基于射频识别的电子车证系统设计(2)

　　图2 电子车证系统的顶层物理架构

　　2 子系统设计

　　2.1 电子车证

　　本电子车证系统的主要功能是标识车辆的身份。该电子车证系统采用符合ISO/IEC18000-6C（EPC C1G2）国际标准的电子标签，条件成熟时，将采用符合GB/T29768-2013国家标准的电子标签。这两种标准的被动式超高频电子标签，不带电池，由读写器提供能量，成本低廉、维护方便。

　　电子标签的存储区分为保留区、EPC区、TID区和用户区，其中，保留区主要存储各种密码，只能写入，不能读取；EPC区存储物品的标识，可以写入和读取，大部分电子标签的EPC区存储容量为96 b；TID区存储标签生产厂商在标签出厂时写入唯一标识符，包括厂商标识符和序列号，TID区只能读取，不能写入；用户区存储物品的额外信息，用户区的存储容量从0到64 kb不等，常见的是512 b。

　　根据空中接口协议，电子标签被识别时，首先返回给读写器的数据是存储在EPC区中的数据，为读取TID区和用户区中的数据，需要读写器再发送读取指令。因此，EPC区中的读取速度最快。对于电子车证应用，通常要求在车辆高速运动下也能识别车辆，这样，车辆的号牌等数据应该存储在EPC区中，其他数据应存储在用户区中，这可以保证车辆速度在180 km/h的情况下，也能被正确识别。

　　电子车证的安全性主要包括数据私密性、数据完整性和车证真实性等[5]。为保证EPC区和用户区中数据的私密性，可以采用对称分组加密算法，在数据写入标签前，加密数据，并在数据从标签读取后，解密数据。为保证数据的完整性，可以在加密数据的同时，生成消息验证码（Message Authentication Code，MAC），与数据一起存储。同时，对EPO区和用户区增加访问密码（写保护密码）。数据加密密钥和访问密码都可以利用标签的TID分散主密钥得到。电子车证的真实性由两个措施来保证：电子标签采用防拆卸的陶瓷封装方式，后台系统监控电子车证在各个采集点处出现情况。

　　2.2 车证发行子系统

　　车证发行子系统的功能比较简单，主要实现电子车证生命周期管理，包括标签的初始化、写入车辆信息、电子车证的挂失解挂、电子车证报废等管理。

　　2.3 数据采集子系统

　　电子车证数据采集分为3种采集方式。其中固定式采集，试讲采集设备安装在道路上方，实现对高度运动车辆的识别；而移动式采集，则将采集设备安装在车辆上、停车场出入口、或临时安装在路测，主要实现对低速运动车辆的识别；手持式采集，是管理人员利用手持式采集设备实现对静止车辆的识别。

　　由于数据采集设备与后台通过广域网连接，为防止网络中断丢失数据，需要数据采集设备具有本地存储功能和一定的处理能力。因此，固定式采集设备和移动式采集设备采用工控机加RFID读写模块的方式，手持式采集设备采用手持计算机加读写模块的方式。

　　根据应用要求，固定式采集设备又分为RFID数据采集设备和综合数据采集设备两类。一台RFID数据采集设备配备一个RFID读写器、2～4个天线，可采集2～4个车道上的电子车证。一台综合采集设备配备一个RFID读写器、2个天线、2台图像/视频采集设备，天线的作用范围与图像/视频采集设备的作用范围尽量保持一致，由于实现了车辆电子车证和车牌的识别和融合，从而具有一定的取证功能。RFID采集设备的软件结构如图3所示，综合采集设备的软件结构如图4所示。

　　图3 RFID采集设备的软件结构

　　图4 综合采集设备的软件结构

　　RFID采集设备软件分为设备控制、数据过滤和数据传输等3个模块。设备控制模块的功能是设置读写器参数，控制读写器识别电子标签、读取电子标签中的数据。数据过滤模块实现简单的消除重复读取的功能，根据设置，删除一段时间内重复读取到的电子标签数据，同时，利用读取到的重复数据，计算交通拥挤程度，以充分利用RFID数据的价值。数据传输模块负责与后台数据整合的通信接入部分的交互，向后台传输采集到电子车证信息和交通拥挤程度，同时接收后台传输的读写器配置命令，配置读写器参数，实现读写器固件、数据采集软件本身的在线升级。数据传输模块实现了读写器的适配功能，允许电子车证系统中存在多种厂商的读写器，只需要数据传输模块和后台之间的通信协议符合系统规定的要求即可。

　　综合采集设备软件分为5个模块：RFID设备控制、RFID数据过滤、车牌识别、数据融合和数据传输。设备控制、数据过滤和数据传输等3个模块的功能与RFID采集设备软件对应模块相同。车牌识别模块用于控制图像/视频采集，并识别图像中的车牌，保存包含车牌的图像。数据融合模块将车牌识别的结果和RFID数据采集的结果融合，以车牌识别的结果为基准，对于时刻t识别到的车牌，在电子车证中寻找采集时间在t±Δt内与这个车牌匹配的车牌，作为融合结果，将车牌和电子车证关联，否则认为出现车牌误识或RFID漏识，无法融合。

　　论文榜（www.zglwb.com），是一个专门从事期刊推广、投稿辅导的网站。
本站提供如何投稿辅导，寻求投稿辅导代理，快速投稿辅导，投稿辅导格式指导等解决方案：省级投稿辅导/国家级投稿辅导/核心期刊投稿辅导//职称投稿辅导。


期刊鉴别	论文检测	免费论文	特惠期刊	学术答疑	发表流程

搜索

基于射频识别的电子车证系统设计(2)