引言
早在上世紀(jì)80年代初，射頻識別技術(shù)(RadioFrequency Identification，I訊ID)就由美國國防部和世界第一大商品零售商沃爾瑪公司首先提出并進(jìn)行研究。這是一項(xiàng)利用射頻信號通過空間耦合(交變磁場或電磁場)實(shí)現(xiàn)無接觸信息傳遞，并通過所傳遞的信息達(dá)到識別目的的技術(shù)。它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。
目前，隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展，與RFID相關(guān)的應(yīng)用也大量涌現(xiàn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、商業(yè)自動化和交通運(yùn)輸控制管理，汽車、火車等交通實(shí)時(shí)監(jiān)控，高速公路自動收費(fèi)系統(tǒng)，停車場管理系統(tǒng)，物流管理，流水線生產(chǎn)自動化，安全出入檢查，倉儲管理，動物管理，車輛防盜等諸多領(lǐng)域。目前應(yīng)用得最成功的領(lǐng)域是物流管理和商品流通領(lǐng)域。
但是，在實(shí)際使用過程中，RFID的安全性問題也開始凸顯出來，由于RFID標(biāo)簽的安全問題而導(dǎo)致的安全事件也在逐漸增多，為解決上述安全與隱私問題，人們從技術(shù)上提出了多種方案，這些方法各有自己的特色和不足，必須針對不同應(yīng)用靈活選擇和組合。
本文在基于RFID的汽車號牌自動識別系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中，在研究其他人提出的各種技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合該系統(tǒng)自身的特點(diǎn)提出了隱秘起始地址、隨機(jī)數(shù)初始化兩種新方法，而且還采用了MD5加密算法、標(biāo)簽鎖定等常規(guī)方法，并把這些方法有效地結(jié)合起來，從而保證系統(tǒng)中號牌數(shù)據(jù)的安全可靠。
通過多次實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)的長時(shí)間運(yùn)行均表明本文所采用的方法切實(shí)可行且安全有效。進(jìn)一步研究可以保證號牌標(biāo)簽達(dá)到第二代身份證的安全級別。
1、汽車號牌自動識別系統(tǒng)
車輛自動識別系統(tǒng)(Automatic Vehicle Iden—tification，AⅥ)，可準(zhǔn)確無誤地自動識別并采集路網(wǎng)中運(yùn)行車輛的身份特征信息和法定管理信息，使車輛信息瞬時(shí)進(jìn)入計(jì)算機(jī)，可為車輛及交通管理部門提供一個(gè)實(shí)時(shí)、動態(tài)的車輛信息采集平臺。本文采用了RFID技術(shù)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了汽車號牌自動識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)的硬件是由讀寫單元(標(biāo)簽閱讀器)和標(biāo)簽號牌組成，閱讀器通過線路與計(jì)算機(jī)的RS32接口通信，其系統(tǒng)硬件框架如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)硬件框架
程序通過計(jì)算機(jī)控制閱讀器來對標(biāo)簽進(jìn)行讀寫操作，閱讀器通過天線發(fā)出電磁脈沖，標(biāo)簽接收到這些脈沖并發(fā)送已存儲的信息到閱讀器作為響應(yīng)，再由閱讀器將信號處理后傳給計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對汽車號牌在不同狀態(tài)(靜止、移動，甚至惡劣環(huán)境)下的自動識別和管理。
系統(tǒng)中的閱讀器采用了某廠商生產(chǎn)的8801型號的讀寫器，該讀寫器讀寫距離遠(yuǎn)，讀寫速度快，抗干擾能力強(qiáng)。
標(biāo)簽包含了具有RFID射頻部分和一個(gè)超薄天線環(huán)路的RFID芯片的RFID電路，這個(gè)天線與一個(gè)塑料薄片一起嵌入到標(biāo)簽內(nèi)。標(biāo)簽一般為信用卡大小，因此可以集成到其他產(chǎn)品里面。該系統(tǒng)就把標(biāo)簽集成到汽車牌照中，構(gòu)成了標(biāo)簽號牌，這樣在收發(fā)端就無需增加任何其他硬件，也不會增加用戶的開銷。
系統(tǒng)軟件方面采用了VB編程，通過VB程序控制讀寫器來讀取號牌標(biāo)簽中的號牌信息，并訪問后臺數(shù)據(jù)庫，從而完成號牌數(shù)據(jù)的判別。軟件系統(tǒng)框架如圖2所示。
圖2 軟件系統(tǒng)框架
該系統(tǒng)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，受雨雪、冰雹、灰塵等影響小，可全天候工作，非接觸地完成自動識別、跟蹤與管理，并且具有可穿透非金屬物體進(jìn)行識別，抗干擾能力強(qiáng)等主要優(yōu)點(diǎn)。
2、系統(tǒng)安全的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
安全問題是管理系統(tǒng)的命脈，對于汽車號牌自動識別系統(tǒng)來說，安全尤為重要，由于汽車號牌是汽車最為明顯的標(biāo)識，現(xiàn)實(shí)中人們都是通過號牌識別違章車輛、肇事車輛，因此系統(tǒng)必須保證標(biāo)簽中的號牌數(shù)據(jù)不能被隨意讀取甚至篡改。但標(biāo)簽本身的安全又很薄弱，因此必須采用合理有效的方法才能保證系統(tǒng)的安全。
