关于管理系统不停车车辆出入管理体系设计与实现研究

论文导读：车辆控制器的设计与实现需要考虑的问题主要是控制器的硬件选择与控制器的软件设计。本系统采用嵌入式系统芯片技术，增加了控制板的集成程度，FLASH存储方式也扩展了系统的存储性能，减弱了管理计算机对系统的影响。控制器采用32位的STM32F103VET6单片机作为MCU，其具体示意图如图2。STM32F103VET6嵌入式芯片采用了32位的ARM
摘要：本文分析了不停车车辆出入管理系统的设计原理，从车辆控制器与配套的管理软件两个方面阐述了该系统的设计与实现，最后指出了此系统的优势与存在的不足，并且提出了相应的改进方法。
关键词：不停车；车辆出入管理系统；设计
中图分类号：TP311.52
1车辆出入管理系统的原理
本系统由地感线圈、读卡机、道闸、摄像机、管理计算机等设备组成。其中，通常设置三个地感线圈，两个车辆控制器以及配套的读卡机，以对车辆进出两个环节进行全面的控制。读卡环节采用微波频段远距离射频识别（RFID）技术，单位或者小区内部车辆需要粘贴已经注册过的电子标签，设计读卡机为R-300读卡机，因此电子标签为对应的SP-TGS-300/301有源感应卡，此卡的最远识别距离为80m，接收灵敏度为-80d到-90dm间，能够支持高速移动读取，是较为理想的读取卡设备。当车辆由外向内进入时，压地感线圈处，地感线圈将信号传递给配套的读卡机，读卡机进行读取操作并判断车辆是否为注册车辆。如果其为注册车辆，则由控制器控制道闸抬起，当车辆压过第二道地感线圈后，由控制器控制道闸放下。如果车辆并非已经注册过的内部车辆，则控制器不会控制继电器触发道闸的抬起动作，而是会控制读卡机的显示屏与语音提示请车主取临时卡，车主在车辆上安装临时卡后才可以进入单位或者小区内部，同时临时卡计时器开始计时，否则不予放行。当车辆出去时，压到位于内侧的地感线圈，重复上述的流程对车辆进行识别，如果此车不是注册车辆，则需交卡计时后，才可放行。管理计算机负责记录进出车辆的各种信息，存储抓拍到的车辆图像，以方便相关部门的查询管理。
2车辆出入管理系统的设计与实现
车辆出入管理系统的设计实现重点是车辆控制器极其配套的软件系统，本文将对此进行深入分析。

2.1车辆控制器的设计与实现

车辆控制器的设计与实现需要考虑的问题主要是控制器的硬件选择与控制器的软件设计。本系统采用嵌入式系统芯片技术，增加了控制板的集成程度，FLASH存储方式也扩展了系统的存储性能，减弱了管理计算机对系统的影响。
控制器采用32位的STM32F103VET6单片机作为MCU，其具体示意图如图2。STM32F103VET6嵌入式芯片采用了32位的ARM Cortex-M3内核，工作频率72MHz，而且芯片内置了高速存储器，具有丰富的总线接口以及外部设备接口，具有较好的兼容能力与扩展能力。此款芯片相对于传统的单片机，可以实现多任务同时处理，拥有更好的平稳性与更强的运算能力。当需对数据库进行查询，对射频卡进行注册、注销操作时，可以将控制器置于管理模式下，利用按键根据液晶屏的菜单进行操作即可。
控制器中的串行接口之一与RFS-300读卡机连接，将读卡机读取的数据输入到控制器中进行分析处理。另一接口与管理计算机相连，采用MAX202芯片进行电平转换，然后接入到485总线中，由485总线连接管理电脑。485总线不仅与车辆控制器相连，也可以与读卡机的显示屏等设备相连，如果需要增加电路，也由该总线处接出。设置485总线的过程中通常选用MAX3058芯片。
临时出入车辆的计时功能是本系统具有的另一个特点，因此在控制器中配套安装了FM31256芯片。此芯片中具有实时时钟、256kb的存储器、计数器等构件，具有低电平复位以及非亦失存储功能，可以多次访问，满足了车辆进出管理的要求。另外，本系统增加了一个4M的闪存，可以临时建立简易的数据库，以存储数据，方便系统脱机运行。FLASH存储器可以选用SPI接口的AT45DB321D存储器。由于系统中增加了字库芯片（GT23L32S4W），当系统处于脱机状态下时，读卡机的显示屏仍然可以在控制器控制下显示。

