CN104821089A - 一种基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征在于，它包括若干个分车道的RFID射频车牌识别定位节点，所述的RFID射频车牌识别定位节点由不同车道的分车道地埋天线总成、分车道RFID射频读写器以及识别定位节点信息服务器、分车道摄像头四部分组成，所述的分车道RFID射频读写器通过该车道的若干个分车道地埋天线总成针对所通过的不同车辆的具有通讯功能的RFID射频车牌进行信息读取，并与识别定位节点信息服务器相连，所述的识别定位节点信息服务器与每个车道的分车道摄像头相连，并且其信息数据与交通管理信息中心相连，构成基于具有通讯功能RFID射频车牌的分车道车辆定位系统。

Description

一种基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统

【技术领域】

本发明涉及一种分车道车辆定位系统，具体的说涉及一种基于具有通讯功能RFID射频车牌的分车道车辆定位系统。

【背景技术】

针对动态或静态的车辆定位，现有技术的GPS系统(Global PositioningSystem)利用GPS定位卫星，在特定范围内实时进行定位、导航，GPS是由美国国防部研制建立的一种卫星导航系统，能为用户提供导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，但是，随着社会经济的发展和用户需求的提高，现有技术的车辆GPS定位系统暴露出自身的缺陷：

1、目前在用的车辆GPS定位系统不能实施分车道车辆定位，如果升级到分车道定位GPS定位系统的成本大大增加。

2、GPS卫星定位系统不能识别车辆的号牌、车辆类型、车主类型、车辆载重量，所以GPS卫星定位系统不能应用于车辆精确定位。

3、GPS卫星定位系统中的车载定位仪与车辆是一个松散挷定，卫星定位系统识别盗牌车、丢失车、假牌车的效果不理想，假的士、假军车和丢失车现象时常发生。

4、GPS定位系统不能用于隧道、室内停车场定位。

5、GPS系统需要车辆安装专业定位系统装置，增加了车主经济负担，所以多数车辆不愿安装GPS定位系统。

另外，由于汽车的普及，公路汽车密度急剧增加，城市塞车成为一种常态，急需一种分车道车辆分类定位系统，掌握道路上车辆动态流量以制定交通管理优化方案，提高道路通车效率。

目前，涉及公路，车辆的安全的案子越来越多，社会急需一种涉及车辆号牌、车辆类型、车主类型、车辆载重量的分车道定位系统，及时确认特指车辆或犯罪车辆的准确位置，及时拦截可疑车辆，提高车辆安全管理水平。

而且，现有的车辆管理系统都是为车管部门、交管部门提供服务，没有为车主单位提供信息服务的系统，而车主单位需了解自己的车辆动态位置，追踪车辆是否按计划行车，追踪记录公车私用的行车轨迹，从而制约计划外行车和公车私用。

中国发明专利CN104442619A公开了一种具有通讯功能的RFID射频车牌，该技术由本发明人研发随后申请中国发明专利，并基于此专利申请提交国际PCT专利申请，该专利申请公开了一种具有通讯功能的RFID射频车牌，它包括车牌外壳，所述的车牌外壳内设置有七个组成部分：有源射频芯片、半波振子天线及近场天线、防拆卸射频芯片自毁装置、数据处理器、振动传感器、电压调整及断电报警装置、GPRS无线通讯模块总成，本发明可以协助建立车辆动态定位数据库，确定公路上每辆车的位置，用于查询丢失车、套牌车位置，查询某辆车位置，提高社会安全管理水平，并以射频车牌为信息载体和交流媒介，建立涉及车辆公路相关部门以及司机、车主单位的大数据车联网。

另外，中国发明专利CN104538724A公开了一种应用于RFID射频识别的地埋天线骨架装置及其地下安装方法，该技术由本发明人研发随后申请中国发明专利，并基于此专利申请提交国际PCT专利申请，该专利申请包括绝缘介质骨架和金属外框架，所述的绝缘介质骨架为聚丙烯塑料，在其中设置有一个天线孔，所述天线孔用来安装线状天线，所述绝缘介质骨架内部一侧设置有凹槽，所述的凹槽内两端分别安装振动传感器，传感器上连接导线，所述金属外框架由钢板制成，其内部和绝缘介质骨架紧密配合，金属外框架上平面和绝缘介质骨架上平面保持一致，所述金属外框架一端设置有射频天线引线管和振动传感器引线管，该发明可以为埋在地表面之下的天线提供绝缘介质外壳，克服了地层对天线发射能量的吸收衰减，确保天线发射效率，提升天线向地表面之上发射的效率，易于安装固定在混凝土或沥清道路中，承载重型车辆碾压。

基于现有GPS定位系统的缺陷，上述两个专利申请的技术构思以及现有技术的要求，提出分车道车辆定位系统的技术问题和技术方案。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是克服上述缺陷，提供一种基于具有通讯功能RFID射频车牌的分车道车辆定位系统，本发明可以针对不同车道的车辆进行定位追踪，分车道识别车辆的号码、车辆类型、车主类型、车轴数量、车辆最大重量，并与车管数据中心、公安信息中心、公路信息中心、税务信息中心相连接，实现无射频车牌车、假的士、假军车识别定位，及时查证打击，实施一般车辆、犯罪车辆、丢失车、打劫车识别定位，实施未办违章处理车辆识别定位，有效提高车辆安全管理，并且车主单位获得车辆定位信息及运行轨迹，及时了解丢失车辆位置与运行轨迹，提高车辆管理水平，有效防止公车私用、计划外出车和车辆丢失，本发明用于构建城市车辆流量流向分布图及基于车辆流动信息的车联网。

