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摘 要：详细介绍RFID系统组成及RS-485网络通信协议，重点讨论基于RFID技术的车辆出入管理系统，主要模块的设计实现方法。完成的演示系统体现出较好的性能，改变传统人工登记管理，提高工作效率及安全性。RS-485分布式控制网络与RFID技术的结合，使该系统的应用具有很好的通用性及可扩展性。
关键词：RFID;车辆管理系统;RS-485;读写器
1引言
RFID射频识别系统由读写器、微波天线、电子标签三部分组成，以天线进行无线电波的传播。电子标签通常是存有数据的小型电子标签，它具有智能读写及加密通信的能力。RFID读写器由射频通道模块、控制处理模块和I/O接口模块组。射频通道模块是读写器的前端，完成控制处理模块传送来的发送控制命令的执行，向电子标签传送命令的载波调制，以及对回波信号的解调处理，并将处理后的回波基带信号送至控制与处理模块。控制处理模块是读写器的核心，其主要功能包括实现发送到标签命令的波形编码、回波信号的解码、差错控制、读写命令流程控制等，发送命令和接收数据的缓存，与后端应用程序之间接口协议的实现，输入输出信号采集和处理等。I/O接口模块的功能是实现读写器与外部传感器、控制器及应用系统计算机之间的数据通讯。读写器的通讯接口一般包括：RS232串行接口RS422/RS485串行接口，支持远距离通讯，采用差分数据传输模式，抗干扰能力强。以太网接口，用于读写器直接接入网络，支持TCP/IP协议。
2 RFID车辆出入管理系统
2.1基本结构及原理
电子车牌读写器（Reader）发出微波查询信号时，安装在汽车上的电子车牌内置微带天线接收到微波查询信号后，将一部分微波能量转化成电能供其自身电路工作，同时另一部分微波经过电子车牌自身调制后，并将带有自身信息的微波反射回去。读写器接收到电子车牌反射的具有车牌数据信息的微波信号后经解调处理，得到电子车牌储存的识别代码信息，该系统具有无接触自动识别运动物体的身份编码的功能，其工作原理如图1所示。 <E：＼123456＼速读·中旬201603＼Image＼QQ截图20160124170324.png>
图1车辆识别系统工作原理
2.2应用系统的硬件组成
在系统中，读写器采用Sensel820，工作频率为915MHZ，该读写器的有效识别距离一般可达10米，该读写器支持的数据通信接口有RS-232，RS-485，以及韦根接口。串口通信只能是一台计算机与一台读写器之间，并且通信距离短，传输速率也不高。韦根接口主要用于读写器与工业控制器的连接，只能单向传输。为了实现对多台读写器的远距离快速通信，形成一个分布式控制网络，本系统采用RS-485接口，一台计算机可以控制多台读写器，完成读写操作。
PC机与阅读器之间采用RS-485主从方式进行通信，在PC机上运行的API函数为主（客户端），阅读器为从（服务端）。由客户端计算机通过主从协议与多个读写器建立网络连接，并对每台读写器设定一个唯一地址。API函数主动向阅读器发命令数据包，阅读器收到命令数据包后解释执行，并把结果返回给API函数。
本文以Sensel820读写器为例，实现了对车辆的出入管理，系统主要硬件设备包括：地感线圈，超高频天线，读写器，停车场专用栏杆，电子标签，PC机，打印机，管理系统（包括后台服务器及前端操作界面）。主要组成部分如图2所示。 <E：＼123456＼速读·中旬201603＼Image＼QQ截图20160124170332.png>
图2车辆出入管理系统组成
3 模块设计与功能实现
3.1系统管理
