基于RFID技術(shù)的車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)(AVI)
車(chē)載射頻標(biāo)簽上有車(chē)輛信息、車(chē)輛狀態(tài)以及車(chē)主信息等。這個(gè)射頻標(biāo)簽在全國(guó)有惟一的識(shí)別號(hào)(ID),且該識(shí)別號(hào)及它的信息都存儲(chǔ)在公安部門(mén)的信息交換網(wǎng)絡(luò)里,一般情況下處于靜止戒備狀態(tài),直到車(chē)子被盜或者車(chē)主請(qǐng)求交通信息查詢(xún)才啟動(dòng)。這個(gè)識(shí)別號(hào)能幫助警察識(shí)別、追蹤被盜搶車(chē)輛。
2.固定式基站AVI系統(tǒng)
采用有源微波標(biāo)簽,識(shí)讀距離能夠達(dá)到10~20m。固定基站AVI系統(tǒng)一般用于海關(guān)、檢查站以及交通要道收費(fèi)站,檢查、識(shí)別和記錄通過(guò)的車(chē)輛,設(shè)備(如讀寫(xiě)器、智能控制器、數(shù)據(jù)傳輸單元、電源等)安裝在車(chē)道旁的機(jī)房?jī)?nèi)。
當(dāng)載有RFID標(biāo)簽的車(chē)輛通過(guò)車(chē)道時(shí),系統(tǒng)讀到標(biāo)簽中的識(shí)別號(hào)(ID),疊加上通過(guò)時(shí)間和車(chē)道號(hào),存入智能控制器的存儲(chǔ)器里。數(shù)據(jù)傳輸單元將系統(tǒng)采集到的車(chē)輛數(shù)據(jù)信息通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)(如DDN)傳到公安以及交通部門(mén)的管理中心(或計(jì)算中心),同時(shí)將管理中心的控制指令下達(dá)到AVI系統(tǒng),決定對(duì)車(chē)輛的自動(dòng)放行或進(jìn)行攔截。
3.移動(dòng)式基站AVI系統(tǒng)
在一些應(yīng)用中,如公安刑偵、路政稽查、重要會(huì)議安全保衛(wèi),需要配備移動(dòng)式的AVI系統(tǒng),隨時(shí)開(kāi)動(dòng)并停靠在指定的路旁(或會(huì)場(chǎng)入口),對(duì)過(guò)往車(chē)輛進(jìn)行突擊檢查和識(shí)別。它的設(shè)備配置與AVI系統(tǒng)固定基站類(lèi)似,只是更簡(jiǎn)化。移動(dòng)式AVI系統(tǒng)可安裝在一輛改裝的警車(chē)上。用手機(jī)通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)(GSM),以發(fā)短消息的方式,與指揮中心保持通信聯(lián)系或進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交換。如果需要報(bào)告移動(dòng)式AVI系統(tǒng)的位置,車(chē)上也可配置GPS接收機(jī),通過(guò)GSM發(fā)短消息的方法,向指揮中心傳輸移動(dòng)站的地理位置。
主要應(yīng)用介紹:
高速公路車(chē)輛自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)

一、射頻自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用背景:
射頻自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)(ETC)是目前世界上最先進(jìn)的路橋收費(fèi)方式,歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始大規(guī)模推廣應(yīng)用——通過(guò)安裝在車(chē)輛擋風(fēng)玻璃上的電子標(biāo)簽與在收費(fèi)站ETC車(chē)道上的微波天線之間的專(zhuān)用短程通訊,利用計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與銀行進(jìn)行后臺(tái)結(jié)算處理,從而達(dá)到車(chē)輛通過(guò)路橋收費(fèi)站不需停車(chē)就能交納費(fèi)用的目的。
ETC特別適于在高速公路或交通繁忙的橋隧環(huán)境下采用。實(shí)施不停車(chē)收費(fèi),一方面,可以允許車(chē)輛高速通過(guò)(幾十公里以至100多公里),與傳統(tǒng)的人工收費(fèi)8秒出票相比較,不停車(chē)收費(fèi)大大加快了高速公路收費(fèi)道口的通行能力,據(jù)測(cè)算,較人工收費(fèi)車(chē)道,ETC車(chē)道通行能力將提高4~6倍,可減少車(chē)輛在收費(fèi)口因交費(fèi)、找零等動(dòng)作而引起的排隊(duì)等候。另一方面,也使公路收費(fèi)走向電子化,可降低收費(fèi)管理的成本,有利于提高車(chē)輛的營(yíng)運(yùn)效益,同時(shí)也大幅降低收費(fèi)口的噪聲水平和廢氣排放,并可以杜絕少數(shù)不法的收費(fèi)員貪污路費(fèi)、減少?lài)?guó)家損失,與原來(lái)的人工收費(fèi)和人工電腦收費(fèi)方式相比,實(shí)行不停車(chē)收費(fèi)后具有明顯優(yōu)勢(shì),不僅極大地改善了路上密集車(chē)輛所造成的環(huán)境污染,減少車(chē)輛阻塞現(xiàn)象,行車(chē)更加安全,更為主要的是將大大提高過(guò)橋收費(fèi)效率.
