CN107153933A - 一种基于rfid的车辆管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于RFID的车辆管理系统，该系统集中采用了当前较为流行的层次结构体系，包括有客户层、接入层、业务应用层、业务支撑平台、数据层、基础层、拓展应用层，用户登陆仍然采用了用户单点登录的模式，通过系统对用户权限的审核和身份的认证来赋予系统的操作权限，系统模块包括有系统管理模块、查询与统计模块、车辆管理模块以及实时监控模块，操作简单，可靠性强。全程自动化操作，达到了省时省力的初衷。从读卡到验卡，从闸门的打开到关闭，都由系统自动实现，省去了人工操作。用户界面简约，操作易学易懂。

Description

一种基于RFID的车辆管理系统

技术领域

本发明涉及车辆管理领域，尤其涉及一种基于RFID的车辆管理系统。

背景技术

无线射频识别RFID通常借助于某些读取装置来完成对标签(Tag)的识别工作，这个被识别物体通常被称之为对象(Object)。一些关于这个对象的数据信息(Reader)已经内置于标签上。读取器可以采集并处理标签内含有的数据信息，再通过网络或计算机软件将其发送至外界。

通过无线电波RFID可实现物体的识别与信息的传递，在不受空间限制的条件下，能够快速地完成物体追踪与数据交换。并在工作时“识读器”与“标签”可于小于1cm的距离，或者远大数十米以及几百米的距离，距离可谓是让人称奇。通过这种方式，可自动地识别不同状态下的各类物体(如人员，车辆或者设备)，以此自动管理与控制目标对象。物体跟踪过程中可能出产生不同程度的人工阻碍，使用RFID电子标签则可以很好地克服此困难，一方面提高了工作效率，另一方面也省下了不少的物资投入、资金投入和人力成本，因此对物流以及供应链管理有着极大吸的诱惑。双向通信的射频识别可以在无线的条件下完成，省去了接触的麻烦，不仅可以识别处于高速移动或远距离的物体，也可以在同一时间内对多个待识别物体进行验证，达到了“一物一码”的设计初衷。RFID系统的应用，对于当今信息流量持续增多、信息处理速度持续加快的需求极有帮助，填补了库存管理中存在的漏洞。现今物流发展的速度日新月异，RFID则因为具有独特的优势在此领域内得到的广泛的应用。无线射频技术广泛应用于社会生产、生活及社会公共事业，例如：

1.射频识别技术在公共事业方面使用最广泛的应用之一就是高速公路自动收费系统，并且这种技术的使用极大的提高了交通系统的智能性和高速公路运行的效率。

近几年来，高速公路的发展非常迅速，要致富先修路，因此全国各地都非常重视告诉功率的发展，但是如何让高速公司真正的告诉起来就必须首先解决高速公路的拥堵问题，也就是如何快速的帮助来往车辆解决收费的问题；其次就是要让收费信息合理化、公开化、透明化，也就是要解决如何快速而且准确的进行过路费用的结算问题。

自从高速公路收费系统开始采用RFID技术之后，其技术优势得到了充分的体现，行驶车辆在通过收费站的时候不再需要排队进行缴费，只需要经过简单的刷卡或者现金支付就可以快速的通过；并且所有的费用的收取都是透明、公开的这也有效的解决了告诉公路收费结算难、收支信息不透明的难题。

2.RFID技术极大的推进自动化生产和过程控制领域的发展，自动化生产首先就是要解决生产环境恶劣的不可控因素、其次还要解决非接触识别的问题，而RFID技术恰恰具有这些优势，因此在工业自动化生产领域应用非常广泛。RFID技术的应用实现了自动化生产领域的自动控制，极大的降低了人工成本和生产风险，提高了生产效率。

以德国宝马汽车公司为例，其采用RFID技术来进行流水线上的装配，不仅仅提高了生产效率，而且提高了工艺质量，RFID技术技术可以准确高效的帮助其完成各个位置的精确装配。同样摩托罗拉公司采用RFID技术帮助工序控制系统的自动化识别，极大的克服了半导体生产对环境的苛刻要求，极大的提升了生产效率。

3.RFID技术在车辆的行驶安全和防止车辆丢失领域的应用也是非常广泛的，首先射频识别技术通过创建的自动车号识别系统可以对车辆进行有效追踪，可以随时掌握车辆的运行状态，极大的减少了车辆在行驶过程中发生交通意外的可能。同时射频识别技术还可以对车辆所有人进行鉴别，以减少车辆丢失的风险。

RFID技术对于保持交通道路的通畅也有很重大的作用，射频识别技术通过监控可以随时掌握道路的拥堵信息，随时帮助道路车辆的统计和疏散。同时也可以帮助快速的寻找丢失车辆，监控肇事逃逸车辆等等。比如英国将强制在行驶汽车中安装射频技术芯片，一旦实施成功就可以随时对超速车辆进行警示和举报。

4.RFID技术在电子票证领域的应用将会有重大的突破，人们将会因为这种技术而不再试用现金和各种卡证，极大的提高支付的效率，有效的克服了传统支付过程中的各种弊端。

传统的IC卡都需要使用相应的卡片，而且容易失效，而射频识别系统可以很好的规避这些缺点，未来将有可能成为非常重要的交易手段，比如电子车票，使用非常方便，而且可以极大的减少在支付过程当中成本，并且提高支付得效率。

