基于半有源RFID技术的停车库车辆引导、反向寻车智能系统

　　1. 项目背景

　　1.1 现状分析

　　随着社会经济的发展，人们生活水平的提高，汽车已越来越多的进入家庭，汽车消费时代已悄然来临。随着车辆的增加，城市停车位的缺口越来越大，就需要停车场的建设要跟得上，对于重要公共场所，停车场作为重要的配套设施，直接影响它的服务品质和定位档次，以及营业收入的多少。

　　为了提高停车场的服务水平，停车场智能管理系统是必不可少的。它已经在大部分停车场发挥着重要作用，在为人们停车带来方便的同时也具有良好的社会效益和经济效益。

　　在智能化的停车场管理中，涉及到各方面的管理，车辆进出的管理及收费、车辆进出停车场停车位的检测与智能引导、反向寻车是其中几个重要方面，各个子系统相互关联，协调运行。

　　出入口管理系统要求对各种车辆实时进行严格的管理，对其出入的时间进行严格记录，并对各类车辆进行识别和登记，将各种信息输入到数据库。对所有出入口的车辆进行有效地、准确地监测和管理。

　　车位智能引导系统是帮助车主在最短的时间内找到合适的停车场和停车位，避免车辆找不到停车场，进场后找不到车位，甚至互相抢车位，导致拥堵，提高运营效率，使驾驶者感受到良好的服务和愉快的感受。

　　智能反向寻车系统是在车主返回停车场时，由于停车场太大或者地形不熟，车主容易找不到车，系统可以帮助车主尽快找到车辆停放的区域，提高车主的满意度，同时加快停车场的车辆周转，提高使用率和收入。

　　建立一套智能化的停车场进出管理、停车位检测，智能引导与反向寻车系统，使停车服务做到安全、简便、准确，并且使造价和经营成本控制在适当范围，是当前停车场管理的趋势。在提高效率的同时更能解决人工管理的一切弊端，是停车场管理的理想模式。

　　1.2 系统建设意义

　　1. 智能停车场的建设是城市智能交通重要的组成部分，打造智能停车场管理系统，可以缓解城市的交通阻塞，增强道路的通行能力，减少车辆的运输成本。进而更好的建设智能交通，服务于智慧城市。

　　2. 长期以来，大中型城市的停车设施建设相对滞后于机动车辆的快速增长，致使停车矛盾愈加突出和严重，导致“停车难，乱停车”也成为城市交通管理的难点和热点，打造智能停车场建设，可以彻底解决“停车难、乱停车”的现象

　　3. 总体来讲，建设智能停车场，可以提高停车场运行效率，方便快捷的停车、找车，提高停车场整体服务水平

　　2. 系统概述

　　2.1 系统设计原则

　　注重整体规划

　　智能停车场管理系统(半有源RFID技术的停车场出入口管理、停车位检测、反向寻车、智能引导系统)由三部分组成，第一，智能停车场管理系统核心硬件(包括：2.4G+125k双频半有源电子标签、125k低频激活器、全向读写器)第二，智能停车场管理系统平台(包括出入口不停车自动识别进出系统、停车位检测系统、智能车位引导和反向寻车系统);第三，硬件中间件(包括PLC、LED动态显示引导屏、查询机、工业级交换机、机柜、PC机、服务器、不间断电源等);

　　立足自主研发

　　系统建设的核心技术以2.4G+125K双频段，公司提供的所有核心设备都拥有完全自主知识产权，2.4G微功耗技术，125K低频精确边界控制，低频唤醒技术，对停车场车辆进行自动识别和非接触性信息采集处理，把先进的信息技术、数据通信技术、电子控制技术及计算机处理技术等有效地综合运用于停车场管理系统中，从而建立起一种各系统、全方位发挥作用，并且实时、准确、高效运行的智能化管理系统平台。