一般來(lái)說(shuō)對(duì)于公路收費(fèi)系統(tǒng)、車(chē)輛的大小和形狀不同、需要大約4米的讀寫(xiě)距離和很快的讀寫(xiě)速度,也就要求系統(tǒng)的頻率應(yīng)該在UHF波段,即902—928MHZ。射頻卡一般在車(chē)的擋風(fēng)玻璃后面?,F(xiàn)在最現(xiàn)實(shí)的方案是將多車(chē)道的收費(fèi)口,分為兩個(gè)部分:自動(dòng)收費(fèi)口、人工收費(fèi)口。天線架設(shè)在道路的上方。在距收費(fèi)口約50-100米處,當(dāng)車(chē)輛經(jīng)過(guò)天線時(shí),車(chē)上的射頻卡被頭頂上的天線接收到,判別車(chē)輛是否帶有有效的射頻卡。讀寫(xiě)器指示燈指示車(chē)輛進(jìn)人不同車(chē)道,人工收費(fèi)口仍維持現(xiàn)有的操作方式,進(jìn)入自動(dòng)收費(fèi)口的車(chē)輛,養(yǎng)路費(fèi)款被自動(dòng)從用戶(hù)帳戶(hù)上扣除,且用指示燈及蜂鳴器告訴司機(jī)收費(fèi)是否完成,不用停車(chē)就可通過(guò),擋車(chē)器將攔下惡意闖入的車(chē)輛。
二、無(wú)源射頻卡(電子標(biāo)簽)的優(yōu)勢(shì)
(1)非接觸性。無(wú)源射頻卡與讀寫(xiě)設(shè)備之間沒(méi)有機(jī)械接觸,無(wú)機(jī)械損傷。與讀寫(xiě)設(shè)備也沒(méi)有插口(全密封),能適應(yīng)多塵、潮濕等惡劣環(huán)境,可靠性高,使用壽命長(zhǎng)。
(2)響應(yīng)速度快。普通磁卡的信息交換只有1~2kb/s,而射頻識(shí)別卡信息交換速度為毫秒級(jí),支持在高速移動(dòng)中讀卡。
(3)安全保密性好。普通磁卡受到強(qiáng)磁場(chǎng)干擾會(huì)丟失信息,信息易被竊取、篡改或偽造。射頻識(shí)別卡利用存儲(chǔ)器記錄信息,不受磁場(chǎng)的干擾,卡內(nèi)有專(zhuān)用的電路模塊,可作密碼運(yùn)算和雙向密碼鑒別,數(shù)據(jù)安全性和保密性能好。
(4)體積小,方便各種封裝形式,價(jià)格比有源卡便宜許多。
三、射頻自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的構(gòu)成:
射頻自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)按其功能可分為自動(dòng)識(shí)別控制子系統(tǒng)、自動(dòng)判斷型子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、車(chē)輛檢測(cè)子系統(tǒng)、閉路電視子系統(tǒng)和信號(hào)控制子系統(tǒng)等。
(1) 自動(dòng)識(shí)別控制子系統(tǒng)主要由JX0520系列射頻自動(dòng)識(shí)別讀寫(xiě)器、UHF射頻自動(dòng)識(shí)別卡,JX-900-12-H65天線、車(chē)道道閘控制機(jī)、收費(fèi)員計(jì)算機(jī)終端等組成,它是整個(gè)不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)控制不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道所有設(shè)備的運(yùn)行、收費(fèi)業(yè)務(wù)操作的管理以及與收費(fèi)站計(jì)算機(jī)的通信和數(shù)據(jù)交換。
附:JX0521射頻讀寫(xiě)器主要參數(shù):
可讀寫(xiě)標(biāo)簽 符合 ISO-18000-6B標(biāo)準(zhǔn)的電子標(biāo)簽
工作頻率 902—928MHz(隨國(guó)家或地區(qū)不同可能略有差別)