韩国首尔公交公司和德国汉莎航空史率先利用射频识别系统来进行支付得两家公司，有效的提高了支付得效率，简化了支付流程，尤其是汉莎航空公司，极大的方便了乘客，改变了传统机票的购买和支付方式，并且很大的帮助改变了各种入关手续的办理。

5.射频识别技术可以有效的进行货物运输的跟踪，并且做好货物的监控工作，这种方式非常的方便，而且可以帮助实现自动化的跟踪管理和监控，非常的快捷和准确。

射频技术识别可以很好的提高货物运输的管理和安全。目前已经成为了全球最主要的货物跟踪管理应用技术。通过这种技术，只需要将电子标签安放在集装箱上面，就可以随时掌握集装箱所在的确切位置，并且可以识别集装箱是否有过移动的迹象。

澳大利亚和英国的希斯罗机场则利用射频技术来帮助旅客进行行李的托运，取得了很好的效果，这种技术的应用极大的提高了旅客行李的分拣工作效率，并且减少了旅客行李的出错率。射频技术的应用在货物运输方面的应用非常的广泛，比如欧共体开始考虑利用射频技术来防止车辆被盗，我国的铁道部门也开始计划利用这种技术来帮助旅客进行行李的托运。

6.射频识别技术也将应用于物流领域，随着电子商务的发展，仓储、配送等关系到电子商务发展的环节也将借助于这种技术的力量来提高运营效率。通过射频识别技术可以很好的对仓库的货物进行管理，并且很好的监控货物的流动，帮助物流公司随时了解仓库货物信息，并且掌握货物的准确位置，极大的提高了仓库的利用率和提高了物流的效率。

7.射频设别技术将会在邮政领域起到革命性的作用，目前这种技术已经在这个领域大显手脚，通过射频技术可以让邮件进行自动的分拣，减少人为的接触，并且可以同时进行多个邮件或者邮包的识别，并且可以通过电子标签对包裹进行数据识别，极大的特高了邮件分拣的准确度。

8.射频识别技术也可以帮助动物的饲养工作，比如通过一定的技术手段，将装有电子标签的玻璃瓶植入动物表皮，就可以随时掌握动物健康状态，及时的挑战饲养方案，并且可以很有效的提高动物饲养的效率，实现自动化的管理。同时为食品安全提供有效的保证。

目前发达国家已经在这方面取得了重大的突破，通过利用射频识别技术，可以很有效的控制动物疫情的发生，并可以很好的对感染的动物进行跟踪，从而降低疫情发生的风险。

9.射频技术也可以用于安全管理，比如居民小区或者重要场所的出入就可以利用电子标签，实现一卡多用，踢打的提高管理的效率，降低管理成本，简化各种安全出入的手续。只要安装了电子标签，出人人员就会再电子识别系统的识别下，以确定是否安全，一旦有闲人闯入就会立刻报警，极大提高了居住环境和重要场所的安全级别。

10.射频识别技术也可以广泛应用于商品的防伪工作，防伪是一项技术难度非常复杂的技术，但是如果采用了戴南镇识别技术，那么就可以很好的规避传统防伪技术的易伪造性，而且可以极大的降低防伪的成本，提高犯罪分子的犯罪成本，因为芯片的制作成本很高，但是电子标签却很便宜。识别技术系统如果能够广泛的应用于防伪领域，就能够对产品的信息进行存储和修改，并且可以让任何一个产品识别号和数据库进行兼容。以上应用的案例研究说明RFID技术在解决城市车辆管理是解决城市交通道路的拥堵问题的较佳方案。

道路车辆管理系统在物理结构上分为两大部分，前端设备及后台管理系统。前端设备由车位检测器、电子标签、手持PDA通信传输设备等设备组成；后台管理系统是道路停车管理的指挥管控中枢，也是全系统数据和所开发出的信息资源的管控中心。基于射频技术路线实现路内停车管理，是采用射频识别(RFID)的技术手段，实现在现场泊停车管理及付费交易的全过程自动化服务。

这种服务与管理是交易采用后付费模式。当车位检测器感应到有车停靠，激活阅读器读取标签信息，记录停车开始时间；用户驾车离开时，车位检测器检测到车辆离开，再次激活阅读器读取标签信息，当阅读器读不到标签信息时，记录停车结束时间，后台计算停车时间及停车费用，并将停车费用信息发送至银联，在绑定的银行账号进行扣款。用户银行账号余额不足时，根据用户留下的信息发送提醒信息。本技术系统与用户的交互任务，与利用移动通信的手机终端作为物理介质和技术手段并行，系统的核心是设计一套先进可靠的综合管理系统。

道路车辆管理系统设计目标是集RFID技术、自动化控制于一体的现代化和计算机管理技术的车辆管理系统统称为基于有源RFID技术的智能车辆管理系统，它是未来一段时间内小区车管理的标杆式系统。其具有较高的自动化水平、安全性高、稳定性强，因此远远地优于人工式管理。另外其还有多项优势如智能鉴别、快速识别、抗击打性等使其应用更为方便。市场化的行业中广受好评的车辆管理系统基于有源RFID技术开发，其技术性更强，无需接触的情况下即能采集并处理快速移动目标以及远距离目标所携带的数据信息，从而自动地识别与管理进出小区的车辆，这种优势是传统的识别管理无法做到的。