子模块主要实现对系统的维护与管理。系统授权管理可进行分时段、分级别管理，能够对车辆进行时区限制管理，每个时间区可以单独灵活设置，每辆车可以同时选择多个时间区。而且不同级别的管理员有不同的操作权限，便于对系统数据的安全管理。
3.2车辆发卡信息管理
电子标签发放管理包括用户注册管理和标签发放管理两个部分内容。在系统运行之前，需要先将车辆用户的基本信息录入数据库中，并分配卡号，标签使用者基本信息包括：
3.2.1标签使用者名称：单位或个人名字全称。
3.2.2卡号：由读写器用户编制的号码，亦称标签编号
3.2.3发卡时间：记载该用户最近一次发卡的日期和时间
3.2.4发放次数;记载该用户是否已发卡，如果有丢失情况，则记载已发放过的次数
3.2.5标签ID号：记载发给用户的电子标签本身的ID号然后将车辆的电子标签卡
3.3通过读写器自动读入ID信息
与对应的车牌号码，车主姓名等相关信息添加录入数据库中。标签发放的操作内容包括：
3.3.1读取标签ID号：读取当前电子标签ID号。
3.3.2标签用户注册登记：把“卡号”、“使用者”名称等信息添加到数据库中
3.3.3电子标签授权检查：对当前的电子标签卡号进行判别
3.3.4标签ID号入库：把读取的电子标签ID号写入数据库
3.3.5发卡：将“授权密码”和“卡号”写到电子标签的内存中每一个标签有唯一ID号，有一定大小的内存空间，可以存入丰富的车牌信息，但会影响到读卡的速度，所以应尽量减少标签的数据量。在电子标签中完成信息录入后，将电子标签固定在车身或粘贴于车窗玻璃，就相当于是一个电子车牌了。
4 总结
基于射频识别的智能车辆管理系统是一种高效、快捷及科学的车辆管理手段。具有效率高、准确性好、安全性高的优点。该系统易于操作维护，自动化程度高，大大减轻管理者的劳动量，实现车辆的智能化规范有序定位管理，系统功能丰富，运行稳定可靠，具有广阔的市场应用前景。
参考文献：
[1]杨国荣.基于RFID技术的智能小区车辆管理系统设计[J].信息技术，2012（6）
[2]王复青、甄青坡、杨彦.RFID智能车辆安全管理系统[J].射频世界，2009（3）
[3]苏军英.基于RFID的车辆出入管理系统防碰撞技术研究[D].河南师范大学，2011
关键词：RFID;车辆管理系统;RS-485;读写器
1引言
RFID射频识别系统由读写器、微波天线、电子标签三部分组成，以天线进行无线电波的传播。电子标签通常是存有数据的小型电子标签，它具有智能读写及加密通信的能力。RFID读写器由射频通道模块、控制处理模块和I/O接口模块组。射频通道模块是读写器的前端，完成控制处理模块传送来的发送控制命令的执行，向电子标签传送命令的载波调制，以及对回波信号的解调处理，并将处理后的回波基带信号送至控制与处理模块。控制处理模块是读写器的核心，其主要功能包括实现发送到标签命令的波形编码、回波信号的解码、差错控制、读写命令流程控制等，发送命令和接收数据的缓存，与后端应用程序之间接口协议的实现，输入输出信号采集和处理等。I/O接口模块的功能是实现读写器与外部传感器、控制器及应用系统计算机之间的数据通讯。读写器的通讯接口一般包括：RS232串行接口RS422/RS485串行接口，支持远距离通讯，采用差分数据传输模式，抗干扰能力强。以太网接口，用于读写器直接接入网络，支持TCP/IP协议。
2 RFID车辆出入管理系统
2.1基本结构及原理
电子车牌读写器（Reader）发出微波查询信号时，安装在汽车上的电子车牌内置微带天线接收到微波查询信号后，将一部分微波能量转化成电能供其自身电路工作，同时另一部分微波经过电子车牌自身调制后，并将带有自身信息的微波反射回去。读写器接收到电子车牌反射的具有车牌数据信息的微波信号后经解调处理，得到电子车牌储存的识别代码信息，该系统具有无接触自动识别运动物体的身份编码的功能，其工作原理如图1所示。 <E：＼123456＼速读·中旬201603＼Image＼QQ截图20160124170324.png>
