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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)的智能車輛管理系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本系統(tǒng)研究的目的是基于RFID技術(shù)，整合網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)，在系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控、及手持便攜式讀卡器應(yīng)用等方面改良RFID車輛管理系統(tǒng)，提高車輛管理系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。著重完善數(shù)據(jù)庫(kù)綜合信息統(tǒng)計(jì)管理和利用，為管理機(jī)構(gòu)提供可靠的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，為其決策提供可靠依據(jù)。同時(shí)利用RFID設(shè)備進(jìn)行了測(cè)量車輛速度試驗(yàn)，RFID設(shè)備完全能夠以低成本，一定精度進(jìn)行該方面應(yīng)用。
- 詳細(xì)介紹：
- 本系統(tǒng)研究的目的是基于RFID技術(shù)，整合網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和嵌入式開(kāi)發(fā)技術(shù)，在系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計(jì)分析、計(jì)算機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控、及手持便攜式讀卡器應(yīng)用等方面改良RFID車輛管理系統(tǒng)，提高車輛管理系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。著重完善數(shù)據(jù)庫(kù)綜合信息統(tǒng)計(jì)管理和利用，為管理機(jī)構(gòu)提供可靠的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，為其決策提供可靠依據(jù)。因而系統(tǒng)可行性建立于成熟的射頻識(shí)別 RFID技術(shù)和嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)之上，系統(tǒng)方案可行。 使用ARM開(kāi)發(fā)板作為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)前端控制臺(tái)，為在門(mén)禁處進(jìn)行實(shí)時(shí)工作的管理人員提供了對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制的便利方式，該控制系統(tǒng)模塊以linux操作系統(tǒng)作為應(yīng)用環(huán)境，使用Qt/embeded開(kāi)發(fā)交互界面，界面簡(jiǎn)潔明了，易于理解和操作。 系統(tǒng)為用戶和管理員提供在線遠(yuǎn)程信息訪問(wèn)服務(wù)，該服務(wù)方便用戶足不出戶即可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)查詢相關(guān)的車輛記錄，瀏覽服務(wù)提供商發(fā)布的最新消息，感受到即時(shí)信息服務(wù)帶來(lái)的便利。管理人員可以在線進(jìn)行信息的發(fā)布、注冊(cè)或注銷用戶使用系統(tǒng)的權(quán)限、對(duì)車輛和車主信息進(jìn)行管理等，多種管理模式為管理機(jī)構(gòu)提供更高的工作效率。 最終實(shí)現(xiàn)功效包括以下幾大方面： （1）RFID標(biāo)識(shí)系統(tǒng) 汽車管理系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境良好，經(jīng)調(diào)查選擇了符合ISO/IEC15693全球標(biāo)準(zhǔn)的高頻(HF)434MHz的RFID頻段標(biāo)簽，可以實(shí)現(xiàn)距離為lm一2m的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)讀寫(xiě),滿足目標(biāo)遠(yuǎn)程識(shí)別需要； （2）自動(dòng)識(shí)別、智能控制、實(shí)現(xiàn)車輛不停步快速通過(guò) 運(yùn)用RFID遠(yuǎn)距離快速識(shí)別車輛掛載卡片，RFID讀寫(xiě)器接收到來(lái)自電子標(biāo)簽的載波信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼后送至系統(tǒng)終端，終端查詢數(shù)據(jù)庫(kù)完成資料比對(duì)通過(guò)，則控制器的繼電器動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)道閘開(kāi)啟，放行車輛。否則不予放行； （3）報(bào)警提示、即時(shí)監(jiān)控功能 系統(tǒng)核準(zhǔn)卡片信息失敗或出現(xiàn)外來(lái)車輛沖撞門(mén)欄情況，前端控制臺(tái)報(bào)警，并通過(guò)局域網(wǎng)提供聯(lián)動(dòng)視頻信號(hào)：聯(lián)動(dòng)警衛(wèi)室指定的視頻通道，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)攝像頭進(jìn)行自動(dòng)錄像或自動(dòng)抓拍。并將抓拍到的車輛照片通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行保存； （4）手持便攜式讀寫(xiě)器應(yīng)用 工作人員攜帶便攜式讀卡器對(duì)違規(guī)?？寇囕v進(jìn)行立即信息識(shí)別，通過(guò)wifi等網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)將信息送至系統(tǒng)終端，終端讀取數(shù)據(jù)庫(kù)完成信息比對(duì)，將車輛詳細(xì)信息回送，便于工作人員執(zhí)行處罰處理，再將處罰信息回傳至終端存入數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行記錄更新； （5）車輛檔案管理和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 完成對(duì)車輛信息、出入情況、進(jìn)出數(shù)量、車主信息、車主聯(lián)系方式、處罰記錄等信息進(jìn)行存儲(chǔ)。