本发明技术方案如下所述：一种基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征在于，它包括若干个分车道的RFID射频车牌识别定位节点，所述的RFID射频车牌识别定位节点由不同车道的分车道地埋天线总成、分车道RFID射频读写器以及识别定位节点信息服务器、分车道摄像头四部分组成，所述的分车道RFID射频读写器通过该车道的若干个分车道地埋天线总成针对所通过的不同车辆的具有通讯功能的RFID射频车牌进行信息读取，并与识别定位节点信息服务器相连，所述的识别定位节点信息服务器与每个车道的分车道摄像头相连，并且其信息数据与交通管理信息中心相连，所述交通管理信息中心连接城市车辆管理信息中心、公安部门信息中心、公路部门信息中心、税务部门信息中心，构成基于具有通讯功能RFID射频车牌的分车道车辆定位系统。

根据上述技术特征的本发明，其特征还在于，如申请人所申请中国发明专利CN104538724A一种应用于RFID射频识别的地埋天线骨架装置及其地下安装方法所述，所述的分车道地埋天线总成，它包括绝缘介质骨架和金属外框架，所述的绝缘介质骨架为聚丙烯塑料，在其中设置有一个天线孔，所述天线孔用来安装线状天线，所述绝缘介质骨架内部一侧设置有凹槽，所述的凹槽内两端分别安装振动传感器，传感器上连接导线，所述的绝缘介质骨架两侧设置有螺丝孔，所述金属外框架由钢板制成，其内部和绝缘介质骨架紧密配合，金属外框架上平面和绝缘介质骨架上平面保持一致，所述金属外框架一端设置有射频天线引线管和振动传感器引线管，所述金属外框架底部设置有一个安装定位板，所述安装定位板用于在地埋天线槽中定位，确保在公路表面之下获得稳定性，所述绝缘介质骨架横截面可以是三角形、长方形和抛物线反射截面任何一种，绝缘介质骨架内部天线孔的直径为30～40毫米，孔中心距离绝缘介质骨架上平面的尺寸为30～40毫米，金属外框架为厚度大于4毫米的钢板制成，绝缘介质骨架介电常数小于1.5。

根据上述技术特征的本发明，其特征还在于，每一个分车道间隔安装两个或者两个以上的地埋天线总成，构成针对射频车牌的射频读写区域。

根据上述技术特征的本发明，其特征还在于，所述的分车道RFID射频读写器安装于每一个公路检测节点，所述的公路检测节点为某一个十字路口区域，或者是道路入口区域，或者是高速公路入口区，或者是隧道出入口区，或者是是铁路、机场、大型商场的室内停车场区，每个公路检测节点通常包括若干个行车道，每一个车道都安装有分车道RFID射频读写器，公路检测节点有多少个分车道就要安装多少个分车道RFID射频读写器，每个公路检测节点的不同的RFID射频读写装器都有唯一的地址代码，通过读写器的地址代码，可以确定车辆的位置，实现车辆定位。

根据上述技术特征的本发明，其特征还在于，所述的识别定位节点信息服务器通过分车道RFID射频读写器与分车道地埋天线总成中的车辆振动传感器相连，所述识别定位节点信息服务器还与每个车道的分车道摄像头相连接。

根据上述技术特征的本发明，其特征还在于，所述分车道摄像头安装于该车道地埋天线总成的前上方，可以依识别定位节点信息服务器的指令，拍摄车辆的照片。

根据上述技术特征的本发明，如申请人所申请中国发明专利CN104442619A一种具有通讯功能的RFID射频车牌所述，其特征还在于，所述的具有通讯功能的RFID射频车牌与传统的汽车号牌叠压在一起固定在汽车车体上，其车牌外壳内设置有七个组成部分：有源射频芯片、半波振子天线及近场天线、防拆卸射频芯片自毁装置、数据处理器、振动传感器、电压调整及断电报警装置、GPRS无线通讯模块总成：所述的有源射频芯片外接半波振子天线和近场天线，所述的有源射频芯片寄存区分为六个区域：作为车辆基本信息区的EPC区，作为车辆详细信息区的T区，以及由交通管理信息区、公路收费信息区、停车场收费信息区和备用信息区组成的Q区，所述车辆基本信息区和车辆详细信息区都是不可改写区，都由车管所写入，所述Q区为车辆动态信息区；所述的有源射频芯片外接防拆卸射频芯片自毁装置，所述的数据处理器控制有源射频芯片内部信息采集、处理及传输，所述的振动传感器检测射频车牌的振动，检测汽车发动机启动或关闭，信息输写至数据处理器；所述的电压调整与断电报警装置外接车辆电瓶获得直流电，经过内部设置的电压调整器输出电流为射频车牌各单元供电；GPRS无线通讯模块总成包括GPRS模块和SIM卡，所述SIM卡存贮有射频车牌及车主手机、单位电脑移动通讯号码，GPRS通讯模块总成的GPRS通讯天线在数据处理器的控制下，实施与车主手机电脑的信息交流。

