乘坐公交車時,上車刷卡,下車刷卡,如果逃票,將面臨被扣除全程費用的處罰——來自北京市第八十中學的高中生馬丁,將這種“無人售票”的思路應用到了開放的馬路邊停車收費管理系統中:停車刷卡,地鎖下降,停車入位;離開刷卡,地鎖上升。如果離開不刷卡,車主將面臨罰款,從而實現了無人管理的停車收費系統。他憑借此項發明拿下了今年第12屆宋慶齡少年兒童發明獎銀獎。

“智能化”解決停車糾紛

馬丁的發明創意來自于生活。父母都是司機,平時對于交通問題的關注難免就會多一些。有段時間里,馬丁頻繁地接觸到“路邊停車糾紛”的消息:要么是路邊停車亂收費,要么是管理人員要不到錢。馬丁想了想,其實出現這些問題的根源還是在于停車管理系統大量依賴人工作業。因此,要解決這個問題,提高智能化程度是關鍵。

網上查詢之后,馬丁發現,目前并沒有既可以保證車位不被未繳費車輛占據,又能讓每輛車都按規定繳費,從而實現智能管理的裝置。馬丁想自己動手試試。

馬丁打造的這套“路邊停車智能收費管理裝置”并不復雜,共由兩部分組成:地鎖控制裝置和車輛信息記錄與繳費裝置。其中,地鎖控制裝置由智能地鎖、單片機、光電開關和繼電器組成;車輛信息記錄與繳費裝置由RFID讀寫器和筆記本電腦組成。那么,RFID讀寫器又是什么高科技的玩意兒呢?車主們對此應該并不陌生,RFID即為無線射頻識別,通過射頻識別信號自動識別目標對象并獲取相關數據,無須人工干預,可識別高速運動物體,廣泛應用在ETC(高速公路電子收費系統)中。

在這套系統中,路邊停車位的入口和出口處分別設有RFID讀寫器,每個車位上布有地鎖。當車輛駛入時,入口處的RFID讀寫器讀取信息之后,將指令通過電腦以及單片機發送給繼電器,車位上的地鎖接收到指令后下降,停車入位;車輛駛出時,出口處的RFID讀寫器再次讀取信息,地鎖上升。

多次測試確保系統穩定

原理實現起來并不困難,但要處理的細節可不少。為了驗證RFID讀寫器的識別距離,馬丁做了反復測試。有次在房間測試時,馬丁發現,讀寫器不僅能夠進行豎向識別,還能進行橫向識別,如此高的敏感度很容易造成系統的誤識別。一番倒騰之后才意識到原來是讀寫器的識別信號太強,在房間墻壁上發生了反射,需重新調節功率。改進后,馬丁將RFID讀寫器擺放在桌子上設定為自動讀取,在和他同一高度的位置上手持RFID標簽不斷遠離讀寫器,以測試它的最遠讀寫距離,經證實,整個系統可以達到2米以上的讀寫距離,這樣的距離可以保證車主不用下車就能完成刷卡。

為了避免多頻次的誤刷卡造成的系統識別障礙,馬丁將程序做了相應調整。調整之后,識別出第一次刷卡之后的10秒之內,系統不做反應,防止出現多次刷卡地鎖連續誤反應的情形。

同時,在馬丁打造的系統中,他將智能地鎖的遙控裝置改進后,用單片機控制光電開關,漫反射光電開關可以有效接受反射回來的信號,用于檢測地鎖上方是否有車輛,從而防止因地鎖意外升起造成的車輛損壞。為了驗證此項功能,馬丁在地鎖頂部放了一個紙箱,讓RFID讀寫器讀取到兩次標簽數據后,地鎖并沒有升起,電腦上的RFID軟件彈出消息,顯示地鎖因上方有車輛而無法升起。

安裝便捷應用前景廣

在今年第12屆宋慶齡少年兒童發明獎上,馬丁憑借此項目拿下了銀獎,這樣的獎項拿下來可不容易。當初決定參加比賽時,如何把模型托運到比賽地貴陽就是個問題。原來,單單是系統的地鎖加內置電源就有十幾公斤重。重量倒還好說,電池可不好辦,最后只好將系統“肢解”,拜托老師將龐大的內置電源帶上了火車。

如今,馬丁將模型的各個零部件都整合到同一平板上,這也是此前多次演示時出現“意外”帶給他的啟迪?!爸昂脦状窝菔镜臅r候,因為線路脫落影響到了最終的演示效果,將其整合到同一板上,可以有效防止線路脫落。”

對于該系統的投產前景,馬丁很樂觀,“只有地鎖和光電開關需要每個車位都安裝,整體安裝不會很麻煩,收費效率高而且便捷,聯網后基本可以杜絕逃車費的現象,停車管理員的人身安全也就有了保障?!?/p>

不過,馬丁覺得系統還有改進空間。馬丁介紹說,未來可以在電源的供應上進行改進,利用城市地下電纜,省掉每個地鎖內的蓄電池之后可以進一步減少成本,“如果可以了解到城市IC卡的頻率與安全算法,就可以推廣使用這種大眾化的繳費方式,讓繳費更便利?!保ㄓ浾?牛偉坤)