毕业设计_开题报告_基于RFID技术的车辆自动识别系统的设计

毕业设计（论文）材料之二（2）本科毕业设计(论文)开题报告题目：课题类型：设计□实验研究□论文□学生姓名：学号：专业班级：学院：指导教师：开题时间：201年月日一、毕业设计内容及研究意义设计的内容：本文介绍了一种RFID技术的车辆自动识别系统的设计。该系统可在车辆行驶状态下识别车辆身份并采集相关信息、可应用于电子部停车收费、停车场管理及门禁管理等。射频识别技术，英文全称为RadioFrequencyIdentification（简称为RFID），是指相关的无线电技术在自动设备识别（AVI,AutomaticVehicleIdentification）领域中的具体应用。该技术利用无线射频方式进行非接触的双向通信，以达到识别并交换数据的目的。可用于识别高速运动物体并可同时识别多个射频识别标签，而且操作快捷方便，不怕油渍、灰尘污染等恶劣环境，特别适合于实现系统的自动化且不易损坏。作为快速、实时、准确采集与处理信息的高新技术和信息标准化的基础，RFID已被公认为本世纪十大重要技术之一。研究背景及研究意义：随着科学技术的发展和人民生活水平的提高，汽车已经成为普及的交通工具，如何才能实现对汽车行之有效的管理成为一个难题，而使高效化、智能化的车辆管理系统进入大众化的小区是本课题的研究方向。目前国内很多公司都开发了用于车辆电子档案管理的自动化系统，其核心设计思想是“用数据库来管理车辆电子档案”，信息的管理查询通过Web方式实现。其提供的功能主要包括车辆使用申请、车辆状况查询等。这类系统建立在完整的车辆、人员数据档案的基础上，实现用车申请－审批－调度过程的电子化。一般系统还为具有不同角色的用户，分别提供车辆信息、驾驶员信息、车辆维修、保养情况，车辆调配情况等的查询功能。由于很多用户还需要掌握车辆出入的时间以及在外的运行情况，以便对各个部门以及各个车辆进行核算，因此很多系统也提供了这类车辆的管理功能。采用车辆自动识别技术，可以很容易实现车辆出入控制。但获取车辆在外的运行数据则较为复杂，一般做法是要求车辆外出回来后，必须登记外出记录，记录运行时间、公里数、耗油量等，管理人员再手动录入到数据库中。这种手段一方面加重了管理人员的工作负担，另一方面，上报的数据误差较大，并且容易受到人为因素的干扰，造成弄虚作假的现象。为了解决上述问题，我们开发了小区车辆智能管理系统。该系统将车辆电子档案、车辆自动识别和车辆运行数据采集三项技术融为一体，当车辆外出回来后，车内的车载卡设备会将采集的运行数据通过RFID无线射频技术自动上报给监测设备，并由监控软件实时地更新到数据库中。这种完全电子化的手段杜绝了徇私舞弊，能更加有效地实现对车辆、人员的管理。二、RFID的研究现状及发展趋势RFID是一种非接触式的自动识别技术，智能卡具有非接触、阅读速度快、无磨损、寿命长、便于使用的特点，在国内外都取得了巨大发展。国内外发展现状：国外：从全球的范围来看，美国已经在RFID标准的建立，相关软硬件技术的开发和应用领域走在世界的前列。欧洲RFID标准追随美国主导的EPCglobal标准。在封闭系统应用方面，欧洲与美国基本处在同一阶段。日本虽然已经提出UID标准，但主要得到的是本国厂商的支持，如要成为国际标准还有很长的路要走。RFID在韩国的重要性得到了加强，政府给与了高度的重视，但至今韩国在RFID的标准上仍模糊不清。（1）美国在产业方面，TI，Intel等美国集成电路厂商目前都在RFID领域投入巨资进行芯片开发。Symbol等已经研发出可以同时阅读条形码和RFID的扫描器。IBM、Microsoft和HP等也在积极开发相应的软件及系统来支持RFID的应用。目前美国的交通、车辆管理、身份识别、生产线自动化控制、仓储管理及物资跟踪等领域已经开始逐步应用RFID技术。在物流方面，美国已有100多家企业承诺支持RFID应用，这其中包括：零售商沃尔玛；制造商吉列、强生、宝洁；物流行业的联合包裹服务公司以及政府方面国防部的物流应用。