随着社会的飞速发展，我国的私家车也越来越多，停车问题成了老大难，譬如我们生活中很多大型超市或者小区的停车场，他们依然使用进闸取票，出闸交票计价的模式。而且对进场车辆的位置无法精确定位，从而无法确定场内是否有车位，车位是否饱和的情况。停车取票或刷卡也会造成上坡溜车、下雨时取卡或取票手臂被雨水淋湿、高峰期也会造成拥堵，对车主的时间上造成不必要的损失。相对于用纸笔记录，RFID技术更环保更省心，看起来更高大上。

综上所述，针对现有技术存在的缺陷，特别需要一种基于RFID的车辆管理系统，以解决现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于RFID的车辆管理系统，便于对车辆进行灵活管理，自动化程度优。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是，

一种基于RFID的车辆管理系统，该系统集中采用了当前较为流行的层次结构体系，包括有客户层、接入层、业务应用层、业务支撑平台、数据层、基础层、拓展应用层，用户登陆仍然采用了用户单点登录的模式，通过系统对用户权限的审核和身份的认证来赋予系统的操作权限；

系统模块包括有系统管理模块、查询与统计模块、车辆管理模块以及实时监控模块，

车辆管理模块：给进出入车辆发放唯一的有源标签，使标签的编号作为每辆车的唯一的标识，并逐一地记录下各辆车的信息，并按照它的标签编号存储于系统中，对于车辆信息，管理员可借助该模块在数据库作删除与变更操作；

实时监控模块：摄像头可以全天候地监察进出小区的车辆的状况，并且其都有高清的抓拍功能，此项功能极大地帮助了小区门卫执行车辆管理的工作，只要车辆在进出小区时有非正常举动，抓拍就会触发并记录；

查询与统计模块：利用查询和统计模块车辆管理人员可以统计与查询车辆信息，对任意时间进出小区的车辆信息都可准确无误地了解，同时也可以对相关信息进行修改和删除；

系统管理模块：账号管理设计该模块的目的是统计和管理系统用户的账号信息，用户只有通过账号管理模块注册成为系统用户才能使用该系统的各项功能，系统用户还可以通过账号管理模块修改密码，系统管理员进入账号管理模块后为系统用户分配角色，并为不同用户分配一定的使用权限，系统用户仅能使用权限范围内的相应功能，系统管理员还可以通过账户管理模块对用户角色进行添加、修改和删除操作。

进一步，车辆管理系统的流程为：在应用系统之前要对车辆信息进行统计，为统计范围内的车辆发放具有源标签的标示，作为车辆的识别信息，登记后的车辆只需按期缴纳车辆管理费用，就可以自由通过门闸，无需每次都停车交费，管理系统自动记录车辆停留时间，并根据停车时间长短计算车辆应缴纳的费用，计费后归还临时停车卡，即可退出停车区域，车辆管理人员可以在系统中查询并统计车辆的进出信息，了解相关内容，对于持有固定卡车主来说，其出、入小区时工作流程是一样的，当持有固定卡的车辆行驶到出口或者入口时，读卡器便会与安装在车上的射频卡建立双向信息交换通道，设备将会自动获取射频卡里的信息，如果识别通过，将该卡信息送至数据处理中心，此时，出、入口的摄像系统将会启动，出、入车辆的型号、车牌号、车辆颜色等信息将会送至后台进行数据处理，数据处理中心会根据上传的ID号，查询数据库中与该车辆相关的车辆信息，并与刚才实时获取的车辆信息进行比对识别，如不符合信息要求则自动门闸栏无法开启，同时给出错提示信息，如果识别比对符合，则抬起门闸栏，车辆通过门闸栏，与出、入口自动门闸栏配套的地感线圈检测到车辆位置信息的变化“有车”变为“无车”后，再控制放下门闸栏，以杜绝门闸栏砸车事件的发生，出、入口控制系统接收到门闸栏状态的变化“抬杆”变为“落杆”后，确定此次车辆出、入小区的控制管理过程完成，使车辆无需停车便能完成出、入过程，而此次车辆出入的相关信息保存到数据库中，而对于临时卡车主来说，当临时车辆驶入设备的读卡范围以内，读卡器无法从后台读取车辆信息时，设在入口门闸栏前车道下的车辆地感线圈检测到有车辆到来，当入口控制系统接收到传感器所提供的有车信号之后，该系统在接收到此信号之后，将会传调用系统相对应的功能模块，启动入口摄像系统，并通过语音的方式提醒用户手动操作取卡，并由发卡机为用户提供一张临时用户卡片，卡片将和入口控制系统所接收到的车辆信息绑定，并由语音系统提醒用户及时取走卡片，用户完成卡片获取之后，发卡机将会提供一个反馈信息传送到入口控制系统中，而该系统在接收到此信号之后将会控制入口自动门闸栏控制器放行车辆，而在车辆经过栅栏之后，地感线圈将会对车辆的位置变动情况转化为电信号传送给入口控制系统，系统自动发送落杆信号，栅栏自动落下，本次小区车辆进入控制管理过程全部完毕，而在车辆停车过程中，需进入停车区域并提取相应的卡片，系统将自动对停车数据存储于数据库中，地感线圈在临时类别停车车辆准备驶出小区范围的过程中，将会自动检测车辆的位置变动信息，经过线圈的同时，发送有车信号给控制系统，并启动视频监控系统对车辆进行拍照，将所拍摄到的图像信息发送到车辆识别系统进行自动识别，当对车辆用户、车辆颜色以及车牌号等关键信息进行提取，临时卡车辆在驶出栅栏之前，需要开车司机主动将所持有的临时停车卡片转交给管理人员，通过管理人员手动操作完成对此卡相关信息的读取和回收工作，此卡将在其他车辆临时进入小区的时候循环使用，数据中心通过对数据库中相关信息的调用和对比，找到此车辆进入小区时所保留下的信息，和刚才所获得的车辆信息进行核实和分析，而管理人员将根据核实的结果收取临时停车费用，用户完成缴费操作后，管理人员操作系统放行车辆，同时地感线圈在车辆离开后，将“有车”变为“无车”信号并完成栅栏的下降操作，从而有效规避栅栏砸车问题，此后，整个临时卡车辆驶出小区的工作流程全部结束，而驶出停车区的过程中，车辆司机需要主动交出停车卡并进行缴费，系统将对该车辆的停车信息进行自动录入并在数据库中存储。