工作方式 以廣譜跳頻 (FHSS)或定頻發(fā)射方式工作
輸出功率 27—32dBm(在27—32dBm之間可調(diào),出廠設(shè)置為:32dBm
讀寫(xiě)距離 讀取距離 ≥8m ,寫(xiě)入距離 ≥ 3m
讀卡速度 平均每單字 (32bits)讀取時(shí)間6ms
寫(xiě)卡速度 平均每單字 (32bits)寫(xiě)入時(shí)間50ms
安全機(jī)制 能夠?qū)﹄娮訕?biāo)簽進(jìn)行合法性檢驗(yàn)
一次讀卡數(shù) 具有防碰撞檢測(cè)功能,一次可成批讀取 30張電子標(biāo)簽
讀卡方式 每隔一定時(shí)間自動(dòng)讀卡,也可由輸入觸發(fā)信號(hào)或命令控制讀卡
供電 配有 220V交流輸入+5V/4A直流電輸出的電源變換器
功耗 平均功率 ≤ 12W
外形尺寸 225mm×166mm×39mm
重量 鋁合金/不銹鋼外殼,整機(jī)重量約 2Kg
工作溫度 -20℃~+70℃
(2) 自動(dòng)判斷型子系統(tǒng)主要由光柵、高度檢測(cè)器、軸數(shù)檢測(cè)器等組成,它通過(guò)采集車(chē)輛的高度和軸數(shù)等參數(shù),經(jīng)綜合分析比較來(lái)判別車(chē)輛的車(chē)型;該子系統(tǒng)至少可以判別三種以上車(chē)型。自動(dòng)判斷型子系統(tǒng)在有些場(chǎng)合可以由用戶(hù)選擇使用。
(3) 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由JX-900-12-H65系列射頻天線和射頻電子標(biāo)簽卡構(gòu)成。射頻電子標(biāo)簽被安裝在汽車(chē)擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)的上方,在電子標(biāo)簽上寫(xiě)有標(biāo)簽編號(hào)、車(chē)號(hào)、車(chē)主、車(chē)型、應(yīng)繳金額、剩余金額和有效期等信息;JX-900-12-H65系列天線被安裝在收費(fèi)島的前端,它通過(guò)微波技術(shù)從JX0520系列射頻電子標(biāo)簽卡上讀取有關(guān)信息,并同步傳送給車(chē)道控制主機(jī)。
(4) 閉路電視子系統(tǒng)主要由車(chē)道攝像機(jī)和收費(fèi)站的監(jiān)視器等組成。車(chē)道攝像機(jī)被安裝在收費(fèi)島的前端,主要用于拍攝非法通過(guò)的違章車(chē)輛。
(5) 信號(hào)控制子系統(tǒng)主要由通行信號(hào)燈、偏叉信號(hào)燈和自動(dòng)欄桿等組成,用于提醒駕駛員正確使用不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道。
(6) 車(chē)輛檢測(cè)子系統(tǒng)主要由三組環(huán)形線圈組成。第一組環(huán)形線圈(ENTER LOOP)被安裝在收費(fèi)島的入口處,用于激活天線讀取電子標(biāo)簽的信息;第二組環(huán)形圈(ESC LOOP)被安裝在收費(fèi)島的中間出口處,用于控制通行信號(hào)燈和偏叉信號(hào)燈的狀態(tài);第三組環(huán)形線圈(EXIT LOOP)被安裝在收費(fèi)島的出口端,用于統(tǒng)計(jì)車(chē)流量,并控制自動(dòng)欄桿、通行信號(hào)燈和偏叉信號(hào)燈的工作狀態(tài)。
四、 射頻自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的工作原理和流程:
1、射頻自動(dòng)識(shí)別不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)不需要專(zhuān)門(mén)的收費(fèi)員進(jìn)行操作,它利用微波自動(dòng)識(shí)別技術(shù),完全通過(guò)設(shè)備本身來(lái)完成對(duì)通行車(chē)輛的收費(fèi)工作。