根据上述技术特征的本发明，其特征还在于，所述交通管理信息中心与各个识别定位节点信息服务器相连，处理各个节点的识别定位信息并获得各个车道的车流量及车辆类型统计表，依分车道RFID射频读写器读取射频车牌存储的包括车辆号牌、车辆类型、车主分类、车辆重量、车轴数量的五项信息及读写器的地址码，获得精确到分车道的定位图及行驶动态图，城市交通管理信息中心连接城市车辆管理信息中心，公安部门信息中心，公路部门信息中心，税务部门信息中心，实施信息交换，并将各部门需要与车主单或司机交流的信息、指令、通知写入车辆的射频车牌芯片里，射频车牌的内部处理器会即时通知车主单位与司机，构成基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统。

根据上述技术特征，本发明可以达到如下技术效果：

1、本发明可以分车道识别车辆的号码、车辆类型、车主类型、车轴数量、车辆最大重量等五项重要信息。

2、本发明可以分车道识别定位射频读写地址代码与车辆号码、车辆类型、车主类型、车轴数量车辆最大重量代码共同构成识别定位数字串。

3、本发明可以构建车辆流量流向明细表及时段、车辆类型、地域车辆统计表，构建城市车辆流量流向分布图，以制定交通管理优化方案。

4、本发明可以与车管数据中心、公安信息中心、公路信息中心、税务信息中心相连接，实现无射频车牌车、假的士、假军车识别定位，及时查证打击，实施一般车辆、犯罪车辆、丢失车、打劫车识别定位，实施未办违章处理车辆识别定位，有效提高车辆安全管理，实施偷逃税费车辆识别定位，及时追讨税费。

5、车主单位获得车辆定位信息及运行轨迹后，及时了解丢失车辆位置与运行轨迹，提高车辆管理水平，有效防止公车私用、计划外出车和车辆丢失。

本发明可以协助建立大数据车联网，车辆有关的部门、单位、车主、司机从中获得各自的收益：

1、为优化交通管理提供精确到分车道的车辆号牌、车辆类型、车主类型的基础数据，提高交通优化管理方案，提高道路通车率。

2、为车辆安全管理提供精确定位数据，提高车辆安全管理水平，有效打击涉及车辆的犯罪活动。

3、为公路、税务、车管部门提供与车主、单位、司机实时交流的渠道，提高公路、税务、车管部门工作效率，有效制约偷逃税费及偷换车牌的违法行为。

4、车主单位建立车辆定位系统，有效防止车辆丢失、制约、公车私用，提高车辆管理水平。

5、司机从驾驶室中的显示屏中获得识别定位检测信息，及时得到公路、交管、税务部门的通知与指令，补办违章、补交税款、补办年审等，减少司机的违法概率。

【附图说明】

图1为本发明射频车牌定位系统结构原理图；

图2为本发明识别定位节点读写装置结构图；

图3为本发明地埋射频天线读写特性示意图——垂直于地天线轴线的横向灵敏度特性图；

图4为本发明地埋射频天线读写特性示意图——垂直于地天线的俯视灵敏度特性图；

图5为本发明三个同相位地埋天线读写有效长度示意图-水平方向视图；

图6为本发明三个同相位地埋天线读写有效长度示意图-竖直方向视图。

在图中，

100、车辆；

110、具有通讯功能的射频车牌；

200、公路的路面；

300、分车道地埋天线总成；

3001、线状地埋射频天线；

3002、线状地埋射频天线的绝缘支架；

3003、线状地埋射频天线的金属外壳，安装在公路路面200之下，固定在混凝土中；

3011、第一车道的第一天线总成；

3012、第一车道的第二天线总成；

3013、第一车道的第三天线总成；

3014、第一车道的第四天线总成；

每个车道射频读写器最多可连接四个同相位天线。

3021、第二车道的第一天线总成；

3022、第二车道的第二天线总成；

3023、第二车道的第三天线总成；

3024、第二车道的第四天线总成；

501、分车道摄像头。

L、地天线长度；S、两个相邻同位天线场叠接部。

【具体实施方式】

如图1-6所示，本发明基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征在于，它包括若干个分车道的RFID射频车牌识别定位节点，所述的RFID射频车牌识别定位节点由不同车道的分车道地埋天线总成、分车道RFID射频读写器以及识别定位节点信息服务器、分车道摄像头四部分组成，所述的分车道RFID射频读写器通过该车道的若干个分车道地埋天线总成针对所通过的不同车辆的具有通讯功能的RFID射频车牌进行信息读取，并与识别定位节点信息服务器相连，所述的识别定位节点信息服务器与每个车道的分车道摄像头相连，并且其信息数据与交通管理信息中心相连，所述交通管理信息中心连接城市车辆管理信息中心、公安部门信息中心、公路部门信息中心、税务部门信息中心，构成基于具有通讯功能RFID射频车牌的分车道车辆定位系统。

