基于RFID技術(shù)的電子車(chē)牌在智慧交通中的應用

　　隨著(zhù)城市規模的擴大，人們生活水平的提高，道路上的車(chē)輛變得越來(lái)越多。這不僅增加了交通壓力，對車(chē)輛的管理也提出了更高的要求，有沒(méi)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(chē)牌。

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

　　為了能解決這一系列問(wèn)題，智能電子車(chē)牌就應運而生了，智能電子車(chē)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(dòng)識別技術(shù)，與傳統的視頻和圖像處理車(chē)牌識別技術(shù)相比，基于RFID技術(shù)的車(chē)輛識別準確性高，不易受環(huán)境的影響，無(wú)盲區，可以準確、全面地獲取車(chē)輛的狀態(tài)信息以及路網(wǎng)交通狀況。未來(lái)的發(fā)展趨勢將會(huì )是電子車(chē)牌識別逐步替代傳統車(chē)牌的識別方式。

　　圖 1 汽車(chē)電子標識

　　電子車(chē)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(wú)源的兩類(lèi)，兩種標簽的優(yōu)缺點(diǎn)如表 1所示。

　　表 1 電子標簽對比

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

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

　　電子車(chē)牌的基本要求：

　　可存儲數據(車(chē)輛型號、顏色、車(chē)主信息);

　　可遠距離讀取識別標簽，固定式讀取設備距離在10米以上;

　　可靠性高，讀取成功率高達99.99%以上;

　　可同時(shí)識別大量標簽，最大每秒200個(gè)以上;

　　精準識別高速運動(dòng)中的標簽，移動(dòng)識別速度可達100km/h以上。

　　電子車(chē)牌的技術(shù)優(yōu)勢：

　　數據加密，標簽通訊過(guò)程中采用獨有的算法，第三方設備無(wú)法讀取;

　　安裝簡(jiǎn)易，無(wú)需任何特殊安裝工具或材料;

　　獨有的人卡、車(chē)庫編組匹配算法，可以準確判斷出非法使用的機動(dòng)車(chē)輛;

　　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(chē)牌相比傳統車(chē)牌有這么多的優(yōu)勢和特點(diǎn)，可以預見(jiàn)在不久的將來(lái)，機動(dòng)車(chē)輛將會(huì )逐步使用帶有電子標簽的電子車(chē)牌替代目前的傳統車(chē)牌，這樣一來(lái)，從車(chē)輛前端的電子車(chē)牌，到后端的車(chē)牌識別、數據傳輸、車(chē)輛管理、數據存儲、終端查詢(xún)等整個(gè)平臺的構建和發(fā)展前景都是十分廣闊的，圖 2是整個(gè)平臺組成架構的示意圖。

　　圖 2 平臺架構示意圖

　　說(shuō)完電子車(chē)牌的原理和優(yōu)勢，可能會(huì )有“老司機”開(kāi)始疑惑了，電子車(chē)牌真的實(shí)用不?具體應用體現在哪里?接下來(lái)我們就簡(jiǎn)單的聊一聊電子車(chē)牌的應用場(chǎng)景。

　　場(chǎng)景1： 智慧停車(chē)系統

　　說(shuō)起目前的大多數停車(chē)場(chǎng)管理，可能很多“老司機”或多或少都遇到過(guò)停車(chē)難、收費貴、沒(méi)有車(chē)位等等問(wèn)題。為了解決這些停車(chē)難題，近年來(lái)，國家政策明確提出了大力推動(dòng)智慧停車(chē)系統、自動(dòng)識別車(chē)牌等高新技術(shù)的應用。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，智慧停車(chē)的“智慧”就體現在：智能找車(chē)位+自動(dòng)繳停車(chē)費。

　　那么，目前究竟如何實(shí)現智慧停車(chē)呢?我們就拿最常見(jiàn)的停車(chē)場(chǎng)來(lái)說(shuō)吧。最主要的技術(shù)就是車(chē)牌識別技術(shù)和不停車(chē)電子收費(ETC)技術(shù)。裝有電子車(chē)牌的車(chē)輛在進(jìn)入停車(chē)場(chǎng)前，智慧停車(chē)系統通過(guò)電子車(chē)牌識別設備可以遠距離準確識別車(chē)輛身份，記錄車(chē)輛進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間以準確收費，使車(chē)輛快速通過(guò)，無(wú)需停車(chē)進(jìn)行人工記錄。當停車(chē)結束車(chē)輛駛出停車(chē)場(chǎng)時(shí)，智慧停車(chē)系統會(huì )通過(guò)車(chē)牌識別天線(xiàn)與電子車(chē)牌進(jìn)行短程通訊，在不需要司機停車(chē)和其他收費人員采取任何操作的情況下，自動(dòng)完成收費處理全過(guò)程。

　　圖 3 智慧停車(chē)系統

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

　　場(chǎng)景2： 智能交通管理系統

　　RFID技術(shù)可以作為交通調度系統信息采集的有效手段，在交通調度管理系統中得以應用。比如將RFID應用于公交車(chē)場(chǎng)管理系統，可以實(shí)現裝有電子車(chē)牌的公交車(chē)進(jìn)出站時(shí)信息自動(dòng)、準確、遠距離、不停車(chē)采集，使公交調度系統準確掌握公交停車(chē)場(chǎng)公交車(chē)進(jìn)出的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息。通過(guò)實(shí)施該系統可有效提高公交車(chē)的管理水平，對采集的數據利用計算機進(jìn)行研究分析，可以掌握車(chē)輛使用規律，杜絕車(chē)輛管理中存在的漏洞，實(shí)現公交車(chē)輛的智能化管理，提升城市形象。

　　圖 4 公交車(chē)管理系統

　　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(GPS)等技術(shù)相比具有安裝方便、適應性強、成本低、車(chē)輛無(wú)需改造等特點(diǎn)。同時(shí)也可以針對一些垃圾運輸車(chē)輛、危險品運輸車(chē)輛等特殊服務(wù)車(chē)輛進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的調度和管理。通過(guò)車(chē)輛上安裝的電子車(chē)牌，在特定路段的監控點(diǎn)放置識別設備來(lái)監控車(chē)輛是否按照規定的路線(xiàn)行駛，在有泄漏等突發(fā)情況出現時(shí)可以及時(shí)定位事故車(chē)輛的位置。

　　通過(guò)上述兩個(gè)實(shí)際應用場(chǎng)景的介紹，使得我們對電子車(chē)牌有了一個(gè)更直觀(guān)更清晰的認識，圖 5是電子車(chē)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(chē)牌應用的關(guān)鍵，離不開(kāi)讀寫(xiě)設備和數據傳輸。致遠電子推出的IoT7000A-LI網(wǎng)絡(luò )控制器，采用Cortex-A7內核的 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(wú)線(xiàn)通信模塊，搭建了局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)之間的橋梁，配合車(chē)牌識別天線(xiàn)能輕松實(shí)現車(chē)牌數據的讀取、傳輸功能，并且可以在-40℃～+85℃溫度范圍內穩定工作，滿(mǎn)足各種條件苛刻的工業(yè)應用場(chǎng)合，是構建智慧交通系統的必備品。

　　圖 5 電子車(chē)牌在行業(yè)中的應用

　　圖 6 IoT7000A-LI網(wǎng)絡(luò )控制器

　　未來(lái)，隨著(zhù)科技的進(jìn)步，從智能穿戴到智慧出行，以后的智慧城市也將會(huì )離我們越來(lái)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(lái)吧。