　　着眼未来发展

　　在系统整体架构、服务设备选型、双频半有源电子标签功能选型、基础数据采集等方面，均充分考虑后续功能的实现，兼顾设备的兼容性、系统的扩充性、功能的扩展性和应用的多样性;

　　强化系统规范

　　系统开发和资源建设符合统一的技术规范和表征体系，注重开发工作的连续性和共享性，注意为后续系统的研发、推广留有规范的数据及控制接口。统一开发应用技术、数据存储格式、信号传输制式、互联接口模式等技术指标;

　　发挥建设效益

　　系统开发与建设要结合停车场现有实际情况，在现有系统基础上进一步加强交通的管理工作;按照统筹规划、边建边用、逐步完善的建设思路，充分发挥建设效益;

　　2.2 系统工作原理

　　智能化停车场管理系统包括出入口车辆自动进出识别、停车场停车位检测定位、智能引导与反向寻车子系统组成，当车辆进出停车场时，埋在出入口的低频线圈，激活放置在车辆上的双频电子标签，标签主动发送标签ID和线圈触发地址码，被远距离2.4G读卡器读取，连接控制器，控制闸机的开启与闭合，达到不停车进出管理。

　　车辆智能引导系统根据停车位检测系统提供的车位实时状态，为车位引导提供数据，通过数据采集器和节点控制器将数据实时发送到主控器和管理电脑，由主控制器及时更新各个交叉路口引导屏的空车位数，指引客户停车。同时根据车位使用情况控制车位指示灯显示不同的颜色，红色为占用，绿色为空位，客户在50米外即可看到，根据车位指示灯的颜色客户可很快找到车位。

　　反向寻车系统根据车辆上的双频电子标签，进行车位检测定位，在车辆定位的前提下，系统的记录里有该车辆所在位置的信息，在返回停车场寻车时，客人进行查询车辆位置的操作更加简单，只须就近找一个查询终端，直接读取代表车辆身份的ID进行查询，显示屏上就会显示该凭证对应的车位信息，如“B1层，A08分区”。就可以将客人迅速的从一个巨大茫然的空间里，清晰的引导到一个比较小的区间内，在这个小区间内，对绝大多数客人来说，寻找自己的车已经不是问题，这样就实现了智能化的帮助客人寻车的流程。也可以结合查询终端里面内置的电子地图，实时自动生成线路图，帮助客户方便快捷的找到自己的车辆。

　　2.3 系统总体设计示意图

　　2.4 系统功能介绍

　　在智能化的停车场管理中，涉及到各方面的管理，车辆进出的管理及收费、停车场停车位检测定位、智能车位引导和反向寻车系统是其中几个重要方面，各个子系统相互关联，协调运行。

　　出入口管理系统要求对各种车辆实时进行严格的管理，对其出入的时间进行严格记录，并对各类车辆进行识别和登记，将各种信息输入到数据库。对所有出入口的车辆进行有效地、准确地监测和管理。对于固定车辆和VIP车辆实现不停车自动识别进出。

　　智能车位引导系统是帮助顾客和车辆在最短的时间内找到合适的停车场和停车位，避免车辆找不到停车场，进场后找不到车位，甚至互相抢车位，导致拥堵，提高运营效率，使驾驶者感受到良好的服务和愉快的感受。

　　智能反向寻车系统是在车主返回停车场时，由于停车场太大或者地形不熟，车主容易找不到车，系统可以帮助车主尽快找到车辆停放的区域，提高车主的满意度，同时加快停车场的车辆周转，提高使用率和收入。

　　2.5 系统软件介绍

　　3. 系统总体建设规划

　　基于半有源RFID技术的智能化停车场管理系统的设计包括车辆出入口管理系统、智能车位引导系统、智能反向寻车系统，各个系统相互关联，协调运行。共同建设停车场管理的智能化，信息化。

