基本信息
- 项目名称：
- 基于物联网RFID技术的智能车辆管理系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本系统研究的目的是基于RFID技术，整合网络通讯技术、数据库技术和嵌入式开发技术，在系统安全、数据采集和统计分析、计算机远程监控、及手持便携式读卡器应用等方面改良RFID车辆管理系统，提高车辆管理系统的应用价值。着重完善数据库综合信息统计管理和利用，为管理机构提供可靠的统计数据，为其决策提供可靠依据。同时利用RFID设备进行了测量车辆速度试验，RFID设备完全能够以低成本，一定精度进行该方面应用。
- 详细介绍：
- 本系统研究的目的是基于RFID技术，整合网络通讯技术、数据库技术和嵌入式开发技术，在系统安全、数据采集和统计分析、计算机远程监控、及手持便携式读卡器应用等方面改良RFID车辆管理系统，提高车辆管理系统的应用价值。着重完善数据库综合信息统计管理和利用，为管理机构提供可靠的统计数据，为其决策提供可靠依据。因而系统可行性建立于成熟的射频识别 RFID技术和嵌入式技术基础之上，系统方案可行。 使用ARM开发板作为基础开发的系统前端控制台，为在门禁处进行实时工作的管理人员提供了对系统进行控制的便利方式，该控制系统模块以linux操作系统作为应用环境，使用Qt/embeded开发交互界面，界面简洁明了，易于理解和操作。 系统为用户和管理员提供在线远程信息访问服务，该服务方便用户足不出户即可通过互联网查询相关的车辆记录，浏览服务提供商发布的最新消息，感受到即时信息服务带来的便利。管理人员可以在线进行信息的发布、注册或注销用户使用系统的权限、对车辆和车主信息进行管理等，多种管理模式为管理机构提供更高的工作效率。 最终实现功效包括以下几大方面： （1）RFID标识系统 汽车管理系统应用环境良好，经调查选择了符合ISO/IEC15693全球标准的高频(HF)434MHz的RFID频段标签，可以实现距离为lm一2m的远距离数据读写,满足目标远程识别需要； （2）自动识别、智能控制、实现车辆不停步快速通过 运用RFID远距离快速识别车辆挂载卡片，RFID读写器接收到来自电子标签的载波信号，对信号进行解调和解码后送至系统终端，终端查询数据库完成资料比对通过，则控制器的继电器动作，驱动道闸开启，放行车辆。否则不予放行； （3）报警提示、即时监控功能 系统核准卡片信息失败或出现外来车辆冲撞门栏情况，前端控制台报警，并通过局域网提供联动视频信号：联动警卫室指定的视频通道，通过现场摄像头进行自动录像或自动抓拍。并将抓拍到的车辆照片通过网络通讯技术传送到数据库进行保存； （4）手持便携式读写器应用 工作人员携带便携式读卡器对违规停靠车辆进行立即信息识别，通过wifi等网络通信技术将信息送至系统终端，终端读取数据库完成信息比对，将车辆详细信息回送，便于工作人员执行处罚处理，再将处罚信息回传至终端存入数据库，进行记录更新； （5）车辆档案管理和数据统计分析 完成对车辆信息、出入情况、进出数量、车主信息、车主联系方式、处罚记录等信息进行存储。通过对数据智能分析，产生需要的分析数据并自动生成饼图、直方图等报表、图表和报告，并进行统计分析； （6）远程控制功能 运用网络通信技术实现远程访问系统数据库统计数据和相关信息； （7）权限控制 在网络级、系统级和数据库级设置访问权限控制，对数据进行加密处理。 （8）基于射频技术的测量车辆速度系统与方法的实现 设计研究中对利用基于最小二乘法的固定路段内车辆RFID技术测速进行了研究。 （9）基于摄像头视频流监控模块的扩展 主要包含了如下五个方面： a.能够设定特定的区域进行监测 b.能够识别特定的事件并记录到数据库中 c.能够形成事件发生时的H.264视频片段 d.能够形成事件发生时的截图 e.能够通过网络控制摄像头的移动
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 系统主要由以下三个功能模块部分组成： 1.前端机自动控制模块：采用80S52单片机作为读写RFID卡模块的核心设备。利用RFID读写卡的模块YHY502B+TG，实现读写硬件。采用串口（RS232）连接PC端。经由ARM的GPIO接口控制步进电机，实现对门栏处的自动控制。Qt/embeded是为嵌入式设备上图形用户接口和应用开发前端arm控制台需构造与用户友好交互控制界面。整个前端机系统能够自动识别车辆标签信息，实现车辆不停步快速通过，同时对无卡车辆进行的数据管理方便，以及利用GSM/GPRS模块对违规行为进行信息警告。 2．核心服务器与数据中心模块：在PC端，建立两个进程：一者对串口所传输数据进行读取，一者与用户数据库建立连接，并随时等待查询、反馈；对两个进程间的通信来解决PC端所得数据从用户数据库中的确认。通过基本技术和用户量采用了Linux下的MySQL数据库，建立了一个链接数据库并能够进行数据库操作的Linux守护进程，将其置于后台运行。基于B/S的SSH框架架构PC服务器端，这样能够在网络级上达到安全可靠的数据查询，操作。 3.前端机与核心服务器端通信模块：基于TCP/IP的socket通信：在PC与前端机ARM核心控制板之间经由网络线路，建立socket通信，并需要制定两端的通信协议，来维护他们之间的相互通信数据的读写。