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)智能分析，產(chǎn)生需要的分析數(shù)據(jù)并自動(dòng)生成餅圖、直方圖等報(bào)表、圖表和報(bào)告，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析； （6）遠(yuǎn)程控制功能 運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問(wèn)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和相關(guān)信息； （7）權(quán)限控制 在網(wǎng)絡(luò)級(jí)、系統(tǒng)級(jí)和數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)設(shè)置訪問(wèn)權(quán)限控制，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理。 （8）基于射頻技術(shù)的測(cè)量車輛速度系統(tǒng)與方法的實(shí)現(xiàn) 設(shè)計(jì)研究中對(duì)利用基于最小二乘法的固定路段內(nèi)車輛RFID技術(shù)測(cè)速進(jìn)行了研究。 （9）基于攝像頭視頻流監(jiān)控模塊的擴(kuò)展 主要包含了如下五個(gè)方面： a.能夠設(shè)定特定的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè) b.能夠識(shí)別特定的事件并記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)中 c.能夠形成事件發(fā)生時(shí)的H.264視頻片段 d.能夠形成事件發(fā)生時(shí)的截圖 e.能夠通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制攝像頭的移動(dòng)
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 系統(tǒng)主要由以下三個(gè)功能模塊部分組成： 1.前端機(jī)自動(dòng)控制模塊：采用80S52單片機(jī)作為讀寫(xiě)RFID卡模塊的核心設(shè)備。利用RFID讀寫(xiě)卡的模塊YHY502B+TG，實(shí)現(xiàn)讀寫(xiě)硬件。采用串口（RS232）連接PC端。經(jīng)由ARM的GPIO接口控制步進(jìn)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)門(mén)欄處的自動(dòng)控制。Qt/embeded是為嵌入式設(shè)備上圖形用戶接口和應(yīng)用開(kāi)發(fā)前端arm控制臺(tái)需構(gòu)造與用戶友好交互控制界面。整個(gè)前端機(jī)系統(tǒng)能夠自動(dòng)識(shí)別車輛標(biāo)簽信息，實(shí)現(xiàn)車輛不停步快速通過(guò)，同時(shí)對(duì)無(wú)卡車輛進(jìn)行的數(shù)據(jù)管理方便，以及利用GSM/GPRS模塊對(duì)違規(guī)行為進(jìn)行信息警告。 2．核心服務(wù)器與數(shù)據(jù)中心模塊：在PC端，建立兩個(gè)進(jìn)程：一者對(duì)串口所傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，一者與用戶數(shù)據(jù)庫(kù)建立連接，并隨時(shí)等待查詢、反饋；對(duì)兩個(gè)進(jìn)程間的通信來(lái)解決PC端所得數(shù)據(jù)從用戶數(shù)據(jù)庫(kù)中的確認(rèn)。通過(guò)基本技術(shù)和用戶量采用了Linux下的MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了一個(gè)鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)并能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)操作的Linux守護(hù)進(jìn)程，將其置于后臺(tái)運(yùn)行。基于B/S的SSH框架架構(gòu)PC服務(wù)器端，這樣能夠在網(wǎng)絡(luò)級(jí)上達(dá)到安全可靠的數(shù)據(jù)查詢，操作。 3.前端機(jī)與核心服務(wù)器端通信模塊：基于TCP/IP的socket通信：在PC與前端機(jī)ARM核心控制板之間經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)線路，建立socket通信，并需要制定兩端的通信協(xié)議，來(lái)維護(hù)他們之間的相互通信數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1.本設(shè)計(jì)中對(duì)前端機(jī)與服務(wù)器間socket雙向數(shù)據(jù)通信，設(shè)計(jì)了完善的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了通信數(shù)據(jù)包自動(dòng)檢錯(cuò),符合MVC的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的松耦合； 2.設(shè)計(jì)基于最小二乘法、RFID技術(shù)研究固定路段內(nèi)車輛測(cè)速，擬合曲線對(duì)路程內(nèi)路程內(nèi)車輛行駛的速度最大值與均值求解； 3.擴(kuò)展應(yīng)用手持式便攜讀寫(xiě)器，滿足管理人員區(qū)域進(jìn)行巡查監(jiān)測(cè)，對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)的定位，利用GPRS服務(wù)傳回服務(wù)器終端； 4.基于視頻流運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)的車輛行為監(jiān)控。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年3月東北大學(xué)"Oracle"軟件創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng) 《Improved Design of Vehicle Management System Based on RFID》EI 、ISTP檢索,Jiang Lin-ying,Wang Shuai Zhang Heng, Tan Han-qing 《Implementation of Step Motor Control under Embedded Linux Based on S3C2440》EI 、ISTP檢索, 《An Algorithm and Design for RFID Velocity Measurement Based on Least Square Method 》EI 、ISTP檢索 Zhang Heng, Tan Han-qing, Jiang Lin-ying