2、存儲(chǔ)有車(chē)型、車(chē)號(hào)、金額、有效期等信息的射頻電子標(biāo)簽卡被安裝在汽車(chē)前方擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)的左下角。當(dāng)持卡車(chē)輛進(jìn)入不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道時(shí),車(chē)輛感應(yīng)器的“ENTER LOOP”線圈產(chǎn)生來(lái)車(chē)信號(hào),激發(fā)JX0520系列射頻自動(dòng)識(shí)別讀寫(xiě)器讀取該車(chē)SENSE-9520系列射頻電子標(biāo)簽卡上的信息(車(chē)型、車(chē)號(hào)、剩余金額和有效期等),同時(shí)光柵、高度檢測(cè)器和軸數(shù)檢測(cè)器等車(chē)型差別設(shè)備,自動(dòng)檢測(cè)來(lái)車(chē)的實(shí)際車(chē)型。
3、從車(chē)載射頻電子標(biāo)簽卡讀取的信息,以及車(chē)型判別設(shè)備所采集到的數(shù)據(jù)均被送到車(chē)道控制計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行分析比較,如電子卡中所記錄的車(chē)型與設(shè)備所判別的車(chē)型一致、卡中車(chē)號(hào)不在黑名單內(nèi)、應(yīng)繳金額小于等于剩余金額、車(chē)輛通過(guò)時(shí)間在卡的有效期范圍內(nèi),則該卡被認(rèn)為是有效卡;如前述四項(xiàng)比較中,有一項(xiàng)不符合,則該卡被認(rèn)為是無(wú)效卡。
4、如來(lái)車(chē)所持射頻電子標(biāo)簽卡為有效卡,則通行信號(hào)燈由紅色變?yōu)榫G色,偏叉信號(hào)燈呈綠色直行標(biāo)志,自動(dòng)欄桿抬起;當(dāng)來(lái)車(chē)駛離EXIT LOOP的檢測(cè)范圍后,通行信號(hào)燈由綠色變?yōu)榧t色,偏叉信號(hào)燈熄滅,自動(dòng)欄桿關(guān)閉。駛離EXIT LOOP的檢測(cè)范圍后,通行信號(hào)燈由綠色變?yōu)榧t色,偏叉信號(hào)燈熄滅,自動(dòng)欄桿關(guān)閉。
5、如來(lái)車(chē)所持射頻電子標(biāo)簽卡為無(wú)效卡,則通行信號(hào)燈呈紅色,偏叉信號(hào)燈呈黃色左轉(zhuǎn)通行標(biāo)志,自動(dòng)欄桿關(guān)閉;當(dāng)來(lái)車(chē)左行駛離無(wú)卡車(chē)輛轉(zhuǎn)向人工收費(fèi)車(chē)道的車(chē)輛感應(yīng)器的“ESC LOOP” 線圈的檢測(cè)范圍后,偏叉信號(hào)燈熄滅;如來(lái)車(chē)沒(méi)有轉(zhuǎn)向人工收費(fèi)道(有些場(chǎng)合不設(shè)此轉(zhuǎn)向旁道),而依然向前行駛,當(dāng)其抵達(dá)車(chē)輛感應(yīng)器線圈“ENTER LOOP的”檢測(cè)范圍時(shí),警鈴報(bào)警,將有收費(fèi)員前來(lái)人工收費(fèi)處理后,人工放行。
6、射頻電子標(biāo)簽卡的銷(xiāo)售和費(fèi)用結(jié)算均在收費(fèi)中心(即購(gòu)卡中心)進(jìn)行。為適應(yīng)不同用戶(hù)的需要,一般發(fā)行兩種電子卡,一種是預(yù)付費(fèi)電子標(biāo)簽卡,一種是信用式電子標(biāo)簽卡。