另外，值得注意的是美国政府是RFID应用的积极推动者。按照美国国防部的合同规定，2005年1月1日以后，所有军需物资都要使用RFID标签；美国食品及药物管理局（FDA）建议制药商从2006年起利用RFID跟踪最常造假的药品；美国社会福利局（SSA）于2005年年初正式使用RFID技术追踪SSA各种表格和手册。（2）欧洲在产业方面，欧洲的Philips，STMicroelectronics在积极开发廉价的RFID芯片；Checkpoint在开发支持多系统的RFID识别系统；Nokia在开发并推广其能够基于RFID的移动电话购物系统；SAP则在积极开发支持RFID的企业应用管理软件。（3）日本日本是一个制造业强国，它在电子标签研究领域起步较早，政府也将RFID作为一项关键的技术来发展。MPHPT在2004年3月发布了针对RFID的“关于在传感器网络时代运用先进的RFID技术的最终研究草案报告”，报告中称MPHPT将继续支持测试在UHF频段的被动及主动的电子标签技术，并在此基础上进一步讨论管制的问题。从近来日本RFID领域的动态来看，与行业应用相结合的基于RFID技术的产上海交通大学硕士学位论文RFID技术在车辆进出小区智能化管理系统中的应用国内：我国政府在1993年制定的金卡工程实施计划及全国范围的金融卡网络系统的十年规划，是一个旨在加速推动我国国民经济信息化进程的重大国家级工程。由此各种自动识别技术的发展及应用十分迅猛。现在，射频识别技术作为一种新兴的自动识别技术，也将在中国很快地普及。可以说，我国射频识别产品的市场是十分巨大的，射频识别技术应用状况还处于初级阶段，市场前景非常广阔。国内已有几家公司在引进国外的先进技术，开发自己的射频识别系统。现在，在锦山的一条高速公路上已应用了非接触标签的自动收费，上海的交通一卡通，北京的机场高速公路上、深圳的皇岗口岸也使用了射频识别系统收费等等。特别值得一提的是中国的第二代居民身份证采用了RFID技术，这是迄今为止RFID最大的应用，中国也因此成为全球最大的RFID市场之一。国内RFID研发主要集中在北京和上海等大城市。目前，上海RFID产业链已经初步形成，包括以上海华虹，复旦微电子，上海贝岭为代表的国内芯片设计企业，以及像上海申博这样的芯片封装厂商和上海华申为代表的电子标签终端设备厂商。而在系统集成和数据管理软件平台领域，上海交通大学与AutoID中国实验室、SAP合作，正在进行电子标签中间件的开发，至于应用系统开发方面，上海海鼎正在进行RFID在商业领域的应用开发。本文介绍的停车场管理系统也是将RFID技术在门禁系统中的应用。北京在上游产品的自主开发方面起色不大，但在应用系统的集成方面却发展较快，该领域实华开、维深电子等企业十分活跃。2004年4月世界RFID领域三大标准组织之一的日本UID中心与实华开签署了协议，宣布成立UID中国中心。他们把目标设定为融合EPC标准、UID标准，并向国际标准化组织ISO提出更完善的RFID标准建议。在技术方面，AutoID中国实验室依托于复旦大学，作为全球AutoID六个实验室之一，在EPC技术的研究上保证我国与世界同步，同时又能提供本土化的支持。AutoID中国实验室的目标是在中国建立开放的RFID演示平台，并结合中国的应用问题进行理论分析和基础研究，为建立EPC国际标准和中国RFID标准提供参考依据，促进EPC和RFID技术在中国的应用并与国际接轨。目前，国内企业和研究机构对参与实验室的研究和演示系统的建立等工作表现出了空前的热情。发展趋势：RFID射频识别技术有着广阔的前景。RFID射频识别技术被认为最终将取代条形码，然而它的应用不会仅仅局限在供应链、物流零售等方面，随着RFID射频识别技术的进一步发展和市场化，它会在多领域、多行业中大显身手，射频识别技术被广泛应用于汽车生产，交通运输管理，汽车、火车等交通监控，高速公路自动收费系统，停车场管理系统，物品管理，车辆防盗等方面。1．