进一步，本系统内部安装的单片机，单片机内集成了包括SPI模块、脉宽调制器PWM模块在内的多种功能模块，同时花具有出入捕捉或者输出比较等多方面的功能，整体性能强大的同时，稳定性也非常出色，还具有64-256KB带纠错码ECC功能的闪存，这对于内存性能的提升显然是非常有利的，系统据有MC9S12精简指令集，同时还有后台调试模块DBM模块、增强型中断模块，额定工作电压为3.3-5V。

进一步，数据层采用的数据库为SQL Server 2005数据库。

进一步，该系统的硬件控制中心采用的处理器主要是ARM，处理器中使用的内核是Context，控制系统的串口是5路，这五路主要分为3部分，第一部分包含一路是232串口，其主要作用是连接RFID读卡器，内外能够发送命令，并且能够接受相应的标签信息，第二部分包含3路，其主要作用是连接LED显示屏、超声波探测器、上位机，第三部分包含一路，这部分是485串口，其主要作用是能够保留串口，能够拓展系统的功能，系统共有4路遥控信号，其主要作用是进行闯敢警告、自动抬放道闸杆的操作，这个系统在设计时，共设计了4路开关量，微控制器软件包含有处理器STM32的时钟、中断控制器、串口、GPIO口，当初始化完成之后，就会进入到循环状态，将线圈接入开关量，在程序运行中，假如检测出的信号为低电平，判断车辆的运行情况，就会启动相应的通讯，也就是会启动232串口与RFID读写器进行通信，就会读出车辆的相关信息，然后将这些信息和系统FLASH中存储的电子标签进行对比，假如车辆的信息是合法的，这时就会出现高电平，打开道闸机放行，然后循环检测485串口的超声波探测器，还会检测到车位转态的改变，这时就会生成新的内容，同时将这些内容显示在LED刷新显示屏。

本发明的优点在于：

1.操作简单，可靠性强。全程自动化操作，达到了省时省力的初衷。从读卡到验卡，从闸门的打开到关闭，都由系统自动实现，省去了人工操作。用户界面简约，操作易学易懂。

2.收费管理严格。过去常用的管理方式是人工收取车辆管理费，不仅要占用较多的人力资源同时资金的安全与完整仍然存在威胁。而车辆管理系统投用后，计算机可以核对和计算车辆的收费，修补了资金漏洞，从而保障了停车场投资者的利益。

3.实现正常车辆无需停车直接通过。RFID技术可实现远距离快速识别，其工作步骤为：第一获取车辆信息并识别，第二核对车辆信息与内部数据库的吻合情况，第三控制栏杆决定放行与否，并全程监视其通过，车辆在此过程中可以不停车低速经过。

4.物业管理形象良好。RFID车辆管理系统作为数十年人多代人研究开发的高科技产品，其强大的性能与全面的功能都使得其受到广大司机、住户们的认可。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明：

图1是本发明系统总体架构图

图2是本发明基本工作流程图；

图3是本发明系统实体关系图；

图4是本发明具体模块图；

图5是本发明系统硬件的设计结构图；

图6是本发明串口的接收端的电路图；

图7是本发明微控制器软件的程序流程图；

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合图示与具体实施例，进一步阐述本发明。

如图1、图2、图3、图4所示，一种基于RFID的车辆管理系统，该系统集中采用了当前较为流行的层次结构体系，包括有客户层、接入层、业务应用层、业务支撑平台、数据层、基础层、拓展应用层，用户登陆仍然采用了用户单点登录的模式，通过系统对用户权限的审核和身份的认证来赋予系统的操作权限；

系统模块包括有系统管理模块、查询与统计模块、车辆管理模块以及实时监控模块，

车辆管理模块：给进出入车辆发放唯一的有源标签，使标签的编号作为每辆车的唯一的标识，并逐一地记录下各辆车的信息，并按照它的标签编号存储于系统中，对于车辆信息，管理员可借助该模块在数据库作删除与变更操作；

实时监控模块：摄像头可以全天候地监察进出小区的车辆的状况，并且其都有高清的抓拍功能，此项功能极大地帮助了小区门卫执行车辆管理的工作，只要车辆在进出小区时有非正常举动，抓拍就会触发并记录；

