基于RFID自动停车收费系统课程设计

课程设计报告书

设计名称：自动停车收费系统

课程名称：射频识别技术与应用课程设计

摘要

射频识别技术（RFID）是从20 世纪80 年代起走向成熟的一种自动识别方式。它具有很多突出的优点：RFID 技术不需要人工干预，不需要直接接触、不需要光学可视即可完成信息输入和处理，可工作于各种恶劣环境，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便，实现了无源和免接触操作，应用便利，无机械磨损，寿命长，机具无直接对最终用户开放的物理接口，能更好地保证机具的安全性；数据安全性能高，除标签的密码保护外，读写器和标签之间也可互相认证，实现安全通信和存储等。

基于射频识别技术（RFID）的智能收费系统，由自动车辆识别技术和实时监控系统组成。通过 RFID 技术获取车辆牌照号、车型、所属用户和银行专用账户等数据，并由实时监控系统通过摄像机获取车辆图像。数字化处理后核对实际牌照号与车载信息卡的牌照号是否相符。相符即为合法车辆，其通行费经计算机网络，从用户开户行的专用账户中自动交纳，从而实现不停车自动收费。反之则通过监控网络对违章车辆进行惩处。

关键词：射频识别；电子收费系统；自动识别技术；自动车辆识别

目录

1.开发背景 (1)

2.系统分析 (1)

2.1可行性分析 (1)

2.2系统特点与原理 (2)

3.系统设计 (3)

3.1 QT平台的介绍 (4)

3.2 系统功能结构 (4)

3.2功能 (8)

4.系统测试 (8)

5.开发环境 (11)

6.总结 (11)

7.参考文献 (12)

1.开发背景

随着经济的发展，人们的生活水平也越来越高，汽车正逐渐走进寻常百姓家。交通工具方便了人们的生活，但车辆的日益增加，在某种程度上也给生活带来了诸多的不便，造成了一些负面的社会影响，如汽车尾气对环境的污染、车辆的存放安全、停车困难等。尤其像繁华地带的商业购物区、大型医院、商务办公写字楼等场所，停车场面积大，车位多，但往往在停车上存在种种不理想的现状：停车等待、刷卡不被识别，人工收费速度慢等。停车设施建设严重落后, 也直接导致交通堵塞、擦车追尾等交通事故, 不同程度阻碍了城市经济的发展。无论是发达国家还是发展中国家, 都毫无例外地承受着停车场容量与汽车拥有量严重不对称的现实, 致使有车无处停, 以及停车场设备科技含量低的困扰。使得停车场自动收费系统设计的好与坏，不仅会影响到企业或公司的形象，长远来讲也会影响到企业、公司的社会效益与经济效益。

设计目的

对于大型停车场而言，打造智能停车收费系统就显得尤为必要。方便人们出行和管理层对车主的管理。有效地提高停车场的管理效率。

同时，进一步巩固射频识别的基本概念、理论、分析方法和实现方法，增强应用QT、Ubuntu软件设计实现射频识别应用系统的能力。使用所学的内容解决实际工程问题，提高工程实践能力、就业能力。

2.系统分析

2.1可行性分析

近几年，我国停车场自动停车收费技术已逐渐走向成熟，停车场管理系统向大型化、复杂化和高科技化方向发展，并作为楼宇自控系统的一个子系统实现与计算机网络相联，使管理人员在远距离就能方便地实现智能化监控与管理，从而在很大程度上减轻了停车问题带来的压力。

国内的停车场收费管理系统通常采用以下几种收费方式:

（1）采用摄像计费的方式: 在停车场门口一定位置放置一台摄像机, 利用

摄像机采集下汽车车牌号码, 传送单片机或电脑处理。再由单片机计时和收取费用,并控制大门开启。该方案中所涉及信息量大, 要求必须具有较大的存储容量,硬件、软件设计复杂, 花费成本高。

（2）采用刷卡计费的方式: 车主必须到指定地点办理IC卡,通过刷卡进出停车场, 并采用IC卡缴停车费用纳费。但该方式更适合于有长期固定停放车位的停车场。

（3）采用非接触IC卡自动计时的收费方式：硬件组成上简单清晰，直接由上位机控制，软件设计较为复杂

本系统采用刷卡计费方式。

(1)使用13.56M标签实现；

(2)系统自动记录牌号、车辆型号及进场时间；

(3)出场时自动计算停车费用，并在卡中扣除相应金额；

(4)余额不足则系统报警

尽管我国许多站点已采用微机管理，但仍然是人工收费，效率低。因此电子收费（ETC：Electronic Toll Collection）系统必将成为未来收费的主要方式。近年来，一种非接触式自动识别技术，即射频识别技术 RFID（Radio Frequency Identification），的实用化使非接触式自动识别成为可能

射频识别技术以射频信号自动识别目标为对象，无需可见光源，具有穿透性，可透过外部材料直接读取远距离数据，无需与目标接触。此优点可应用在智能交通领域（ITS），不停车收费系统就是在此基础上建立。对于自动收费系统，必须保障较高的通行速度和较低的交易错误率，及较长的通讯距离。5.8GH系统DSRC （专用短程通信协议）可保证其至少有 10m 的双向通讯距离。

2.2系统特点与原理

2.2.1 RFID 的特点

RFID 是自动识别技术 AEI 在无线电技术方而的具体应用与发展，其基本原理是利用射频方式进行非接触双向通信，以达到识别的目的，并交换数据。与同期或早期的接触式识别技术不同，RFID 的突出特点是可非接触识读，可识

别距离达几十米的多个高速运动物体。RFID 系统中，通过对 RFID 卡进行读写操作，实现对各类物体或设备在不同状态（移动、静止或恶劣环境）下的自动识别和管理。

2.2.2 RFID的系统结构

射频识别系统包括射频卡、读写器。射频卡和读写器间互相不接触并利用感应、无线电波或微波进行数据通信，达到识别的目的。 RFID 系统的工作频率。阅读器发送时所使用的频率称为该系统的工作频率。低频系统典型工作频率有125kHz、225kHz、13.56MHz 等，高频系统典型的工作频段有 915MHz、2.45GHz、5.8GHz 等。本文采用13.56MHz进行设计。

2.2.3 RFID的工作原理

该系统基本工作流程是：阅读器通过发射天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入发射天线工作区域时产生感应电流，射频卡获得能量被激活；射频卡将自身编码等信息通过该卡内置天线发送出去；系统接收天线接收到从射频卡发送的载波信号，经天线调节器传送到阅读器，并对接收的信号进行解调和解码后送后台主系统进行相关处理；主系统依逻辑运算判断该卡的合法性，针对不同设定做出相应的处理和控制，发出指令信号控制执行机构动作。如图

3.系统设计（详细描述方案的框架和细节，论证实验结果）

目标

(1)使用13.56M标签实现；

(2)系统自动记录牌号、车辆型号及进场时间；