科学性、先进性
- 1.本设计中对前端机与服务器间socket双向数据通信，设计了完善的通信协议，实现了通信数据包自动检错,符合MVC的设计思想，实现了系统的松耦合； 2.设计基于最小二乘法、RFID技术研究固定路段内车辆测速，拟合曲线对路程内路程内车辆行驶的速度最大值与均值求解； 3.扩展应用手持式便携读写器，满足管理人员区域进行巡查监测，对车辆进行实时的定位，利用GPRS服务传回服务器终端； 4.基于视频流运动目标检测技术的车辆行为监控。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年3月东北大学"Oracle"软件创新大赛一等奖 《Improved Design of Vehicle Management System Based on RFID》EI 、ISTP检索,Jiang Lin-ying,Wang Shuai Zhang Heng, Tan Han-qing 《Implementation of Step Motor Control under Embedded Linux Based on S3C2440》EI 、ISTP检索, 《An Algorithm and Design for RFID Velocity Measurement Based on Least Square Method 》EI 、ISTP检索 Zhang Heng, Tan Han-qing, Jiang Lin-ying
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- √实物模型 √ 现场演示 √ 图片 √ 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本方案的构思设计根据车辆管理需求的实际情况，传统的门禁系统因为人力成本高，安全性低，效率低下，且数据利用率低等缺点已经无法满足现今的要求。各机关、企事业单位等重要办公场所，大型停车等车辆密集区对高效的车辆管理系统有大需求，国内的不少射频企业也对此投入精力。本方案整合改良功能，着重提高车辆管理的自动化、信息利用率，有效地降低人力成本，同时基于相关扩展应用（测速、手持式等）的模块应用前景广泛。
同类课题研究水平概述
- 目前，汽车产业迅猛发展，车辆管理问题被各国所重视，RFID自动门禁系统的使用渐成趋势。国际现行RFID自动门禁系统功能单一，仅简单记录卡片持有者的现存管理费和停放时间，实现根据时间对费用进行扣除的功能，该模式信息利用率不足，附加应用缺乏。国内的汽车管理模式自动化水平较低，汽车自动化管理模式有待改良。通过对上述需求的实地调查，我们总结了如下的研究方向： 1. RFID和网络通信技术相结合可以实现局域网内的信息共享，对一定范围内同时对多个挂有射频标签的目标物体进行非接触、高速及准确的并行跟踪和识别。这样，有效地提高系统的自动化与信息化程度。 2. 通过对相关仪器测速的实际运用考察，现阶段，对车辆行驶的速度测量可以主要分为以下三类：雷达测速、激光测速、线圈法测速。通过对相关技术设备优缺点相对比，方案提出了基于最小二乘法的射频识别技术测速方法，能够在较大程度上有效的降低测速系统成本，同时在测速算法的基础上对车辆速度的测量精度进行一定的提高。同时，RFID技术的应用使系统本身具有车辆标签识别，这样能够唯一辨别车辆身份，对车辆进行信息记录。 3. 选用S3C2440A的TOUT1作为脉冲信号的发送端，通用I/O端口GPG13作为换向信号的发送端，实现了S3C2440A对步进电机的驱动控制。步进电机在控制领域应用极为广泛，而嵌入式系统又具有轻便小巧的特点，二者结合使用可以大大简化系统的复杂度。在嵌入式Linux系统下用字符设备思想实现，满足以后更加复杂的场合需求。 4. 根据相关视频流监控技术的实现，我们对运动目标进行了摄像头监测，这样有效防止车辆的违章行为。基于开源图形分析算法，对运动物体进行监控，之后一旦监测到违章行为，通过GPRS Moduel通知相关管理人员。 5. 基于ARM架构的手持式应用，通过运用ARM、RFID技术、GPRS服务整合，实现了对区域内违章停靠车辆的实时监控。同时使用QT/embeded界面开发，轻量级应用，可移植性强，大大降低程序体积，减轻系统资源占用量，达到系统应用需求。