图1车辆识别系统工作原理
2.2应用系统的硬件组成
在系统中，读写器采用Sensel820，工作频率为915MHZ，该读写器的有效识别距离一般可达10米，该读写器支持的数据通信接口有RS-232，RS-485，以及韦根接口。串口通信只能是一台计算机与一台读写器之间，并且通信距离短，传输速率也不高。韦根接口主要用于读写器与工业控制器的连接，只能单向传输。为了实现对多台读写器的远距离快速通信，形成一个分布式控制网络，本系统采用RS-485接口，一台计算机可以控制多台读写器，完成读写操作。
PC机与阅读器之间采用RS-485主从方式进行通信，在PC机上运行的API函数为主（客户端），阅读器为从（服务端）。由客户端计算机通过主从协议与多个读写器建立网络连接，并对每台读写器设定一个唯一地址。API函数主动向阅读器发命令数据包，阅读器收到命令数据包后解释执行，并把结果返回给API函数。
本文以Sensel820读写器为例，实现了对车辆的出入管理，系统主要硬件设备包括：地感线圈，超高频天线，读写器，停车场专用栏杆，电子标签，PC机，打印机，管理系统（包括后台服务器及前端操作界面）。主要组成部分如图2所示。 <E：＼123456＼速读·中旬201603＼Image＼QQ截图20160124170332.png>
图2车辆出入管理系统组成
3 模块设计与功能实现
3.1系统管理
子模块主要实现对系统的维护与管理。系统授权管理可进行分时段、分级别管理，能够对车辆进行时区限制管理，每个时间区可以单独灵活设置，每辆车可以同时选择多个时间区。而且不同级别的管理员有不同的操作权限，便于对系统数据的安全管理。
3.2车辆发卡信息管理
电子标签发放管理包括用户注册管理和标签发放管理两个部分内容。在系统运行之前，需要先将车辆用户的基本信息录入数据库中，并分配卡号，标签使用者基本信息包括：
3.2.1标签使用者名称：单位或个人名字全称。
3.2.2卡号：由读写器用户编制的号码，亦称标签编号
3.2.3发卡时间：记载该用户最近一次发卡的日期和时间
3.2.4发放次数;记载该用户是否已发卡，如果有丢失情况，则记载已发放过的次数
3.2.5标签ID号：记载发给用户的电子标签本身的ID号然后将车辆的电子标签卡
3.3通过读写器自动读入ID信息
与对应的车牌号码，车主姓名等相关信息添加录入数据库中。标签发放的操作内容包括：
3.3.1读取标签ID号：读取当前电子标签ID号。
3.3.2标签用户注册登记：把“卡号”、“使用者”名称等信息添加到数据库中
3.3.3电子标签授权检查：对当前的电子标签卡号进行判别
3.3.4标签ID号入库：把读取的电子标签ID号写入数据库
3.3.5发卡：将“授权密码”和“卡号”写到电子标签的内存中每一个标签有唯一ID号，有一定大小的内存空间，可以存入丰富的车牌信息，但会影响到读卡的速度，所以应尽量减少标签的数据量。在电子标签中完成信息录入后，将电子标签固定在车身或粘贴于车窗玻璃，就相当于是一个电子车牌了。
4 总结
基于射频识别的智能车辆管理系统是一种高效、快捷及科学的车辆管理手段。具有效率高、准确性好、安全性高的优点。该系统易于操作维护，自动化程度高，大大减轻管理者的劳动量，实现车辆的智能化规范有序定位管理，系统功能丰富，运行稳定可靠，具有广阔的市场应用前景。
参考文献：
[1]杨国荣.基于RFID技术的智能小区车辆管理系统设计[J].信息技术，2012（6）
[2]王复青、甄青坡、杨彦.RFID智能车辆安全管理系统[J].射频世界，2009（3）
[3]苏军英.基于RFID的车辆出入管理系统防碰撞技术研究[D].河南师范大学，2011