電子車牌:基于物聯網無源射頻識别的應用-中文百科頻道

簡介

電子車牌和信用卡大小差不多，可以把車牌号、車型、顔色等車輛的基礎信息存儲在裡面。把它安裝在汽車的擋風玻璃上，車輛在通過路口設置的由微波讀寫器、天線與計算機組成的基站時，不用停車，在幾米遠的範圍内就可以自動報出電子車牌上的信息。

行業背景

中國的智能交通因行業管理可分為城市車輛交通管理和高速公路路網通行管理兩個領域，由于高速公路路網已逐步形成，在車輛通行管理、收費、監控方面的電子化程度相應要高一點；可城市車輛交通管理還處在鐵皮牌照對應證照（行駛證、駕駛證）由交警人工核查的初級階段，雖然有了一些闖紅燈違章抓拍、治安卡口等視頻圖像項目，但也隻能完成公安交警等部分行業的局部管理功能。車輛是城市運轉的血脈，在當今大張旗鼓建設智慧城市的時刻，首先應該建設的是智慧交通。實現智慧交通的前提就是讓車輛數字化，電子車牌是實現車輛數據信息化的基本條件！當一個城市有了準确、實時的動态車輛數據，再加上人與車、車與車、車與路之間的信息互動，這樣真正意義上的車聯網就會實現智慧化，中國汽車電子車牌的時代已經到來！

技術介紹

電子車牌是基于920MHz-925MHz無源射頻識别（RFID）技術的延伸與提高，而RFID則是現代物聯網（Internet Of Things,IOT）概念的最基礎的組成部分。

一般意義上的車用RFID産品，能夠稱作為“車載電子标簽”的，卻不能稱的上“電子車牌”技術。因為車輛是一個高速移動的物體，它需要的RFID設備具有相當高的技術指标。至少要具備如下六條：

讀寫器與标簽需要保證達到超遠的讀寫距離及最大的檢測範圍。

讀寫器電路設計優化，讀取速度極快，才能保證能檢測到高速度的運動車輛。

标簽靈敏度非常高，并且擁有可擦寫超大内存，才能保證讀寫信息獲得最高實用性和準确率。

整套設備需具有超高速移動狀态中可讀可寫功能。

整套設備需要有傳輸加密及數據保護的功能。

可靠的使用壽命，并無法僞造。

隻有在同時滿足以上條件的才稱為電子車牌。在當今RFID技術快速發展的時代，通過許多科學家的努力，有的電子車牌産品企業已經解決了上述實際問題，使其完全達到了應用的條件。

詳細闡述

電子車牌的基本技術措施是：利用RFID高精度識别、高準确采集、高靈敏度的技術特點，将RFID電子車牌作為車輛信息的載體，在電子标簽相應區域存儲車型等車輛屬性的信息，并由機動車在通過裝有經授權的射頻識别讀寫器的路段時，對各輛機動車電子車牌上的數據進行采集或寫入，達到各類綜合交通管理的目的。

電子車牌技術可突破原有交通信息采集技術的瓶頸，實現車輛交通信息的分類采集、精确采集，抓住交通控制系統信息源準确的關鍵。同時，在RFID技術中，每張卡都是一個全球唯一的、出廠固化的、不可修改的ID号碼，将其與車輛物理綁定，一車一卡，無法拆卸、或拆卸即毀可使電子車牌标簽具有無可比拟的防僞性能。

另外，不僅道路上的固定式讀寫器基站與後台相連，并且可以使執法人員手持式讀寫器與後台通過WLAN相連，從而增強流動與現場管理力度。這樣通過一個城市、部分城市、再到全國電子車牌的實施，通過建立全國性的RFID電子車牌數據庫、并與汽車生産目錄數據庫、全國各地機動車檔案數據庫關聯，進行實時的、全國性的車輛電子車牌“雲計算”、“雲比對”，彌補車牌識别準确率低、無效比對量大的不足，從根本上、源頭上解決監管的問題。

有了準确可靠的信息源，智能交通甚至智慧交通隻是後台信息處理和應用的問題了，功能強大電子車牌搭配“雲計算”軟件使用還有如下一些特點：

（1）能合理搭配其他交通信息檢測方法（如前面提到的視頻采集），實現車輛信息的全覆蓋采集，形成全面真實反映交通狀态的交通信息采集機制，通過詳細交通流數據的應用，進一步增強中央交通控制系統對微觀和宏觀交通狀況的把握，進而為交通誘導、控制和決策提供有力支持。

（2）構建以電子車牌為基礎的交通管理機制，開展交通執法精細化操作，嚴厲查處各種交通違法行為。同時實現證件電子化，提高查驗通行效率，通過後台得到的通行信息，前端自動比對查驗結果的方式實現通行證管理無紙化、自動化、智能化，最大限度地減少冒用、盜用和仿制。系統同時能完全融入我國現有的闖紅燈違章處罰系統。