查询与统计模块：利用查询和统计模块车辆管理人员可以统计与查询车辆信息，对任意时间进出小区的车辆信息都可准确无误地了解，同时也可以对相关信息进行修改和删除；

系统管理模块：账号管理设计该模块的目的是统计和管理系统用户的账号信息，用户只有通过账号管理模块注册成为系统用户才能使用该系统的各项功能，系统用户还可以通过账号管理模块修改密码，系统管理员进入账号管理模块后为系统用户分配角色，并为不同用户分配一定的使用权限，系统用户仅能使用权限范围内的相应功能，系统管理员还可以通过账户管理模块对用户角色进行添加、修改和删除操作。

车辆管理系统的流程为：在应用系统之前要对车辆信息进行统计，为统计范围内的车辆发放具有源标签的标示，作为车辆的识别信息，登记后的车辆只需按期缴纳车辆管理费用，就可以自由通过门闸，无需每次都停车交费，管理系统自动记录车辆停留时间，并根据停车时间长短计算车辆应缴纳的费用，计费后归还临时停车卡，即可退出停车区域，车辆管理人员可以在系统中查询并统计车辆的进出信息，了解相关内容，对于持有固定卡车主来说，其出、入小区时工作流程是一样的，当持有固定卡的车辆行驶到出口或者入口时，读卡器便会与安装在车上的射频卡建立双向信息交换通道，设备将会自动获取射频卡里的信息，如果识别通过，将该卡信息送至数据处理中心，此时，出、入口的摄像系统将会启动，出、入车辆的型号、车牌号、车辆颜色等信息将会送至后台进行数据处理，数据处理中心会根据上传的ID号，查询数据库中与该车辆相关的车辆信息，并与刚才实时获取的车辆信息进行比对识别，如不符合信息要求则自动门闸栏无法开启，同时给出错提示信息，如果识别比对符合，则抬起门闸栏，车辆通过门闸栏，与出、入口自动门闸栏配套的地感线圈检测到车辆位置信息的变化“有车”变为“无车”后，再控制放下门闸栏，以杜绝门闸栏砸车事件的发生，出、入口控制系统接收到门闸栏状态的变化“抬杆”变为“落杆”后，确定此次车辆出、入小区的控制管理过程完成，使车辆无需停车便能完成出、入过程，而此次车辆出入的相关信息保存到数据库中，而对于临时卡车主来说，当临时车辆驶入设备的读卡范围以内，读卡器无法从后台读取车辆信息时，设在入口门闸栏前车道下的车辆地感线圈检测到有车辆到来，当入口控制系统接收到传感器所提供的有车信号之后，该系统在接收到此信号之后，将会传调用系统相对应的功能模块，启动入口摄像系统，并通过语音的方式提醒用户手动操作取卡，并由发卡机为用户提供一张临时用户卡片，卡片将和入口控制系统所接收到的车辆信息绑定，并由语音系统提醒用户及时取走卡片，用户完成卡片获取之后，发卡机将会提供一个反馈信息传送到入口控制系统中，而该系统在接收到此信号之后将会控制入口自动门闸栏控制器放行车辆，而在车辆经过栅栏之后，地感线圈将会对车辆的位置变动情况转化为电信号传送给入口控制系统，系统自动发送落杆信号，栅栏自动落下，本次小区车辆进入控制管理过程全部完毕，而在车辆停车过程中，需进入停车区域并提取相应的卡片，系统将自动对停车数据存储于数据库中，地感线圈在临时类别停车车辆准备驶出小区范围的过程中，将会自动检测车辆的位置变动信息，经过线圈的同时，发送有车信号给控制系统，并启动视频监控系统对车辆进行拍照，将所拍摄到的图像信息发送到车辆识别系统进行自动识别，当对车辆用户、车辆颜色以及车牌号等关键信息进行提取，临时卡车辆在驶出栅栏之前，需要开车司机主动将所持有的临时停车卡片转交给管理人员，通过管理人员手动操作完成对此卡相关信息的读取和回收工作，此卡将在其他车辆临时进入小区的时候循环使用，数据中心通过对数据库中相关信息的调用和对比，找到此车辆进入小区时所保留下的信息，和刚才所获得的车辆信息进行核实和分析，而管理人员将根据核实的结果收取临时停车费用，用户完成缴费操作后，管理人员操作系统放行车辆，同时地感线圈在车辆离开后，将“有车”变为“无车”信号并完成栅栏的下降操作，从而有效规避栅栏砸车问题，此后，整个临时卡车辆驶出小区的工作流程全部结束，而驶出停车区的过程中，车辆司机需要主动交出停车卡并进行缴费，系统将对该车辆的停车信息进行自动录入并在数据库中存储。

其数据字典可由上述的实体获得管理人员信息表涵盖了联系电话、性别、姓名、角色编号、用户账号与密码。以及车辆进出表，它涵盖了离开时间、进入时间、车辆编号、进出编号。车辆缴费表涵盖了备注、缴费日期、管理人员信息、缴费金额、收费类型编号、车辆编号、缴费编号。和车辆信息表，它涵盖了备注、状态、缴费期限、登记日期、类型、座位数、颜色、品牌、车牌号、车主姓名、车辆编号。