　　以下我们从半有源RFID技术智能化停车场管理系统几个组成部分详细讲解。

　　3.1 车辆出入口管理系统总体架构示意图

　　采用半有源RFID技术打造停车场出入口管理系统，车辆上安装双频(2.4G+125K)电子标签，在出入口埋设低频感应线圈，安装2.4G有源读卡器，电子标签平时处于休眠状态，进出停车场时在出入口车道被低频激活器感应线圈唤醒激活，标签上面的低频芯片将实时解析出125K激活器线圈ID和低频信号的RSSI场强值，接着以 2.4G频段进行一次强信号发射(无线发射的数据包中含标签ID和激活器线圈ID以及低频场强RSSI值)。2.4G读卡器接收到标签ID和激活器线圈ID后，把信号以维根26、继电器或者RS485等输出方式给控制器，控制闸机的开启与闭合。一方面可以实现不停车进出停车场，提高车辆通过出入口的效率，减少堵车塞车，另一方面杜绝跟车问题。

　　3.1.1 车辆出入口管理系统系统硬件组成

　　1) RFID读卡器，进行停车场2.4G信号覆盖，读取车辆上面的双频电子标签信息，并通过串口485、RJ45、维根26、继电器输出和控制器联接，控制闸机的开启与关闭。

　　2) 低频激活器，安装在车辆出入口地面，激活器激活唤醒双频电子标签，把感应线圈的ID与电子标签的ID解析出来，以2.4G频段把信号发射出去。读卡器进行读取

　　3) 双频电子标签安放在进出停车场的车辆上面，进行车辆的身份识别，为进出停车场，进行停车位检测与智能引导和反向寻车服务。

　　4.1.2 车辆出入口管理系统各硬件安装注意事项

　　1) 低频激活器采用感应线圈，切割地槽埋地的安装方式，地面切割为20公分掩埋，形成回路，天线需用PVC管保护，以防进水对天线造成腐蚀。

　　2) 双频电子标签安放在进出停车场的车辆上面，进行车辆的身份识别，为进出停车场，进行停车位检测与智能引导和反向寻车服务。

　　3) 2.4G读卡器进行信号的全覆盖，实时接收标签发送的数据，安装在车辆行驶的出入口位置，离地面1.5M高左右，保证能覆盖到低频激活器线圈天线的区域，保证数据的读取

　　3.2 车位智能引导系统总体架构示意图

　　停车位检测定位系统

　　停车位检测总体架构示意图

　　停车位检测定位管理软件

　　低频激活器带4到6根棒状天线，根据停车位的大小，在每个停车场的斑马线上安装一个棒状天线，一个低频激活器可以最多可以定位5个停车位，车辆上面放置双频电子标签，一根棒状天线的激活器半径在4M左右，低频激活器天线采用循环激活，循环发送的唤醒机制，当车辆停放在1号停车位时，先被3001激活，再被3002激活，激活标签的同时把每个天线的RSSI值(信号强度值)同时显示，当在1号停车位时，3001天线与3002天线RSSI值最大，就检测定位车辆停在1号停车位上面。

　　停车位检测定位系统实时检测车位上是否有车辆停放，通过数据采集器和节点控制器将数据实时发送到主控器和管理电脑，由主控器及时更新各个交叉路口引导屏的空车位数，指引客户停车。同时根据车位使用情况控制车位指示灯显示不同的颜色，红色为占用，绿色为空位，客户在50米外即可看到，根据车位指示灯的颜色客户可很快找到车位。信息显示系统动态实时显示停车场车位数的变化，主入口引导屏显示整个车场空车位数，区位引导屏显示该区域的空车位数，交叉路口引导屏显示行车方向上的空车位数。车位信息由主控器实时发布。