2.2软件的设计与实现

控制器采用定时中断的方法将多任务进行分解，从而实现实时操作的目的。控制器与管理计算机采用的通信协议包括设定同步信号、发送者ID、接受者ID、数据段大小、命令代码、段校验的格式以及计算方法。其中同步信号一般固定为2字节，如果数据段大于0，那么无数据返回时需要应答，有数据返回时，不需应答。
管理计算机应该具有与控制器进行数据通信、存储相关数据资料以及基础的修改查询功能。对此，可以采用C++软件在管理计算机上进行程序设计，采用Acce论文导读：实现.电子世界,2012,3:110.方兴林,陈来保.基于车牌识别的校园车辆出入管理系统研究.2012,24:60.吉宜立.ETC系统跟车干扰解决方法初探.现代交通技术,2010,7:71-7

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ss数据库进行存储，采用Net Framework平台上的Serial Port组件进行串口通信。在使用Serial Port组件时，要设置串口通信的参数，采用Open()打开相应端口，采用Write(byte[])将数据传递给下设的设备，采用DataReceived()读取串口缓存，BytesToRead()获取数据长度，Read()读取控制器或其他设备数据。如果单位或者学校的出入口较多，则可以升级后台数据库为SQL Server。摄像系统采用V000视频采集卡完成，因此该系统不仅可以抓拍进出车辆的图像，还可以进行实时多路的数据采集、OVERPLAY显示。图像采集系统与管理计算机的连接可以在其配套的SDK二次开发包的辅助下完成，通过同轴光缆直接与电脑相连，这样摄像机采集信息后，计算机可以直接调用保存，以供查询，此系统不受到车辆控制器的管理。
管理计算机应该具有系统设置、感应卡管理、计时收费管理的功能，并且程序人员应据此分类进行程序设计。看守人员可以计算机的系统设置功能设置用户，查询系统数据库，设置相关基本参数；通过感应卡管理系统为访客建立临时卡，并且控制读卡机出卡以及挂失卡等功能。计时收费管理系统应该能够从控制器中提取计时信息，并且根据车辆的费率计算相关费用。如果是在小区等不需计算车费的地方，可以省略此系统，只保留计时功能，记录车辆的停留时间。系统数据库应能够提供近三个月的数据，以方便用户以及相关部门的查询。
3车辆出入管理系统的不足与改进
车辆出入管理系统的优势在于减轻了看管人员的工作量，具有较高智能化，而且避免了停车刷卡再启动的过程，节约了时间，使高峰时期车辆的通行效率得到提高。此系统可以脱离电脑控制程序单独运行，再次连接时可以将数据传入电脑，具有较高的平稳性与安全性。但是，这个系统只能通过电子标签识别车辆，而且控制器只根据地感线圈所传递的信号控制道闸的抬放，存在着一定的隐患。对此，可以在道闸处再加上两套红外线检测装置，如果车辆通过第二道地感线圈，但是车辆仍然没有经过红外检测线，或者车辆只通过了红外检测线而没有通过地感线圈，那么由控制器控制抬杠继续抬起动作，给予放行。当车辆通过第二道地感线圈，并且通过红外检测线，控制器控制道闸下放，这样可以避免道闸压车问题的出现。
车辆出入管理系统的另一个问题是跟车干扰问题[3]，即后面的车辆识别后，但是前面的车辆通行，到了本车后不能通行。对此，可以加装车辆拍照识别系统，对于识别得到的车辆信息与通过读卡机得到的信息不符的车辆不予放行，但是目前这项技术的成本较高，而且跟车干扰问题并不是典型问题，所以在设计车辆管理系统时需要进行慎源于：毕业论文致谢www.7ctime.com
重选择。
4结语
不停车车辆出入管理系统运用了远距离的射频识别技术，能够对车辆进出信息进行公正有效的记录与管理，特别适用于学校、企事业单位、政府机关的门禁安保管理中，拥有很大的市场。然而也应该看到，该系统仍存在一定的缺陷和不足，需要设计人员进一步完善与改进，相信未来不停车车辆出入管理系统必将拥有更广阔的发展空间。
参考文献：
林晸.不停车车辆出入管理系统设计与实现[J].电子世界,2012,3:110.
方兴林,陈来保.基于车牌识别的校园车辆出入管理系统研究[J].2012,24:60.
[3]吉宜立.ETC系统跟车干扰解决方法初探[J].现代交通技术,2010,7:71-72.