本系统采用了MC9S12XSl28为主要硬件设备，这是因为此单片机在实际的应用过程中，具有高性能、高集成度的优势。作为飞思卡尔公司所生产的一种成本敏感电子微处理器，在具体应用过程中能够灵活的调整内存、封装等参数指标，对于个性化开发需求的满足是非常有利的。S12系列单片机当前在多种汽车生产平台中都有着广泛应用，并凭借自身良好的兼容性和可扩展性而得到了汽车生产厂商的青睐。

本系统内部安装的单片机，单片机内集成了包括SPI模块、脉宽调制器PWM模块在内的多种功能模块，同时花具有出入捕捉或者输出比较等多方面的功能，整体性能强大的同时，稳定性也非常出色，还具有64-256KB带纠错码ECC功能的闪存，这对于内存性能的提升显然是非常有利的，系统据有MC9S12精简指令集，同时还有后台调试模块DBM模块、增强型中断模块，额定工作电压为3.3-5V。在本系统中的应用是非常合适的，对于系统稳定性的提升和整体性能的强化起到了积极的作用。

Microsoft VisualStudio2008是本课题选取作为开发车辆管理系统的平台，开发工具采用Visual C#技术。

Visual Studio平台是美国微软公司研发的应用软件系统开发的智能开发工具，至今已经发表多个版本，Visual Studio平台是目前应用最为广泛的开发平台之一。在Visual Studio开发平台下可以使用多种开发工具，如VB.NET、C#、C++.NET、Java等。Visual Studio内置了丰富的智能开发工具，开发效率提升明显。利用Visual Studio开发平台可以开发出web、windows、移动终端的应用程序^[13]。

C#是在C和C++的基础上推出的新型开发语言，不仅具备二者的优势，同时开发流程更为简单。C#与C和C++的不同点在于C#并未设置指针功能。C#是微软公司为.NET平台专门创建的开发工具，开发过程更为稳定、便捷，因而C#已经成为目前应用于Visual Studio.NET环境下的主要开发工具之一。C#的核心功能与C++相同，同时还具备更强大的开发能力，C#因为集成了NET Framework程序性，开发人员就可以通过C#开发各种环境下的应用程序。本文开发的车辆管理系统使用C#作为开发工具，应用程序使用在windows环境。

现代计算机信息管理系统的各项功能需要借助数据库技术才可实现，数据库存储各个应用程序所需的全部信息，数据库能否为应用程序提供及时、准确的数据直接决定该信息管理系统的工作效率，因而数据库的选择对于信息管理系统的创建至关重要。在选择数据库的时候应从用户使用角度出发，数据库的规模和性能应该与实际使用情况相适应，在确保数据库工作效率的同时，还应考虑数据库的可靠性、灵活性、实用性等。

SQL是目前使用最为广泛的非过程化编程语言，它能够建立客户端与数据库服务器之间的连接，使得用户在客户端即可完成对高层数据的管理。用户利用SQL进行编程时并不受到数据存放方式的限制，因此能够实现完全不同于数据底层结构的数据库系统。SQL语言还可以作为数据库管理和数据输入端的接口，采用相同的编程语言，并将数据记录集合作为管理对象，将SQL语句中全部信息作为输入信息，将SQL语言返回数据作为输出信息。这种关系模式下，一条输出的SQL语言同时可以作为另一条输出SQL，即完成SQL语句的嵌套，使得编程过程更为灵活、方便。在实际应用过程中，采用其他编程语言需要借助一大段程序才能实现语言嵌套，而应用SQL语言仅适用一条语言就可以实现，这就意味着SQL语言中有可能出现十分复杂的编程语句。本文设计的车辆信息管理系统采用SQL Server 2005作为后台数据库管理系统。

SQL Server 2005数据库管理系统是一种性能稳定、功能齐全、安全可靠的发行关系数据库系统。SQL Server 2005由微软公司推出，主要用于信息管理系统后台数据库管理和数据分析中，能够满足绝大多数的企事业单位对信息智能化管理的需求，是目前使用十分广泛的数据库管理和数据分析产品。SQL Server 2005在以往版本的基础上进行优化，性能更为全面、先进，主要表现在以下几个方面：

1.数据引擎：SQL Server 2005关系型数据库的性能更为可靠、安全，同时支持结构化和非结构化数据，因而系统整体性能大幅提升。Transact-SQL模块的设置显著增强编程查询语言的表达性，增强数据库的错误管理能力。

2.集成服务：SQL Server 2005具备企事业范围内的数据集成、装载、转换功能，适用于构建数据仓库。

3.分析服务：SQL Server 2005设置高级联机分析处理模块，适用于分析规模大、结构复杂的多维数据集。

4.据访问接口：SQL Server 2005设置本地客户端程序，因而具备更全面的数据访问功能。SQL Server 2005将ODBC和OLEDB即成为一个整体，并与本地动态数据库进行连接。SQL Server 2005对数据访问模块和.NETFramework SQL客户端程序模块进行优化，使得数据库程序开发更为高效快捷。

5.改进开发工具：开发人员可以利用SQL Server 2005开发与MSX、XML/A、XML和Transact-SQL相关的应用程序。同时，SQL Server 2005与VisualStudio的开发环境相集成，为开发人员提供更为高效的程序调试环境。