7、預(yù)付費(fèi)電子標(biāo)簽卡,顧名思義是必須先付費(fèi)后通行的電子卡,該卡的發(fā)行面向整個(gè)社會(huì)。用戶(hù)僅需直接到購(gòu)卡中心購(gòu)買(mǎi)存有一定金額的電子卡,即可使用不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道。在每次使用時(shí),系統(tǒng)將自動(dòng)從電子卡中扣除該車(chē)的應(yīng)繳金額。該電子卡可以重復(fù)使用,當(dāng)卡中剩余金額很少或沒(méi)有時(shí),用戶(hù)可以到購(gòu)卡中心重新存入一定的金額到電子卡中,以保證其繼續(xù)有效。
8、信用式電子標(biāo)簽卡,是一種允許用戶(hù)先通行后付款的電子卡,該卡的發(fā)行對(duì)象主要是一些由銀行信用卡為結(jié)算手段的用戶(hù),或企業(yè)形象很好的國(guó)家機(jī)關(guān)和企事業(yè)單位,費(fèi)用結(jié)算采用銀行托收的方式。
隨著我國(guó)公路事業(yè)的發(fā)展和不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用,也會(huì)隨著增長(zhǎng)的交通需求,我們相信不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)一定會(huì)被國(guó)家、被企業(yè)、被消費(fèi)者廣泛關(guān)注和接受。不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)在我國(guó)的市場(chǎng)一定會(huì)有著廣闊的光明前景。
(2) 自動(dòng)判斷型子系統(tǒng)主要由光柵、高度檢測(cè)器、軸數(shù)檢測(cè)器等組成,它通過(guò)采集車(chē)輛的高度和軸數(shù)等參數(shù),經(jīng)綜合分析比較來(lái)判別車(chē)輛的車(chē)型;該子系統(tǒng)至少可以判別三種以上車(chē)型。自動(dòng)判斷型子系統(tǒng)在有些場(chǎng)合可以由用戶(hù)選擇使用。
(3) 數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由JX-900-12-H65系列射頻天線和射頻電子標(biāo)簽卡構(gòu)成。射頻電子標(biāo)簽被安裝在汽車(chē)擋風(fēng)玻璃內(nèi)側(cè)的上方,在電子標(biāo)簽上寫(xiě)有標(biāo)簽編號(hào)、車(chē)號(hào)、車(chē)主、車(chē)型、應(yīng)繳金額、剩余金額和有效期等信息;JX-900-12-H65系列天線被安裝在收費(fèi)島的前端,它通過(guò)微波技術(shù)從JX0520系列射頻電子標(biāo)簽卡上讀取有關(guān)信息,并同步傳送給車(chē)道控制主機(jī)。
(4) 閉路電視子系統(tǒng)主要由車(chē)道攝像機(jī)和收費(fèi)站的監(jiān)視器等組成。車(chē)道攝像機(jī)被安裝在收費(fèi)島的前端,主要用于拍攝非法通過(guò)的違章車(chē)輛。
(5) 信號(hào)控制子系統(tǒng)主要由通行信號(hào)燈、偏叉信號(hào)燈和自動(dòng)欄桿等組成,用于提醒駕駛員正確使用不停車(chē)收費(fèi)車(chē)道。
(6) 車(chē)輛檢測(cè)子系統(tǒng)主要由三組環(huán)形線圈組成。第一組環(huán)形線圈(ENTER LOOP)被安裝在收費(fèi)島的入口處,用于激活天線讀取電子標(biāo)簽的信息;第二組環(huán)形圈(ESC LOOP)被安裝在收費(fèi)島的中間出口處,用于控制通行信號(hào)燈和偏叉信號(hào)燈的狀態(tài);第三組環(huán)形線圈(EXIT LOOP)被安裝在收費(fèi)島的出口端,用于統(tǒng)計(jì)車(chē)流量,并控制自動(dòng)欄桿、通行信號(hào)燈和偏叉信號(hào)燈的工作狀態(tài)。