不停车车辆信息识别控制系统设计

胡广琳

摘要：本文所设计的不停车车辆信息识别控制系统是利用物联网模块、智能识别等新兴技术，实现远距离、准确的车辆信息识别，可以在车辆正常通行的情况下，识别车辆信息。从微观角度看减少了车辆进出停车场、通过收费站的时间，从宏观角度看可以加快整个区域的车辆通行速度，减轻道路拥堵状况。

关键词：不停车;信息识别;智能控制

0  引言

随着我国自主汽车品牌的快速发展，汽车价格不断下降，国内拥有汽车的家庭越来越多，使得我国汽车保有量不断攀升。伴随着车辆数量不断增加，停车难、堵车等问题应运而生，面对这些现实问题，必须要寻找有效的解决方案。通过不停车车辆信息识别控制系统，可以实现在不停车的情况下快速识别车辆信息，有助于提升车辆的通行效率，降低车辆发生拥堵的可能性。

1  现行不停车车辆信息识别控制系统的特点及问题分析

1.1 现行不停车车辆信息识别控制系统的种类及特点

1.1.1 车牌图像识别系统

目前我国应用最广、最成熟的不停车车辆信息识别方式为车牌图像识别，通过图像识别系统识别车辆车牌的信息，将识别的信息录入车辆信息控制系统，或者根据识别的车牌信息查询系统中存储的车辆信息。

1.1.2 RFID通信系统

RFID是一种短距离通信系统，最常见的应用产品是日常所使用的ETC。ETC系统是在车辆中加入基于RFID技术制作而成的ETC设备，在收费站设立RFID信息读取系统。当车辆进入到收费站设立的RFID信息读取系统范围内，收费站设立的RFID信息读取系统会与汽车内部RFID通信系统进行身份确认。汽车中的RFID系统会将车辆信息传输给收费站设立的RFID信息读取系统，同样收费站设立的RFID信息读取系统会将费用等信息传递给汽车内部RFID通信系统，最终完成车辆信息识别和控制。

1.2 现行不停车车辆信息识别控制系统的问题分析

为了实现不停车车辆信息识别、控制，需要对传统的车辆信息识别方式存在的弊端进行研究。

1.2.1 车牌图像识别系统的问题

目前最常见的车辆信息识别方式为车牌图像识别，通过智能图像识别系统识别车牌信息，通过识别到的车牌信息与系统中车牌信息进行比对，获取车辆的详细信息，这种采用图像识别的车辆信息识别系统识别率低，需要车辆在停止或者车速降低到20km/h以内才可以准确识别到车牌信息。如果车牌表面有脏污，能见度较低（比如大雾、大雨等极端天气）等情况就会造成图像识别系统无法准确有效的读取车辆车牌信息，一旦发生这种情况不仅不能实现不停车快速识别车辆信息，反而耽误了车辆的通行。

1.2.2 RFID通信系统的问题

RFID可以实现一定距离的通信，但是从目前所应用的ETC产品来看，RFIP有效通信距离仍然十分有限，虽然实现了不停车车辆信息识别与控制，但是为了提高识别准确度，仍然需要将车速降低到20km/h以下。另外RFID通信系统存在一定的安全性问题，近些年ECT被盗刷和被套用的现象时有发生，主要是RFID通信系统非常简单，加密系统也并不复杂，所以RFID通常无法实现较为复杂的安全识别过程。

2  利用物联网模块实现不停车快速安全的车辆信息识别

本文设计了一套不停车车辆信息识别控制系统，包括一套超低功耗智能电子车牌和不停车车辆信息识别控制设备。

2.1 超低功耗智能电子车牌

超低功耗智能电子车牌的系统框图如图1所示。

物联网主控模板为整个发明的控制系统，主要进行逻辑处理和通信网络的射频信号处理。物联网主控模板与射频模板、天线配合进行信号传递和接收，利用通信网络通信模式进行通信;电池和电源管理模块给整个系统进行供电;触发控制模块主体为物联网模块，主要是接收外界车辆信息识别系统发送的触发通信信号，产生触发信号触发物联网主控模块退出低功耗模式，触发控制模块与物联网主控模块的唤醒管脚相连，该管脚的唯一功能是接收外部高低电平变化后使模块退出低功耗模式;防拆报警模块具有单独的供电系统，通过监测系统电路的电流以及物联网主控模块IO口信号确定是否发生了拆卸问题;加密模块主要是对存储器中存储的车辆信息进行加密。

2.2 不停车车辆信息识别控制设备

不停车车辆信息识别控制设备包括车辆信息接收模块和车辆信息识别触发模块：车辆信息识别触发模块不断的向外接发送触发信号，低功耗智能电子车牌的物联网模块进入车辆信息识别触发模块发送的触发信号范围内，低功耗智能电子车牌信息认证触发模块就会被触发，通过握手协议识别：外界车辆信息识别系统“发出的触发信息是否正确，如果正确无误则激活低功耗智能电子车牌的存储模块和信息传输模块进行工作。同时外界车辆信息识别系统始终向外接发送触发信号，并且始终处于车辆信息接受狀态。

3  不停车车辆信息识别控制系统的工作流程

首先，外界车辆信息识别系统架设在需要识别车辆信息的道路两旁，并不断向外界发送获取车辆信息的触发通信信号。这种触发模式利用物联网移动网络通信，具有远距离（最远10km）、低延时、高精度、高准确性等特点，实现了车辆在高速行驶下完全不影响驾驶员驾驶的情况下（驾驶员无任何感觉）读取车牌信息，无论是测速还是读取车牌，都可以快速准确完成。

电子车牌上电之后加密模块给物联网主控模块以及存储器进行加密，电子车牌系统开始工作，正常模式下电子车牌进入低功耗待机模块，此时电池输出的电流较低。

当车辆行驶到外界车辆信息识别系统附近时，外界车辆信息识别系统向外界发送的读取车牌的触发通信信号，加密模块会对触发通信信号进行甄别，识别是否为正常的车辆信息请求信号。如果信号存在问题，控制触发控制模板不触发物联网主控模板;如果正常，触发控制模板会接收到外界车辆信息识别系统发送的触发通信信号，从而产生电信号编号，该信号传递给物联网主控模块的唤醒模块退出低功耗的管脚，该管脚接收到信号之后会唤醒物联网主控模块退出低功耗模式而进入正常的数据传输模式。物联网主控模块检测到外界车辆信息识别系统发送的读取车辆信息请求之后，物联网主控模块会控制系统通过移动网络将存储器中的车辆信息、行驶信息、位置信息传递给外界车辆信息识别系统以及车辆信息管理数据中心。外界车辆信息识别系统接收到的车辆信息之后会给电子车牌系统反馈一条信息。电子车牌系统接收到反馈信息之后会控制模块再次进入低功耗模式。因此电子车牌系统正常工作时长期处于低功耗模式，只有当需要读取车辆信息时才退出低功耗模式，进入正常的数据传输模式。

4  结论

目前，我国汽车总量极速增加，伴随而来的是停车难、堵车等问题。而不停车车辆信息识别控制系统可以加快车辆通行速度，无论是车辆进入停车场还是通过收费站，在不需要车辆停车的情况下进行车辆信息识别控制，但是目前的不停车车辆信息识别控制系统都需要降低车速才可以完成信息识别，限制条件太多，识别准确率不高。本文在此背景下提出了一套完整的不停车车辆信息识别控制系统，包括超低功耗智能电子车牌系统和不停车车辆信息识别控制设备，两组相互配合可以实现车辆不需要降低行驶速度即可完成信息识别和控制，识别率高，限制条件少，应用场景广。

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