6.安全性：SQL Server 2005与以往版本相比安全性能更强，这是因为在SQL Server 2005中设置了主体安全模型、全对象安全模型和权限安全模型。

表1 车辆信息表：

表2 用户信息表设计

另外，参见图5、图6、图7，该系统的硬件控制中心采用的处理器主要是ARM，处理器中使用的内核是Context，控制系统的串口是5路，这五路主要分为3部分，第一部分包含一路是232串口，其主要作用是连接RFID读卡器，内外能够发送命令，并且能够接受相应的标签信息，第二部分包含3路，其主要作用是连接LED显示屏、超声波探测器、上位机，第三部分包含一路，这部分是485串口，其主要作用是能够保留串口，能够拓展系统的功能，系统共有4路遥控信号，其主要作用是进行闯敢警告、自动抬放道闸杆的操作，这个系统在设计时，共设计了4路开关量，微控制器软件包含有处理器STM32的时钟、中断控制器、串口、GPIO口，当初始化完成之后，就会进入到循环状态，将线圈接入开关量，在程序运行中，假如检测出的信号为低电平，判断车辆的运行情况，就会启动相应的通讯，也就是会启动232串口与RFID读写器进行通信，就会读出车辆的相关信息，然后将这些信息和系统FLASH中存储的电子标签进行对比，假如车辆的信息是合法的，这时就会出现高电平，打开道闸机放行，然后循环检测485串口的超声波探测器，还会检测到车位转态的改变，这时就会生成新的内容，同时将这些内容显示在LED刷新显示屏。

Visual Studio 2008是经过筛选后，本课题选取的开发该系统的平台，该平台中新增了250多个特性，在数据整合、XML的访问方式方面的性能更为强大。采用Visual Studio 2008能够高效开发各种应用程序，其中设置的XAML中智能感知模块能够显著增强开发效率。另外，Visual Studio 2008具有更卓越的包容性，对于多类型的模板、调试器以及部署程序都能有效支持。Visual Studio 2008是目前应用十分广泛的应用程序开发环境，集成了AJAX项目模板，同样适用于开发微软办公软件应用程序和移动终端应用程序。

应用程序开发效率的提高的关键因素之一就是开发环境的选取，Visual Studio Shell是Visual Studio 2008的新版本，更能满足软件开发人员的个性需求。Visual Studio Shell的开发界面包括孤立模式和整合模式两种，显著增强语言开发和特别工具开发的使用性能。在后续推出的Visual Studio2008的Beta2版本中将引入Iron Python。

VS的优点：

1.Visual Studio 2008已经配置了拼写检查器。

2.Visual Studio 2008将更强大的解决方案提供给发布数据库。

3.Visual Studio 2008扩展了WCF，方便了用户。

4.Visual Studio 2008向开发应用程序注入了更多的生命力。

5.Visual Studio 2008的实用性强，重构以及自发提示功能非常人性化。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (5)

1.一种基于RFID的车辆管理系统，该系统集中采用了当前较为流行的层次结构体系，其特征在于，包括有客户层、接入层、业务应用层、业务支撑平台、数据层、基础层、拓展应用层，用户登陆仍然采用了用户单点登录的模式，通过系统对用户权限的审核和身份的认证来赋予系统的操作权限；

系统模块包括有系统管理模块、查询与统计模块、车辆管理模块以及实时监控模块，

车辆管理模块：给进出入车辆发放唯一的有源标签，使标签的编号作为每辆车的唯一的标识，并逐一地记录下各辆车的信息，并按照它的标签编号存储于系统中，对于车辆信息，管理员可借助该模块在数据库作删除与变更操作；

实时监控模块：摄像头可以全天候地监察进出小区的车辆的状况，并且其都有高清的抓拍功能，此项功能极大地帮助了小区门卫执行车辆管理的工作，只要车辆在进出小区时有非正常举动，抓拍就会触发并记录；

查询与统计模块：利用查询和统计模块车辆管理人员可以统计与查询车辆信息，对任意时间进出小区的车辆信息都可准确无误地了解，同时也可以对相关信息进行修改和删除；

系统管理模块：账号管理设计该模块的目的是统计和管理系统用户的账号信息，用户只有通过账号管理模块注册成为系统用户才能使用该系统的各项功能，系统用户还可以通过账号管理模块修改密码，系统管理员进入账号管理模块后为系统用户分配角色，并为不同用户分配一定的使用权限，系统用户仅能使用权限范围内的相应功能，系统管理员还可以通过账户管理模块对用户角色进行添加、修改和删除操作。