　　3.2.1车位智能引导系统硬件组成

　　1) RFID全向读写器，实现整个停车场区域2.4G信息覆盖，保证标签主动发送的数据能够实时读取，通过RJ45网线传输到后台进行数据的处理。

　　2) 低频激活器(车位探测器)采用RFID技术，一个低频激活器最多可以检测定位5个车位

　　3) 双频电子标签，安放在所需要管理识别的车辆上

　　4) 车位指示灯，超高亮度LED指示灯，红绿指示，红灯表示占用，绿灯表示空位

　　5) 控制器，分为主控器、节点控制器、区域控制器、主控制器为智能引导系统核心控制设备，完成系统所有数据的汇总和控制指令的发出，对系统所有设备进行管理控制，可接1-16个节点控制器。节点控制器，数据采集设备，设计容量为1-32个RS485设备，建议在实际工程中接16个左右，一个设备箱内可含2套。区域控制器为数据采集设备，设计容量为1-32个RS485设备，建议在实际工程中接16个左右，一个设备箱内可含2套

　　6) 车位引导屏分为主引导屏和车位引导屏，主入口引导屏，分层显示每层的空车位数量户外落地安装，防水防潮车位显示采用超高亮度户外LED，阳光直射可清晰辨认，车位引导屏，室内通道上方吊装，防水防潮，剩余车位数显示采用黄绿LED，50米清晰可辨

　　3.2.2 车位智能引导系统各硬件安装注意事项

　　1) RFID全向读写器实现2.4G信号在停车场全面覆盖，2.4G全向读写器室内识别距离在60m左右，根据停车场面积来布设全向读写器数量。全向读写器安装注意安装高度(一般在3到4m)接头防水(电源接头、网络接头)

　　2) 低频激活器也叫车位检测定位器，根据车位数量，把激活器的每根棒状天线浅埋到每个车位的斑马分割线上面。

　　3) 双频电子标签安放在车辆上面，尽量放置在前挡风玻璃上

　　4.3 智能反向寻车系统总体架构示意图

　　智能反向寻车系统建立是在对车位进行检测定位的基础上实现的。在实现车辆精确定位的前提下，系统的记录里有该车辆所在位置的信息，在返回停车场寻车时，客人进行查询车辆位置的操作更加简单，只须就近找一个查询终端，直接读取代表车辆身份的电子标签，输入标签ID号进行查询，显示屏上就会显示该电子标签对应的车位信息，如“B1层，A08分区”。同时以电子地图的形式自动生成路径信息，车主可以按照提供的路线寻找车辆

　　查询终端一般设置在客人步行进入停车场的通道上，或者中央收费处附近的必经之路上，这样客人在进场寻车之前，就可以预先进行查询，按图索骥。

　　查询终端也可以与商业多媒体信息查询机结合在一起，应用更为广泛和丰富。

　　3.3.1智能反向寻车系统硬件组成

　　1) RFID全向读写器，实现整个停车场区域2.4G信息覆盖，保证标签主动发送的数据能够实时读取，通过RJ45网线传输到后台进行数据的处理。

　　2) 低频激活器(车位探测器)采用RFID技术，一个低频激活器最多可以检测定位5个车位

　　3) 双频电子标签，安放在所需要管理识别的车辆上

　　4) 电子地图式查询终端，查询机带有显示屏，提示停车位置和当前位置，自动生成路线，采用电子地图方式自助读卡查询车辆位置，直观清晰

　　4.3.2 智能反向寻车系统各硬件安装注意事项

　　1) RFID全向读写器实现2.4G信号在停车场全面覆盖，2.4G全向读写器室内识别距离在60m左右，根据停车场面积来布设全向读写器数量。全向读写器安装注意安装高度(一般在3到4m)接头防水(电源接头、网络接头)

　　2) 低频激活器也叫车位检测定位器，根据车位数量，把激活器的每根棒状天线浅埋到每个车位的斑马分割线上面。

　　3) 双频电子标签安放在车辆上面，尽量放置在前挡风玻璃上

　　4) 电子地图式查询终端放置到每层电梯间，电梯口是离场客人的必到之处，设在这个地点能够最大限度的覆盖客人的范围，也缩短了客人查询时的过程和时间。