具体的，所述的具有通讯功能的RFID射频车牌与传统的汽车号牌叠压在一起固定在汽车车体上，其车牌外壳内设置有七个组成部分：有源射频芯片、半波振子天线及近场天线、防拆卸射频芯片自毁装置、数据处理器、振动传感器、电压调整及断电报警装置、GPRS无线通讯模块总成：所述的有源射频芯片外接半波振子天线和近场天线，所述的有源射频芯片寄存区分为六个区域：作为车辆基本信息区的EPC区，作为车辆详细信息区的T区，以及由交通管理信息区、公路收费信息区、停车场收费信息区和备用信息区组成的Q区，所述车辆基本信息区和车辆详细信息区都是不可改写区，都由车管所写入，所述Q区为车辆动态信息区；所述的有源射频芯片外接防拆卸射频芯片自毁装置，所述的数据处理器控制有源射频芯片内部信息采集、处理及传输，所述的振动传感器检测射频车牌的振动，检测汽车发动机启动或关闭，信息输写至数据处理器；所述的电压调整与断电报警装置外接车辆电瓶获得直流电，经过内部设置的电压调整器输出电流为射频车牌各单元供电；GPRS无线通讯模块总成包括GPRS模块和SIM卡，所述SIM卡存贮有射频车牌及车主手机、单位电脑移动通讯号码，GPRS通讯模块总成的GPRS通讯天线在数据处理器的控制下，实施与车主手机电脑的信息交流。

进一步的，所述的有源射频芯片的容量为2-8Kbt，其寄存区信息设置为：作为车辆基本信息区的EPC区为车辆基本信息，包括车辆号码、车类型、车主分类、车辆最大重量、车轴数量；作为车辆详细信息区的T区为车架号、发动机号、购买日期；作为车辆动态信息区的Q区包括：交通管理信息区，即Q1，Q2，Q3，所述Q1为司机或车主请求交警拦车信息代码，所述Q2为公路检测点位置代码，所述Q3为公路检测结果及公路、税务、交警、车管部门的催办事项代码；公路收费信息区，即Q4，Q5，Q6，Q7，所述Q4为公路收费认证密码，所述Q5为公路收费余额存款，所述Q6为公路收费入口检测位置代码，所述Q7为公路收费扣款额；停车场收费信息区，即Q8，Q9，所述Q8为停车场入口时间，所述Q9为停车场停车位代码；备用信息区，即Q10，所述Q10为包含加油自动收费的备用信息。

另外，所述的防拆卸射频芯片自毁装置中，包括一个射频车牌的防拆卸自毁开关以及与其相连的贮能电容器，防拆卸自毁开关一端下面设有压力弹簧，上面设有安全插销，射频车牌外壳背板上设置有防拆卸凸笋，芯片电源接入端外接线通过升压变压器次级线圈和升压变压器初级线圈设置于防拆卸自毁开关另一端。

所述的数据处理器每秒钟读一次有源射频芯片的存贮信息，并从读取的信息存贮在处理器中，同时将上次存贮的信息清除，每次读到的信息与已存贮信息比对，如果不相同时启动GPRS，将Q2、Q3区信息发给车主手机或电脑；将GPRS接受到车主请求拦车的信息写入到芯片Q1区；将司机请求拦车的信息写入到Q1区；当射频车牌被拆卸时，通过GPRS报告车主；将Q3区中的公路检测信息传递给驾驶室中的显示屏；将Q5、Q7的公路收费余款额、扣款额传递给驾驶室中的显示屏；将Q9区的停车位信息通过GPRS模块发到司机的手机上。

所述的振动传感器将信息输写至数据处理器后，经GPRS模块发给车主手机电脑，建立车辆监控系统，防止计划外出车。

所述的电压调整与断电报警装置包括一个电压调整器，射频车牌接车辆电瓶获得12V直流电，经过射频车牌内的电压调整器输出3.3V为射频车牌各单元供电。

车辆驾驶室内显示屏安装在车辆驾驶室内，由导线或用蓝牙连接射频车牌。

本发明具有通讯功能的RFID射频车牌可参见中国发明专利CN104442619A，其特点是：

1、具有断电自动启动备用电源和报警系统，具有拆卸自毁装置，确保不可以拆卸二次使用；

2、射频车牌芯片的信息存储格式适于识别定位，参见下表：

上表：车牌芯片信息内容分区及用途表

识别定位节点射频读写器通过地埋天线，快速识别射频车牌中的信息：车牌号码、车辆类型、车主类型、车轴数量、车辆最大重量。

3、射频车牌具有通讯功能：

射频车牌的芯片具有双向读写功能：分车道识别定位读写器通过地埋天线读取射频车牌信息后，向车牌芯片写入读写器的地址代码，射频车牌中的信息处理器读取芯片中分车道读写器地址代码，通过车牌中的GPRS模块总成发往车主单位，供车主单位建立车辆运行定位数据库，射频车牌信息处理器将车主单位丢失车辆，请求拦截信息或将司机遇到劫车后请求拦截的信息写入到射频车牌的芯片里，供分车道识别定位读写器读取，并转公安局信息中心。

所述的分车道地埋天线总成，它包括绝缘介质骨架和金属外框架，所述的绝缘介质骨架为聚丙烯塑料，在其中设置有一个天线孔，所述天线孔用来安装线状天线，所述绝缘介质骨架内部一侧设置有凹槽，所述的凹槽内两端分别安装振动传感器，传感器上连接导线，所述的绝缘介质骨架两侧设置有螺丝孔，所述金属外框架由钢板制成，其内部和绝缘介质骨架紧密配合，金属外框架上平面和绝缘介质骨架上平面保持一致，所述金属外框架一端设置有射频天线引线管和振动传感器引线管，所述金属外框架底部设置有一个安装定位板，所述安装定位板用于在地埋天线槽中定位，确保在公路表面之下获得稳定性，所述绝缘介质骨架横截面可以是三角形、长方形和抛物线反射截面任何一种，绝缘介质骨架内部天线孔的直径为30～40毫米，孔中心距离绝缘介质骨架上平面的尺寸为30～40毫米，金属外框架为厚度大于4毫米的钢板制成，绝缘介质骨架介电常数小于1.5。