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- √實(shí)物模型 √ 現(xiàn)場(chǎng)演示 √ 圖片 √ 錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本方案的構(gòu)思設(shè)計(jì)根據(jù)車輛管理需求的實(shí)際情況，傳統(tǒng)的門(mén)禁系統(tǒng)因?yàn)槿肆Τ杀靖?，安全性低，效率低下，且?shù)據(jù)利用率低等缺點(diǎn)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)今的要求。各機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位等重要辦公場(chǎng)所，大型停車等車輛密集區(qū)對(duì)高效的車輛管理系統(tǒng)有大需求，國(guó)內(nèi)的不少射頻企業(yè)也對(duì)此投入精力。本方案整合改良功能，著重提高車輛管理的自動(dòng)化、信息利用率，有效地降低人力成本，同時(shí)基于相關(guān)擴(kuò)展應(yīng)用（測(cè)速、手持式等）的模塊應(yīng)用前景廣泛。
同類課題研究水平概述
- 目前，汽車產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展，車輛管理問(wèn)題被各國(guó)所重視，RFID自動(dòng)門(mén)禁系統(tǒng)的使用漸成趨勢(shì)。國(guó)際現(xiàn)行RFID自動(dòng)門(mén)禁系統(tǒng)功能單一，僅簡(jiǎn)單記錄卡片持有者的現(xiàn)存管理費(fèi)和停放時(shí)間，實(shí)現(xiàn)根據(jù)時(shí)間對(duì)費(fèi)用進(jìn)行扣除的功能，該模式信息利用率不足，附加應(yīng)用缺乏。國(guó)內(nèi)的汽車管理模式自動(dòng)化水平較低，汽車自動(dòng)化管理模式有待改良。通過(guò)對(duì)上述需求的實(shí)地調(diào)查，我們總結(jié)了如下的研究方向： 1. RFID和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合可以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)內(nèi)的信息共享，對(duì)一定范圍內(nèi)同時(shí)對(duì)多個(gè)掛有射頻標(biāo)簽的目標(biāo)物體進(jìn)行非接觸、高速及準(zhǔn)確的并行跟蹤和識(shí)別。這樣，有效地提高系統(tǒng)的自動(dòng)化與信息化程度。 2. 通過(guò)對(duì)相關(guān)儀器測(cè)速的實(shí)際運(yùn)用考察，現(xiàn)階段，對(duì)車輛行駛的速度測(cè)量可以主要分為以下三類：雷達(dá)測(cè)速、激光測(cè)速、線圈法測(cè)速。通過(guò)對(duì)相關(guān)技術(shù)設(shè)備優(yōu)缺點(diǎn)相對(duì)比，方案提出了基于最小二乘法的射頻識(shí)別技術(shù)測(cè)速方法，能夠在較大程度上有效的降低測(cè)速系統(tǒng)成本，同時(shí)在測(cè)速算法的基礎(chǔ)上對(duì)車輛速度的測(cè)量精度進(jìn)行一定的提高。同時(shí)，RFID技術(shù)的應(yīng)用使系統(tǒng)本身具有車輛標(biāo)簽識(shí)別，這樣能夠唯一辨別車輛身份，對(duì)車輛進(jìn)行信息記錄。 3. 選用S3C2440A的TOUT1作為脈沖信號(hào)的發(fā)送端，通用I/O端口GPG13作為換向信號(hào)的發(fā)送端，實(shí)現(xiàn)了S3C2440A對(duì)步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制。步進(jìn)電機(jī)在控制領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，而嵌入式系統(tǒng)又具有輕便小巧的特點(diǎn)，二者結(jié)合使用可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)的復(fù)雜度。在嵌入式Linux系統(tǒng)下用字符設(shè)備思想實(shí)現(xiàn)，滿足以后更加復(fù)雜的場(chǎng)合需求。 4. 根據(jù)相關(guān)視頻流監(jiān)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，我們對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行了攝像頭監(jiān)測(cè)，這樣有效防止車輛的違章行為?；陂_(kāi)源圖形分析算法，對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行監(jiān)控，之后一旦監(jiān)測(cè)到違章行為，通過(guò)GPRS Moduel通知相關(guān)管理人員。 5. 基于ARM架構(gòu)的手持式應(yīng)用，通過(guò)運(yùn)用ARM、RFID技術(shù)、GPRS服務(wù)整合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)區(qū)域內(nèi)違章停靠車輛的實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)使用QT/embeded界面開(kāi)發(fā)，輕量級(jí)應(yīng)用，可移植性強(qiáng)，大大降低程序體積，減輕系統(tǒng)資源占用量，達(dá)到系統(tǒng)應(yīng)用需求。