汽车装配流水线德国宝马汽车公司在装配流水线上应用射频卡以尽可能大量地生产用户定制的汽车。宝马汽车的生产是基于用户提出的要求式样而生产的；宝马公司就在其装配流水线上配有RFID系统它们使用可重复使用的射频卡，该射频卡上课带有详细的汽车所需要的所有要求，在每个工作点处都有读写器，这样可以保证汽车在哥哥流水线的位置处能毫不出错的完成装配任务。2．公路收费射频技术已经发展成为不停车收费系统的主流识别技术。自动车辆识别（AVI）是利用安装在车内的射频卡（又称电子标签）存储车辆编号及相关信息，安装在车道的射频天线可与该无线电收发器通信，并对其存储内容进行读写操作，从而识别出当前通行车辆。自动车辆识别主要是指工作在5.8GHz频段的短距离（8—30米）通信技术。3．停车智能化管理停车场管理系统采用射频读卡技术，用户特定的感应卡进出停车场，使用感应卡读卡器来分辨停车场在OldDominion，最新使用的无线电子技术是Symbol生产的手持设备。两年前OldDominion还在所有的牵引车、拖车、手推车等设备上安装了无线射频识别（RFID）标签，在场区和站门安装了无限天线，所有车辆经过这些地点时自动被记录。4．公共交通电子车票射频识别系统，特别是非接触式IC卡应用潜力最大的领域之一就是公共交通领域。使用非接触式IC卡作为电子车票，具有使用方便、可以缩短交易时间、降低运营成本等优势。韩国汉城在1996年就采用了这一系统，目前，北京的公交车也都加装了电子车票收费系统，将很快投入运营。RFID应用分为两个层次，一是在封闭系统内部应用；二是在开放系统中应用。目前RFID的应用主要是在封闭系统（比如企业或单位内部）应用，使用独立的一套设备、频率、流程和编码标准体系。因此其市场规模受到了极大的限制，但随RFID技术的发展演进以及成本的降低，RFID势必向外部拓展，成为一个开放式的信息共享链条。未来几年内RFID技术将主要以供应链的应用为盈利的主体，从采购、仓储、生产、包装、卸载、流通加工、配送、销售到服务，这些供应链上的业务流程和环节来增强企业对商流、物流、信息和资金的掌控能力。RFID技术的发展趋势必然会朝着标签成本的降低，读写距离的提高，标签存储容量增大，处理时间缩短这些方向前进。三、毕业设计研究方案及工作计划1、研究方案车辆自动识别系统车辆自动识别系统(AutomaticVehicleIden—tification，AⅥ)，可准确无误地自动识别并采集路网中运行车辆的身份特征信息和法定管理信息，使车辆信息瞬时进入计算机，可为车辆及交通管理部门提供一个实时、动态的车辆信息采集平台。本文采用了RFID技术设计和实现了汽车号牌自动识别系统，该系统的硬件是由读写单元(标签阅读器)和标签号牌组成，阅读器通过线路与计算机的RS32接口通信，其系统硬件框架如图1所示。图1系统硬件框架程序通过计算机控制阅读器来对标签进行读写操作，阅读器通过天线发出电磁脉冲，标签接收到这些脉冲并发送已存储的信息到阅读器作为响应，再由阅读器将信号处理后传给计算机，实现对汽车号牌在不同状态(静止、移动，甚至恶劣环境)下的自动识别和管理。系统中的阅读器采用了某厂商生产的8801型号的读写器，该读写器读写距离远，读写速度快，抗干扰能力强。标签包含了具有RFID射频部分和一个超薄天线环路的RFID芯片的RFID电路，这个天线与一个塑料薄片一起嵌入到标签内。标签一般为信用卡大小，因此可以集成到其他产品里面。该系统就把标签集成到汽车牌照中，构成了标签号牌，这样在收发端就无需增加任何其他硬件，也不会增加用户的开销。系统软件方面采用了VB编程，通过VB计算机接口发射模块接收模块天线标签号牌程序控制读写器来读取号牌标签中的号牌信息，并访问后台数据库，从而完成号牌数据的判别。软件系统框架如图2所示。图2软件系统框架如该系统环境适应性强，受雨雪、冰雹、灰尘等影响小，可全天候工作，非接触地完成自动识别、跟踪与管理，并且具有可穿透非金属物体进行识别，抗干扰能力强等优点。2、工作计划学