每一个分车道间隔安装两个或者两个以上的地埋天线总成，构成针对射频车牌的射频读写区域。

上述地埋天线为线状天线，即天线的长度与横向截面最大边尺寸之比大于20倍以上。地埋天线安装在绝缘材料支架中，地埋天线的周围由介电常数接近于1的绝缘材料支架取代了地层，所以地埋天线受到地层的吸收衰减大大减少，地埋天线可以有效对地面上的射频车牌实施读写。

地埋天线总成中的金属外壳与地层混凝土固结在一起，提高地埋天线承载重型车辆的耐压车，而且是地埋天线的反射罩，增加地埋天线向地面方向的辅射，提高地埋天线的效率。

地埋天线绝缘材料支架中安装了振动传感器，用来记录车辆通过地埋天线总成时产生的振动，获得车辆通过地埋天线的信息。

地埋天线总成耐车辆碾压，具有防水功能，确保地埋天线3001的可靠工作。

本发明具有通讯功能的RFID地埋天线可参见中国发明专利CN104538724A应用于RFID视频识别的地埋天线骨架装置。

地埋天线的读写灵敏度特性及设计，参见图3、4。

图3为地埋天线横向读写灵敏底特性图：

地埋天线灵敏度与读写器功率有关，较大的功率下地埋天线可以获得较远的读写距离。

由于地面对地埋天线的影响，在贴近地表处的读写灵敏度特别低，在距地面高度0.5米时可获得较好的读写灵敏度。车辆的射频车牌天线应保证距地面有0.5米左右的高度。

从图3上可以见到，在地埋天线场的左、右读写范围为2.5米(读写器功率24db)。

从图4俯视读写灵敏度特性图上看出，在地埋天线轴向的两端，读写器功率从20～24db变化，共读写灵敏变化不大，即地埋天线的轴向方向的读写范围长度略大于地埋天线300-1的长度。

从图4中看出，地埋天线的径向的读写范围长度与读写器功率相关，提高读写器功率可以加大读写范围长度。

地埋天线结构与车辆速度的关系：

车辆射频车牌的识别时间约为0.01秒左右，但是将射频读写器地址代码写入到射频车牌的芯片里所需时间大于0.1秒，射频识别定位全过程的时间设计为0.15秒，即运行中的车辆射频车牌通过地埋天线场读写范围的时间需要大于0.15秒，车辆的速度越快，需要地埋天线场径向读写范围长度越大。

用几个同相位的地埋天线的电磁场范围叠接在一起，构建成读写范围长度大大增加的同相位地天线径向读写范围长度，满足高速移动射频车牌的读写。

参见图5、6，三个同相位地埋天线读写范围长度示意图：

假设每个地埋天线的径向读写范围长度为2.5米：

三个地埋天线边缘相互叠接0.25米，构成一个同相位射频天线场的读写范围长度＝2.5×3-2×0.25＝7.5-0.5＝7米，7米长的读写范围长度可以识别定位的车速为7米÷0.15秒＝168公里/时，识读定位时速200km/时车辆时需要4个同相位地埋天线。

地埋天线的分车道识别分辨力：

参见图3、4地埋天线射频读写灵敏度特性图，轴向读写范围略大于地埋天线长度，改变地埋天线长度使得轴向读写范围长度小于分车道宽度0.5米，确保分车道地埋天线不会读取到相邻车道的射频车牌。实施分车道识别定位。

参见图1、2，本发明的分车道RFID射频读写器安装于每一个公路检测节点，所述的公路检测节点为某一个十字路口区域，或者是道路入口区域，或者是高速公路入口区，或者是隧道出入口区，或者是是铁路、机场、大型商场的室内停车场区，每个公路检测节点通常包括若干个行车道，每一个车道都安装有分车道RFID射频读写器，公路检测节点有多少个分车道就要安装多少个分车道RFID射频读写器，每个公路检测节点的不同的RFID射频读写装器都有唯一的地址代码，通过读写器的地址代码，可以确定车辆的位置，实现车辆定位。

根据上述技术特征的本发明，其特征还在于，所述的识别定位节点信息服务器通过分车道RFID射频读写器与分车道地埋天线总成中的车辆振动传感器相连，所述识别定位节点信息服务器还与每个车道的分车道摄像头相连接，其功能为：

接收分车道射频读写器读取的射频车牌信息及读写器地址代码信息；

将读取到的射频车牌信息、读写器地址代码发往车辆定位信息中心；

将车辆定位信息中心发来的相关信息如：该车辆未办年审、未交养路费、未办理违章事故处理等发至射频读写器，将这些信息写入到车辆的射频车牌中，通知车主和司机；

如果车辆振动传感器检测到有车辆通过地埋天线分车道射频读写器未检测到射频车牌的信息，识别定位节点服务器自动判断该车辆没有射频车牌，即刻驱动分车道摄像头拍摄车辆照片，并启动拦截程序。