（3）在建立網絡化的監測體系後，為實時布控、追逃、排查嫌疑車輛等公共安全方面提供快捷手段，在規模應用情況下，即使嫌疑車輛是無牌車輛，其标簽也被破壞，因該車輛極少，仍然可用網格化監測點監測到該車運行情況。

（4）加大各種惠民利民措施，為所有交通參與者提供及時、準确的交通狀況。

（5）能為城市公交優先提供宏觀調度和局部控制。根據實時路網流量，能自動調配相應的紅綠燈通行時間。

（6）開展停車場宏觀的調配和局部的管理；擴大不停車通行的應用範圍，提高通行效率，減少停車延誤（包括城市和高速公路）。

（7）由于系統采用最先進和安全的後台電子支付方式，實現真正意義上的交通“一卡通”，包括城市擁堵收費和高速公路自由流收費。

（8）在高速路網内，能對行駛車輛實時測速，杜絕一切超速違章。

（9）能為各級政府、各行業、各類企業提供不同類型的交通數據分析表。

（10）系統留有各用戶二次應用開發的接口。

内部組成

電子車牌由專用芯片、微帶天線和反拆裝裝置組成。

基站分布

基站的分布主要取決于它的功能，比如說，用于交通流量統計和交通控制的基站應當設在交通相對繁忙的路口，而用于公安防盜用途的一般是安裝在城市的出入口和車輛被盜案件的多發地點，需要指出的是，不同用途的路邊天線采集的信息是可以根據不同的需要和權限來實現共享的。

監控原理

路邊基站通過天線發射微波與電子車牌建立起通訊聯系提取電子車牌内的信息，傳送到後台的計算機處理中心，經過分析整理将處理結果傳送給不同的管理部門運用。如果車牌被拆動或損壞，基站會報警，發出聲光信号，或自動放下欄杆并同時自動将警訊傳送到控制中心，采取相應措施。

區别

與ETC的區别

電子車牌技術是随着RFID技術的發展而産生的行業應用，它是RFID技術提高到一定程度的産物。從某種意義上講，ETC系統也是電子車牌系統的一種功能，但是由于現有國标ETC系統中的車載OBU是有源工作，電池有壽命；作為分立元件結構使用成本也非常高；再加上它信息讀取時間長（一般在百毫秒級以上），需要大大降低車速，所以ETC不能作為電子車牌在城市等複雜交通環境中推廣應用。

随着無源式電子車牌讀寫距離的加大，讀寫時間的縮短，讀寫加密性的增加，成本的大大降低，無源電子車牌已大有取代有源ETC不停車收費系統的趨勢，從而能夠真正實現高速公路自由流收費（即無道閘、不降速通過并安全收費）。

與車聯網的區别

電子車牌和車聯網的區别在于,車聯網注重的是“人與車”、“車與車”、“車與路”之間的溝通，集結了車身外圍傳感器與衛星導航等的功能，通常是通過與汽車生産廠家合作預裝在車載中控電腦内的。

”車與車“例如對向車輛靠近時關閉遠光燈功能；‘車與路’如周邊商店、餐飲、加油站等環境信息進行采集交換；”人與車“如車輛周圍防碰撞傳感等功能，使當下位置信息得到利用，為駕駛者提供了一些方便。而電子車牌則是汽車的數據身份證，通過數據信息的交換與大後台相連，實現自由流式道路管理與收費，從而使道路行駛更安全通暢、停車場更自由快捷、交通管理更精準簡便，從根本上改變了現有交通管理模式。兩者有着很大的本質上和功能上的區别。

與衛星定位系統的區别

電子車牌技術也與衛星定位系統不同，當前中國應用較為廣泛的是美國的全球衛星定位系統（GPS），以及中國的北鬥衛星導航系統(BEIDOU)（下文統稱“GPS”）。

GPS衛星定位系統使用衛星信号，對室外定位精度有着較大優勢，但其在交通領域主要應用還是汽車導航與位置信息互動，當汽車行駛到地下隧道、高層樓群、高速公路等遮掩物時會出現捕獲不到GPS衛星信号。GPS或北鬥衛星定位系統雖然可以識别車輛，各地也進行了一些試點運行，但存在着GPS車載設備價格較貴，需要持續供電或充電，信号不穩定等問題。另外，交通是經濟的動脈，如果交通系統過度依賴GPS衛星定位技術，由于導航衛星受衆面十分廣大，一旦衛星癱瘓則難以恢複到傳統的管理方式，這必将給國民經濟造成巨大的損失和負面影響。

