0 引言

很多單位對經常出入院區的車輛管理采取紙質車證的方式。這種方式的優點是車證制作簡單，但其缺點顯而易見：車證易于仿制，車輛出入情況無法實時記錄到數據庫系統中。高速路ETC系統采用有源RFID技術來解決不停車收費的問題。北京市機動綠色環保標志升級為采用RFID技術的“電子標簽”，解決了每年需要更換的問題，并杜絕標簽互相借用、復制等不法行為。

有源RFID芯片存在使用壽命短、成本高、安全性低等問題，限制了其使用的范圍。

1 RFID射頻識別技術原理

RFID（Radio Frequency Identification，無線射頻身份識別）利用無線電波的方式傳遞信息，以達到識別、讀取、計算、寫入等目的。

1.1 RFID系統組成

RFID系統組成由RFID標簽（俗稱電子標簽）、讀寫器、應用軟件三部分組成。其工作原理是讀寫器發射特定頻率的無線電波給電子標簽，用以驅動電子標簽電路將內部的數據送出，此時讀卡器便依序接收解讀數據，送給應用程序做相應的處理，如圖1所示。電子標簽保存約定格式的電子數據，在實際應用中，電子標簽附著在待識別物體表面，讀寫器又稱讀卡器，可無接觸地讀取并識別電子標簽中所保存的電子數據，從而達到自動識別物體的目的。

1.2 RFID的分類

RFID 按應用頻率的不同分為低頻（LF）、高頻（HF）、超高頻（UHF）、微波（MW），相對應的代表性頻率分別為：低頻135 kHz以下、高頻13.56 MHz、超高頻860~960 MHz、微波2.4 GHz，5.8 GHz.RFID 按照能源的供給方式分為無源RFID、有源RFID，以及半有源RFID.無源RFID讀寫距離近，價格低;有源RFID可以提供更遠的讀寫距離，需要電池供電，成本要更高一些，適用于遠距離讀寫的應用場合。

1.3 RFID技術用于車輛識別的特點和優勢

將RFID 技術應用于車輛自動識別，在國外已經比較成熟，主要就是由于RFID技術具有的特點比較適用于車輛自動識別。

（1）防偽。每張RFID標簽都有全球惟一ID號碼，而且是不可修改的，因此RFID技術具有無可比擬的防偽性能。RFID標簽中，除了ID號外，還有一部分DATA區，若有需要是可以寫入一些數據信息的。可以把車輛號牌和車證信息加密寫入到這個區域，從這一點上說也具有很高的防偽特點。通過讀寫器對過往車輛的檢查，擁有假證或不合法車輛是很容易被識別出來的。

（2）防借用。由于車輛號牌信息可以加密寫入到標簽中，以及調用系統數據庫內的信息資料，可以辨別出某一車輛是否有權使用這張車證（即電子標簽），從而可以防止車證借用的現象，做到證、車統一或證、車、駕駛員三統一。

（3）防盜用。如果某車證不慎遺失，不僅僅可以通過上述手段從車證號碼和車證的統一性上判別某車輛是否有權使用該車證，還可以通過失主掛失的方法使該車證失效，一旦某車輛使用掛失車證試圖出入時，就可以被識別出來。

（4）防拆卸。每個電子標簽都附帶有防拆卸功能，安裝好以后，一旦進行拆卸，電子標簽將無法工作，從而避免了電子標簽被拆卸后重復使用或它用，確保了電子標簽與被識別車輛形成一一對應的關系，起到電子標簽真正的標記作用。

1.4 在用車輛自動識別系統分析

國外應用RFID 技術比較成熟，發達國家對不停車收費系統研究的相對獨立性，歐、美、日等發達國家間的系統存在較大差異，尚未形成統一的標準，系統間相互不兼容。目前我國引進的系統也是五花八門、標準不一，有關技術參數各不相同。而且，由于部門利益的驅動，使引進系統的各部門都極力推銷自己引進的系統。

目前，車輛自動識別系統采用了不同頻段的RFID技術，包括5.8 GHz，2.45 GHz和915 MHz三種。電子標簽有源的2.45 GHz 和無源的915 MHz兩大陣營競爭比較激烈，915 MHz無源標簽現在能輕松識別8 m以上，技術比較成熟，卡片薄，攜帶方便，卡片成本低，可以與其他系統集成聯用;使用壽命長方向性強且成本優勢非常明顯、可維護性好、容易被用戶接受，有利于市場的推廣。感應區域相對可控，卡片用卡座插在擋風玻璃合適位置，完全能滿足不停車通行，車膜等會減弱讀卡距離但不影響正常識別通行。2.45 GHz有源標簽安全性低，可隨時復制;壽命短，2~3年要更換電池或換新卡，總體成本比915 MHz高，尤其是標簽成本，方向性差容易受到外界干擾，可靠性低，雖然讀卡距離比915 MHz要遠。2 防偽車證系統2.1 系統組成

該系統包括兩個子系統：發卡子系統和車輛識別子系統。

發卡子系統：完成對電子標簽初始化及加密，車輛身份的授權、銷毀、記錄。

車輛識別管理子系統：完成對車輛識別并采集信息，包括識別出正確的授權卡、識別黑名單卡、采集識別記錄。

本系統使用的電子標簽工作于915 MHz，選用美國ThingMagic 讀卡器和ALEN H3 芯片電子標簽，該標簽為無源標簽，成本較有源標簽大大降低。

2.2 系統流程

系統流程如圖2所示。

2.3 系統功能

發卡子系統：完成對電子標簽的授權、注銷、采集授權記錄。

2.3.1 完成對電子標簽的授權

完成對電子標簽的授權流程如圖3所示。

2.3.2 完成對車輛身份注銷

如車證丟失或被盜，應立即通知發卡處，由發卡處注銷此電子標簽，此過程和對電子標簽授權流程一樣，只需將原始數據設置為系統認為是非法的數據，比如都設置為0.

識別管理子系統：完成對車輛電子標簽的識別并采集信息，包括識別出正確的授權卡、識別黑名單卡、采集識別記錄等。

識別管理子系統流程如圖4所示。

2.4 測試結果

經現場測試，讀卡器最大功率時讀卡距離在4~5 m，測試車速為40 km/h，識別率在99.99%.基本實現了系統功能，因不與道閘聯動，不存在反應時間不足的問題。

3 結論

系統上線四個月以來運行正常，達到了設計要求，滿足了使用功能。無源電子標簽比較適合我院的實際應用，將該標簽黏貼在紙質車證表面，既兼顧到了現有模式又增加了防偽功能，改變了單純依靠紙質車證的局面，車輛管理水平提高到了一個新的層次。成本較有源電子標簽大大降低，可以大面積推廣到所有紙質車證，采用易毀標簽，撕毀即損壞。

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