(duì)，若不符合則拒絕放行，并給出告警信息和出錯(cuò)提示信息。另外，數(shù)據(jù)處理中心還會(huì)檢查此固定卡是否過(guò)期，如果過(guò)期則會(huì)提示“用戶余額不足，請(qǐng)盡快充值”等

49、信息。若符合條件，則給入口控制器一個(gè)有效信號(hào)，抬起欄桿，用戶駕車駛?cè)胪＼噲?chǎng)。入口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車一無(wú)車”變化后，將欄桿放下。入口控制器接收到入口欄桿出現(xiàn)“抬桿一落桿”的動(dòng)作后，確認(rèn)本次入場(chǎng)過(guò)程已經(jīng)完成。由于長(zhǎng)期卡與讀卡器的信息交換距離在從十幾米到數(shù)十米，并且都是在空間里完成的，時(shí)間花銷短，所以當(dāng)車輛到達(dá)入口時(shí)，電動(dòng)欄桿已經(jīng)抬起，這樣便實(shí)現(xiàn)了固定用戶的不停車操作。3.4.2出場(chǎng)工作流程1臨時(shí)卡出場(chǎng)工作流程用戶駕駛車輛進(jìn)入停車場(chǎng)離場(chǎng)通道，停在出口處，車輛檢測(cè)器檢測(cè)到有車后，向出口控制器發(fā)出有車信號(hào)。攝像系統(tǒng)和車輛識(shí)別系統(tǒng)啟動(dòng)，攝入車輛圖像，經(jīng)車輛識(shí)別系統(tǒng)分析后，獲得牌照信

50、息、顏色信息、車型信息等；用戶將入場(chǎng)時(shí)取得的用戶卡交給管理人員，管理人員通過(guò)出口讀卡機(jī)讀取用戶卡ID信息，并將用戶卡收回循環(huán)使用。數(shù)據(jù)中心通過(guò)檢索數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)ID號(hào)，獲得該用戶卡的類型(臨時(shí)卡)、入場(chǎng)時(shí)間，并查詢數(shù)據(jù)庫(kù)中與此ID號(hào)相關(guān)的車輛信息，并與剛才實(shí)時(shí)獲取的信息進(jìn)行比對(duì)，若不符合則拒絕放行。并給出告警信息和出錯(cuò)提示信息。若符合，數(shù)據(jù)中心根據(jù)車輛在場(chǎng)停留時(shí)間和計(jì)費(fèi)費(fèi)率，計(jì)算出用戶應(yīng)繳費(fèi)額并顯示在金額顯示器屏幕上。同時(shí)語(yǔ)音提示設(shè)備提示用戶應(yīng)繳納的金額，用戶交納相應(yīng)費(fèi)用后，管理人員將找零和打印的收費(fèi)票據(jù)一并交給用戶，按交易完成鍵，確認(rèn)交易完成后，通過(guò)出場(chǎng)控制器打開(kāi)出口電動(dòng)欄桿，用戶駕車駛出停車

51、場(chǎng)。出口電動(dòng)欄桿檢測(cè)到配套車輛檢測(cè)器信號(hào)出現(xiàn)“有車一無(wú)車”變化后，自動(dòng)將欄桿放下。計(jì)算機(jī)接收到出口欄桿出現(xiàn)“抬桿一落桿”動(dòng)作后，確認(rèn)本次出場(chǎng)過(guò)程已經(jīng)完成，將先前獲得的用戶卡號(hào)、入場(chǎng)時(shí)間、出場(chǎng)時(shí)間保存到相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中備查，完成一次出場(chǎng)過(guò)程。2長(zhǎng)期卡出場(chǎng)工作流程持長(zhǎng)期卡用戶的車輛到來(lái)時(shí)，用戶通過(guò)鍵盤輸入密碼，讀卡器獲取該卡的信息，將信息上送到數(shù)據(jù)處理中心，啟動(dòng)車輛圖像識(shí)別系統(tǒng)，判斷用戶卡的有效性和密碼，并將數(shù)據(jù)中心查詢到的與此ID號(hào)相關(guān)的車輛信息與車輛識(shí)別系統(tǒng)獲取的信息進(jìn)行比對(duì)，如果符合，則給出口控制器一個(gè)有效信號(hào)，由出口控制器控制抬起出口電動(dòng)欄桿，用戶駕車離開(kāi)停車場(chǎng)，完成一次出場(chǎng)過(guò)程。3.4.3部