GPS技術并不适合諸如不停車電子收費、自由流電子收費等應用，因衛星系統無法處理每部車輛的加密繳費信息。而電子車牌技術不需複雜的GIS(地理位置信息)系統配合，即可以完成各類電子收費、進出門禁、停車場管理、特殊車輛假套牌識别、區間測速、路徑識别、公交站點信息預報等應用。作為标準的ITS系統，能為基于RFID基礎架構上的其它軟件提供完備的接口。進一步的深度信息挖掘，将給整體智能交通系統提供更多的信息服務。

實際應用

電子車牌技術在國内智能交通領域的應用

當前，國内已有部分城市在機動車尾氣排放、控制環保管理、路橋收費管理、城市車輛緝查的智能化管理方面取得了一些應用，在提高道路車輛通行效率、減少車輛違法及違規現象、治理機動車尾氣排放等方面取得了一些的社會和經濟效益。

然而，随着物聯網RFID技術的發展，國人也都意識到電子車牌已成為智能交通領域的重要性，正逐步與傳統智能交通技術融合，并得到一些應用。其中包括：無人全自動智慧停車場管理、車輛智慧交通管理、車輛調度管理、港口碼頭車輛管理、車輛智能稱重管理、智能公交管理、非法車輛稽查管理、海關車輛通關管理、機動車尾氣排放控制管理等。

但這些應用都是小範圍的，孤立的，或者是一些新技術的嘗試。其實随着芯片技術及工藝的發展，靈敏度不斷提高，使得粘貼在車内前擋風玻璃上的标簽作為RFID電子車牌可靠信息源成為可能，并且與之相适配的RFID識讀器内核技術的不斷升級，整個RFID前端信息采集系統性能大幅提高。使對電子車牌的讀寫成為可能，使得無源電子車牌技術在城市内交通監管、高速公路車輛通行管理成為現實，這也同時降低了電子車牌與RFID系統成本。

經過實際測試得知，電子車牌産品在反複試驗和多次應用的基礎上，安裝非常方便，價格非常低廉，可以在一個城市、一個區域、甚至一個車輛種類中逐步實施，并和鐵皮車牌并用，根據條件再通過逐步加裝讀寫天線基站點的方法進行實施。這是一個杜絕重複投資的好措施。

當前國内市場的專業電子車牌産品提供商，正積極參與全國市場的發展與标準的制定，如本能科技有限公司的産品，就是同類産品性能的佼佼者，并獲得了市場一緻的美譽度。

發展方向

在全球智慧城市風潮和國家政策的鼓勵下，目前國内很多省市都已率先啟動了智慧城市的建設熱潮。已披露的數據顯示，截至2012年底全國開建智慧城市的城市數超過400個，而根據國家信息中心的數據，“十二五”期間，全國還将有600至800個城市加入智慧城市的隊列，毫無疑問，智慧城市将成為“十二五”時期我國城市建設的主要模式。

智慧城市建設應從智能交通着手。傳統的城市交通管理模式，已經難以解決人口劇增、出行量暴漲、私人汽車快速增加、城市交通日益擁堵等社會問題，僅靠增建道路，已緩解不了交通需求與交通設施供給的尖銳矛盾，因此，智能交通将成為緩解矛盾的首要手段。

智能交通是順應物聯網技術、雲計算技術以及信息傳輸技術的快速發展和應用，未來的智能交通依托完善的智能交通物聯網體系，會進一步在向智慧化交通發展，其目标是讓城市交通變得更智慧。而智能交通建設的第一步，必須普及汽車電子車牌的使用，因為電子車牌是實現智能交通物聯網體系的基礎。

随着RFID技術的發展，大家都已開始意識到電子車牌在智能交通領域的重要性，但在實際應用層面，推廣難度還比較大。第一，對智慧城市缺乏評定标準，盡管首批國家智慧城市試點有90個，但各個城市尚未對智慧城市的标準有統一的認識和評定，智慧城市的建設還處在概念期，決策層對如何真正實現城市的智慧化還未有清晰的思路。

第二，對新技術認知不完善，當前90個城市都隻着眼于抓“市民卡”工程，其實“市民卡”中應該有電子标簽的芯片，但全國一個都沒有，這也許将是勞民傷财的工作。第三，交通管理部門可以支持将電子車牌整合至黃标綠标車輛标志内，可以大大降低相應檢測難度。

智慧城市的建設已然啟動，電子車牌這項基礎技術産品卻還沒有得到應有的重視，顯然不利于智慧城市的長遠發展。對此，應呼籲政府決策者應從長計議，從源頭抓起，實行電子車牌的普及化，避免重複投資，最終建立起一個以信息技術為中心的現代交通管理的新體系；應呼籲媒體給與電子車牌更多的宣傳報道，電子車牌作為低成本、低碳、高科技的利民項目，關乎你我他，關乎人民未來更美好的生活。