所述分车道摄像头安装于该车道地埋天线总成的前上方，可以依识别定位节点信息服务器的指令，拍摄车辆的照片。

所述交通管理信息中心与各个识别定位节点信息服务器相连，处理各个节点的识别定位信息并获得各个车道的车流量及车辆类型统计表，依分车道RFID射频读写器读取射频车牌存储的包括车辆号牌、车辆类型、车主分类、车辆重量、车轴数量的五项信息及读写器的地址码，获得精确到分车道的定位图及行驶动态图，城市交通管理信息中心连接城市车辆管理信息中心，公安部门信息中心，公路部门信息中心，税务部门信息中心，实施信息交换，并将各部门需要与车主单或司机交流的信息、指令、通知写入车辆的射频车牌芯片里，射频车牌的内部处理器会即时通知车主单位与司机，构成基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统。

本发明车辆检测节点射频读写器代码：

分车道识别定位射频读写器地址代码为12位16进制代码，如下表：

	城市代码	区代码	节点代码	分车道代码	停车场类型
						代码	4位	2位	4位	1位	1位
容量	65536个	256个	65536个	16个	16个

分车道射频读写器的地址代码标志着所在位置，在读到射频车牌信息时，向车牌芯片中写入读写器地址代码，射频车牌中的信息处理器向车主单位报告车辆的位置，射频读写器向检测节点服务器输入检测到的车辆信息数字串中标有读写器的地址代码，成为车辆识别定位信息。

本发明识别定位系统设备安装：

1、车辆识别定位节点位置选择：

车辆识别定位节点应选择在进出城市的干道、车流量大的干道，出入车站、车场的干道、重要位置道路、大型停车场。

2、安装分车道地埋天线总成：

按车辆速度确定地埋天线总成的数量，按道路的宽度确定地埋天线的长度，在车道地面开挖地埋天线总成槽沟，在槽沟内固定地埋天线总成，并确保地埋天线总成的上平面与道路平面一致，调整地埋天线的长度，确保不会读到相邻车道的射频车牌信息，确定同一车道中地埋天线的数量(一般为1-4个)以满足最大车速车辆的识别定位。

3、安装分车道识别定位射频读写器；

4、安装分车道摄像头；

5、安装识别定位节点信息中心服务器，信息中心服务器与分车道地埋天线总成中的振动传感器、分车道射频读写器、分车道摄像头相连接。识别定位节点信息中心服务器与城市车辆交通管理中心相连接。

本发明在交通管理部门车辆识别定位的应用：

各个公路识别定位节点的分车道射频读写器读取通行车辆上的射频车牌芯片信号：车牌号码、车辆类型、车主类型、车辆最大重量信息与识别定位节点代码，分车道射频读写器地址代码共同构成车辆识别定位基本信息，输往城市交管信息中心标注在带有识别定位节点代码的城市地图上，构建出车辆流量流向的图表，获得交通管理的基础数据，制定交通优化管理方案。

本发明在车辆管理部位识别定位应用：

车辆管理部门需要掌握车辆号牌的使用状态，识别定位没有射频车牌的车辆，假的士、假军车、假救护车、非法运输车。

由于射频车牌绝对不可以拆卸二次使用，所以假的士、假军车、假救护车、非法运输车均没有射频车牌。这些没有射频车牌的车辆通过识别定位节点地埋天线总成时，振动传感器记录了车辆通过地埋天线的信息，因为地埋天线读不到射频车牌芯片信息而触发分车道摄像头，拍下没有射频车牌车辆的照片，输往城市交通管理中心，并通知车辆管理信息中心启动无射频车牌拦截程序。

本发明在公安部门关于特种车辆的识别定位应用：

1、关于未办理交通违章处理的车辆识别定位。

公安部门将未办理交通违章处理的车辆号码信息发送到每一个识别定位节点数据中心服务器。

当识别定位节点分车道射频读写器地埋天线识别到未办理违章处理的车辆号码时，即刻向射频车牌芯片写入“催办违章处理”信息。射频车牌中的信息处理器自动读取到“催办违章处理”信息，并即刻发给车主单位，并在车辆驾驶室显示屏显示出来，通知司机补办违章处理事宜。

2、丢失车辆、打劫车辆识别定位。

识别定位节点射频读写器读取射频车牌芯片信息，如果射频车牌芯片中有车主写入的丢失车辆或司机写入的车被打劫信息，节点读写器读到这些信息后，即刻通过节点信息服务器发往交管中心再转发到市公安部门信息中心，启动车辆追踪定位程序，启动拦截程序。

3、特定车辆或犯罪车辆的位置跟踪及运行轨迹图

公安部门需要对特定车辆实施定位与追踪。公安部门信息中心可以从交通管理部门的车辆通行数据表上获得特定车辆的位置，通过识别定位节点代码及其时间，绘制特定车辆运行轨迹图，掌握特定车辆或犯罪车辆的行踪。

本发明在公路管理部门关于违规车辆的识别定位：

1、识别定位未交付公路税费的车辆：

公路管理部门信息中心通过交通管理信息中心将未交公路税费的车辆号码记录在各个识别定位信息服务器中，当识别节点分车道射频读写器读取到未交付公路税费的射频车牌芯片信息后，即刻向射频车牌芯片中写入“催交公路税费”信息，射频车牌中的信息处理器读取到“催交公路税费信息”并通过射频车牌中的处理器总成发给车主单位，同时在车辆驾驶室显示屏上显示出“催交公路税费”，通知司机补办。