2.根据权利要求1所述的一种基于RFID的车辆管理系统，其特征在于，车辆管理系统的流程为：在应用系统之前要对车辆信息进行统计，为统计范围内的车辆发放具有源标签的标示，作为车辆的识别信息，登记后的车辆只需按期缴纳车辆管理费用，就可以自由通过门闸，无需每次都停车交费，管理系统自动记录车辆停留时间，并根据停车时间长短计算车辆应缴纳的费用，计费后归还临时停车卡，即可退出停车区域，车辆管理人员可以在系统中查询并统计车辆的进出信息，了解相关内容，对于持有固定卡车主来说，其出、入小区时工作流程是一样的，当持有固定卡的车辆行驶到出口或者入口时，读卡器便会与安装在车上的射频卡建立双向信息交换通道，设备将会自动获取射频卡里的信息，如果识别通过，将该卡信息送至数据处理中心，此时，出、入口的摄像系统将会启动，出、入车辆的型号、车牌号、车辆颜色等信息将会送至后台进行数据处理，数据处理中心会根据上传的ID号，查询数据库中与该车辆相关的车辆信息，并与刚才实时获取的车辆信息进行比对识别，如不符合信息要求则自动门闸栏无法开启，同时给出错提示信息，如果识别比对符合，则抬起门闸栏，车辆通过门闸栏，与出、入口自动门闸栏配套的地感线圈检测到车辆位置信息的变化“有车”变为“无车”后，再控制放下门闸栏，以杜绝门闸栏砸车事件的发生，出、入口控制系统接收到门闸栏状态的变化“抬杆”变为“落杆”后，确定此次车辆出、入小区的控制管理过程完成，使车辆无需停车便能完成出、入过程，而此次车辆出入的相关信息保存到数据库中，而对于临时卡车主来说，当临时车辆驶入设备的读卡范围以内，读卡器无法从后台读取车辆信息时，设在入口门闸栏前车道下的车辆地感线圈检测到有车辆到来，当入口控制系统接收到传感器所提供的有车信号之后，该系统在接收到此信号之后，将会传调用系统相对应的功能模块，启动入口摄像系统，并通过语音的方式提醒用户手动操作取卡，并由发卡机为用户提供一张临时用户卡片，卡片将和入口控制系统所接收到的车辆信息绑定，并由语音系统提醒用户及时取走卡片，用户完成卡片获取之后，发卡机将会提供一个反馈信息传送到入口控制系统中，而该系统在接收到此信号之后将会控制入口自动门闸栏控制器放行车辆，而在车辆经过栅栏之后，地感线圈将会对车辆的位置变动情况转化为电信号传送给入口控制系统，系统自动发送落杆信号，栅栏自动落下，本次小区车辆进入控制管理过程全部完毕，而在车辆停车过程中，需进入停车区域并提取相应的卡片，系统将自动对停车数据存储于数据库中，地感线圈在临时类别停车车辆准备驶出小区范围的过程中，将会自动检测车辆的位置变动信息，经过线圈的同时，发送有车信号给控制系统，并启动视频监控系统对车辆进行拍照，将所拍摄到的图像信息发送到车辆识别系统进行自动识别，当对车辆用户、车辆颜色以及车牌号等关键信息进行提取，临时卡车辆在驶出栅栏之前，需要开车司机主动将所持有的临时停车卡片转交给管理人员，通过管理人员手动操作完成对此卡相关信息的读取和回收工作，此卡将在其他车辆临时进入小区的时候循环使用，数据中心通过对数据库中相关信息的调用和对比，找到此车辆进入小区时所保留下的信息，和刚才所获得的车辆信息进行核实和分析，而管理人员将根据核实的结果收取临时停车费用，用户完成缴费操作后，管理人员操作系统放行车辆，同时地感线圈在车辆离开后，将“有车”变为“无车”信号并完成栅栏的下降操作，从而有效规避栅栏砸车问题，此后，整个临时卡车辆驶出小区的工作流程全部结束，而驶出停车区的过程中，车辆司机需要主动交出停车卡并进行缴费，系统将对该车辆的停车信息进行自动录入并在数据库中存储。

3.根据权利要求1所述的一种基于RFID的车辆管理系统，其特征在于，本系统内部安装的单片机，单片机内集成了包括SPI模块、脉宽调制器PWM模块在内的多种功能模块，同时花具有出入捕捉或者输出比较等多方面的功能，整体性能强大的同时，稳定性也非常出色，还具有64-256KB带纠错码ECC功能的闪存，这对于内存性能的提升显然是非常有利的，系统据有MC9S12精简指令集，同时还有后台调试模块DBM模块、增强型中断模块，额定工作电压为3.3-5V。

4.根据权利要求1所述的一种基于RFID的车辆管理系统，其特征在于，数据层采用的数据库为SQL Server 2005数据库。

5.根据权利要求1所述的一种基于RFID的车辆管理系统，其特征在于，该系统的硬件控制中心采用的处理器主要是ARM，处理器中使用的内核是Context，控制系统的串口是5路，这五路主要分为3部分，第一部分包含一路是232串口，其主要作用是连接RFID读卡器，内外能够发送命令，并且能够接受相应的标签信息，第二部分包含3路，其主要作用是连接LED显示屏、超声波探测器、上位机，第三部分包含一路，这部分是485串口，其主要作用是能够保留串口，能够拓展系统的功能，系统共有4路遥控信号，其主要作用是进行闯敢警告、自动抬放道闸杆的操作，这个系统在设计时，共设计了4路开关量，微控制器软件包含有处理器STM32的时钟、中断控制器、串口、GPIO口，当初始化完成之后，就会进入到循环状态，将线圈接入开关量，在程序运行中，假如检测出的信号为低电平，判断车辆的运行情况，就会启动相应的通讯，也就是会启动232串口与RFID读写器进行通信，就会读出车辆的相关信息，然后将这些信息和系统FLASH中存储的电子标签进行对比，假如车辆的信息是合法的，这时就会出现高电平，打开道闸机放行，然后循环检测485串口的超声波探测器，还会检测到车位转态的改变，这时就会生成新的内容，同时将这些内容显示在LED刷新显示屏。