公路部门信息中心可以从交通管理信息中心的节点通行车辆明细表中获得未交公路税费车辆的位置与运行轨迹。

2、识别载重车辆超载而未交罚款的车辆，公路上的动态计重系统可以自动计量运行中车辆的总重量，确认是否超重，但无法即时截停超载车辆。

公路部位信息中心通过交通管理信息中心向识别定位节点信息中心服务器记录下超载而未交罚款车辆的号码。当分车道射频读写器读取到超载而未交罚款车辆的号码时，即刻向射频车牌芯片写入“催交超载罚款”信息总通过射频车牌中的处理器总成发给车主单位。同时在车辆驾驶室显示屏上显示出“催交超载罚款”信息，通知司机尽快办理。

公路信息中心通过交通管理信息中心节点通行车辆明细表获得超载未交罚款车辆的位置与轨迹，及时启动拦截车辆追讨收费。大大提高对偷逃公路税费和超重罚款现象的打击，减少偷逃公路税费和超载。

本发明在税务部门对偷逃车辆使用税车辆的识别定位：

税务部门信息中心通过交通管理信息中心将偷逃未交车辆使用税的车辆号码记录在识别定位节点的数据中心服务器里。当分车道射频读写器读取到偷逃未交税费的车辆号码时，向射频车牌芯片写入“催交税费”信息，射频车牌的数据处理器读取芯片中“催交税费”的信息，并通过射频车牌中的处理器总成发给车主单位，同时在车辆驾驶室显示屏上显示出“催交税费”，通知司机办理。

税务部信息中心从交通管理费用信息中心的识别定位节点通车明细表中获得偷逃未交费车辆的位置和运行轨迹，及时启动拦截车辆实施收费。有效的打击、制止偷逃不交税费的现象。

本发明在车主单位实施车辆定位跟踪：

1、建立车辆运行轨迹图：

车主单位从射频车牌发来的分车道识别定位读写器地址代码，确定车辆的位置与运行方向，在具有识别定位节点代码的城市地图上绘制车辆运行轨迹图。提高车辆利用率，有效的制止计划外用车、公车私用。

2、建立丢失车辆运行轨迹图：

车主单位从丢失车辆的射频车牌发来的分车道识别定位射频读写器地址代码，确定丢失车辆的位置和运行方向，并及时报告公安部门启动拦截车辆程序。有力阻止丢盗车辆发生，大大提高车辆安全管理水平。

Claims (10)

1.一种基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征在于，它包括若干个分车道的RFID射频车牌识别定位节点，所述的RFID射频车牌识别定位节点由不同车道的分车道地埋天线总成、分车道RFID射频读写器以及识别定位节点信息服务器、分车道摄像头四部分组成，所述的分车道RFID射频读写器通过该车道的若干个分车道地埋天线总成针对所通过的不同车辆的具有通讯功能的RFID射频车牌进行信息读取，并与识别定位节点信息服务器相连，所述的识别定位节点信息服务器与每个车道的分车道摄像头相连，并且其信息数据与交通管理信息中心相连，所述交通管理信息中心连接城市车辆管理信息中心、公安部门信息中心、公路部门信息中心、税务部门信息中心，构成基于具有通讯功能RFID射频车牌的分车道车辆定位系统。

2.根据权利要求1所述的基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征还在于，所述的分车道地埋天线总成，它包括绝缘介质骨架和金属外框架，所述的绝缘介质骨架为聚丙烯塑料，在其中设置有一个天线孔，所述天线孔用来安装线状天线，所述绝缘介质骨架内部一侧设置有凹槽，所述的凹槽内两端分别安装振动传感器，传感器上连接导线，所述的绝缘介质骨架两侧设置有螺丝孔，所述金属外框架由钢板制成，其内部和绝缘介质骨架紧密配合，金属外框架上平面和绝缘介质骨架上平面保持一致，所述金属外框架一端设置有射频天线引线管和振动传感器引线管，所述金属外框架底部设置有一个安装定位板，所述安装定位板用于在地埋天线槽中定位，确保在公路表面之下获得稳定性，所述绝缘介质骨架横截面可以是三角形、长方形和抛物线反射截面任何一种，绝缘介质骨架内部天线孔的直径为30～40毫米，孔中心距离绝缘介质骨架上平面的尺寸为30～40毫米，金属外框架为厚度大于4毫米的钢板制成，绝缘介质骨架介电常数小于1.5。

3.根据权利要求2所述的基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征还在于，每一个分车道间隔安装两个或者两个以上的地埋天线总成，构成针对射频车牌的射频读写区域。

4.根据权利要求1所述的基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征还在于，所述的分车道RFID射频读写器安装于每一个公路检测节点，所述的公路检测节点为某一个十字路口区域，或者是道路入口区域，或者是高速公路入口区，或者是隧道出入口区，或者是是铁路、机场、大型商场的室内停车场区，每个公路检测节点通常包括若干个行车道，每一个车道都安装有分车道RFID射频读写器，公路检测节点有多少个分车道就要安装多少个分车道RFID射频读写器，每个公路检测节点的不同的RFID射频读写装器都有唯一的地址代码，通过读写器的地址代码，可以确定车辆的位置，实现车辆定位。

5.根据权利要求1所述的基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征还在于，所述的识别定位节点信息服务器通过分车道RFID射频读写器与分车道地埋天线总成中的车辆振动传感器相连，所述识别定位节点信息服务器还与每个车道的分车道摄像头相连接。

6.根据权利要求1所述的基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征还在于，所述分车道摄像头安装于该车道地埋天线总成的前上方，可以依识别定位节点信息服务器的指令，拍摄车辆的照片。

7.根据权利要求1所述的基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征还在于，所述的具有通讯功能的RFID射频车牌与传统的汽车号牌叠压在一起固定在汽车车体上，其车牌外壳内设置有七个组成部分：有源射频芯片、半波振子天线及近场天线、防拆卸射频芯片自毁装置、数据处理器、振动传感器、电压调整及断电报警装置、GPRS无线通讯模块总成：所述的有源射频芯片外接半波振子天线和近场天线，所述的有源射频芯片寄存区分为六个区域：作为车辆基本信息区的EPC区，作为车辆详细信息区的T区，以及由交通管理信息区、公路收费信息区、停车场收费信息区和备用信息区组成的Q区，所述车辆基本信息区和车辆详细信息区都是不可改写区，都由车管所写入，所述Q区为车辆动态信息区；所述的有源射频芯片外接防拆卸射频芯片自毁装置，所述的数据处理器控制有源射频芯片内部信息采集、处理及传输，所述的振动传感器检测射频车牌的振动，检测汽车发动机启动或关闭，信息输写至数据处理器；所述的电压调整与断电报警装置外接车辆电瓶获得直流电，经过内部设置的电压调整器输出电流为射频车牌各单元供电；GPRS无线通讯模块总成包括GPRS模块和SIM卡，所述SIM卡存贮有射频车牌及车主手机、单位电脑移动通讯号码，GPRS通讯模块总成的GPRS通讯天线在数据处理器的控制下，实施与车主手机电脑的信息交流。

8.根据权利要求7所述的基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征还在于，所述的有源射频芯片的容量为2-8Kbt，其寄存区信息设置为：作为车辆基本信息区的EPC区为车辆基本信息，包括车辆号码、车类型、车主分类、车辆最大重量、车轴数量；作为车辆详细信息区的T区为车架号、发动机号、购买日期；作为车辆动态信息区的Q区包括：交通管理信息区，即Q1，Q2，Q3，所述Q1为司机或车主请求交警拦车信息代码，所述Q2为公路检测点位置代码，所述Q3为公路检测结果及公路、税务、交警、车管部门的催办事项代码；公路收费信息区，即Q4，Q5，Q6，Q7，所述Q4为公路收费认证密码，所述Q5为公路收费余额存款，所述Q6为公路收费入口检测位置代码，所述Q7为公路收费扣款额；停车场收费信息区，即Q8，Q9，所述Q8为停车场入口时间，所述Q9为停车场停车位代码；备用信息区，即Q10，所述Q10为包含加油自动收费的备用信息。

9.根据权利要求7所述的基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征还在于，所述的防拆卸射频芯片自毁装置中，包括一个射频车牌的防拆卸自毁开关以及与其相连的贮能电容器，防拆卸自毁开关一端下面设有压力弹簧，上面设有安全插销，射频车牌外壳背板上设置有防拆卸凸笋，芯片电源接入端外接线通过升压变压器次级线圈和升压变压器初级线圈设置于防拆卸自毁开关另一端；

所述的数据处理器每秒钟读一次有源射频芯片的存贮信息，并从读取的信息存贮在处理器中，同时将上次存贮的信息清除，每次读到的信息与已存贮信息比对，如果不相同时启动GPRS，将Q2、Q3区信息发给车主手机或电脑；将GPRS接受到车主请求拦车的信息写入到芯片Q1区；将司机请求拦车的信息写入到Q1区；当射频车牌被拆卸时，通过GPRS报告车主；将Q3区中的公路检测信息传递给驾驶室中的显示屏；将Q5、Q7的公路收费余款额、扣款额传递给驾驶室中的显示屏；将Q9区的停车位信息通过GPRS模块发到司机的手机上；

所述的振动传感器将信息输写至数据处理器后，经GPRS模块发给车主手机电脑，建立车辆监控系统，防止计划外出车；

所述的电压调整与断电报警装置包括一个电压调整器，射频车牌接车辆电瓶获得12V直流电，经过射频车牌内的电压调整器输出3.3V为射频车牌各单元供电；

车辆驾驶室内显示屏安装在车辆驾驶室内，由导线或用蓝牙连接射频车牌。

10.根据权利要求1所述的基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统，其特征还在于，所述交通管理信息中心与各个识别定位节点信息服务器相连，处理各个节点的识别定位信息并获得各个车道的车流量及车辆类型统计表，依分车道RFID射频读写器读取射频车牌存储的包括车辆号牌、车辆类型、车主分类、车辆重量、车轴数量的五项信息及读写器的地址码，获得精确到分车道的定位图及行驶动态图，城市交通管理信息中心连接城市车辆管理信息中心，公安部门信息中心，公路部门信息中心，税务部门信息中心，实施信息交换，并将各部门需要与车主单或司机交流的信息、指令、通知写入车辆的射频车牌芯片里，射频车牌的内部处理器会即时通知车主单位与司机，构成基于具有通讯功能射频车牌的分车道车辆定位系统。