不停车门禁智能管理系统 技术领域：本发明涉及重要部门，高档次的高尔夫球会等娱乐场所进出车辆不停车门禁智能管理。
背景技术：本发明前重要部门、小区、娱乐场地、酒店、宾馆等地的门禁管理采用的方式和技术多种多样，而共同点是：进入时，车辆在门禁管理处停车领取停车卡；出去时，在门禁管理处停车交回停车卡。而大部分的停车卡制作简单，易伪造。这种方式和采用的技术简单，进出车辆必须停下来办理手续，因此，易造成车辆堵塞，而且没有安全性，车辆被盗屡屡发生。本发明针对以上情况和重要部门、高档次的高尔夫球会及重要场所出入的车辆进出时间集中及车辆相对固定的特点，实行不停车的安全、科学、有效的门禁管理。
发明内容：为了克服现在的门禁管理办法不能解决不停车和安全差的不足，本发明为实现上述目的的方案是一种包括微波射频读写子系统、智能感应控制子系统、摄像抓拍识别子系统、微波无线传输子系统，不停车门禁管理子系统集成的制作、发卡、识别、检测系统，该系统不仅实施简单、方便，而且能有效地解决不停车和车辆安全问题。
本发明的关键在于微波射频读写子系统、智能感应控制子系统、摄像抓拍识别子系统、微波无线传输子系统、不停车门禁智能管理子系统的集成技术及微 波射频读写子系统微波读写器的结构设计、组成部件；微波电子信息卡内部结构设计；微波无线传输子系统的设计应用；不停车门禁智能管理子系统的制作、检测方法。
所述本发明组成结构特征是：它包括；数码信息卡1.1；智能地感线圈1.2；微波天线1.3；摄像机、镜头1.4；智能控制器1.5；微波读写器1.6；微波无线传输天线1.7；工控机1.8；智能道匝控制器1.9；信号灯1.10、门禁管理处1.11。
所述微波射频读写子系统的特征是：它包括；超薄可印刷的PVC卡片2.1；内嵌高速微处理器(CPU)芯片2.2；印刷电路天线2.3；内嵌高速微处理器(CPU)芯片2.2中分设固定记录区、读写存储区、动态存储区、可扩展存储区的数码信息卡1.1及可调频点、内嵌高速微处理器(CPU)芯片；电源模块、模拟电路(含单片机)模块、数字电路模块、单板机模块的微波收、发读写器；微波收、发天线；读写程序四部分组成。
所述微波无线传输子系统的特征是它包括：微波定向发射、接收机5.1；滤波放大器5.2；数字编译码器5.3；高增益定向天线5.4和12V直流电源。传输距离可达10公里。
所述微波射频读写子系统、微波无线传输子系统的特征是它包括：采用可调微波工作频率：902～928MHz；2350～2.4853GHz；5800～6800MHz、每段频率信道为50个。
所述不停车门禁智能管理子系统的特征是：它包括读写单元、编译码单元、识别检测单元、数据库单元模块。
本发明是这样实现的：
所述制作、发卡、车辆进入检测；启动不停车门禁智能管理子系统将车辆地‘车牌号’‘车型’‘颜色’‘车主’‘发动机号’‘车架号’等信息通过计算机录入到数据库后，进行编码和加密，转化为数字格式，通过微波读写器将数字信息写入数码信息卡的读写存储单元内；将数码信息卡粘贴于车辆前风挡玻璃后视镜上方，当车辆以不超过时速/130公里进入时，首先通过智能感应控制子系统的地感线圈时，触发信号启动微波读写器和摄像抓拍子系统，微波天线距数码信息卡距离在不超过15米的距离内，便将数码信息卡中固定记录存储区内的标记识别出来与数据库中的信息比对，进行第一次认证和检测，如无法识别、系统报警、红灯亮，声、光通知值班人员；自动道匝不工作，进行人工处理；认证检测相符，则继续识读数码信息卡中读写存储区内的数字信息，同时，摄像抓拍子系统将车辆号牌拍摄下来并自动识别与数码信息卡、本地数据库中的‘车牌号’自动比对识别检测，相互认证后，智能感应控制子系统的道匝自动打开、放行，计算机将获取的信息通过微波无线传输子系统发送到管理中心的服务器数据库中，由管理中心服务器自动存储编辑后再将验证后的车辆信息发送到各个分站的本地数据库中。
所述车辆出去检测、放行：当车辆出去时，车辆以不超过时速/130公里的速度通过智通感应控制子系统地感线圈时，启动微波读写器和摄像抓拍子系统。微波天线在不超过15米的距离内识读车辆数码信息卡固定存储区内的标记，进行第一次认证和检测，如无法识别、系统报警、红灯亮，声、光通知值班人员、自动道匝不工作，进行人工处理；认证检测相符，则继续识读数码信息卡中读写存储区内的数字信息，同时摄像机将车牌号拍摄下来进行自动识别车牌。通过标记检索本地数据库的相关车辆信息，同时识读数码信息卡中读写存储区内的数字信息；数码信息卡中的标记、读写存储区、本地数据库、识别的车牌号四组数据进行比对，如果不相符，则报警、红灯亮，由值班人员人工处理；如果识别比对无误，则绿灯亮，道匝自动打开放行，数据打包后存储到本地数据库同时发放到管理中心服务器数据库中。
【附图说明】
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1不停车门禁管理系统结构示意图。
图2数码信息卡结构示意图
图3微波读写器模拟电路原理框图
图4微波读写器数字电路原理框图
图5无线传输结构示意图
图6制作、发卡、车辆进入验卡工作原理图
图7车辆出去检测、放行工作原理图
图1是不停车门禁智能管理系统结构示意图。图中；数码信息卡1.1；智能地感线圈1.2；微波天线1.3；摄像机、镜头1.4；智能控制器1.5；微波读写器1.6；微波无线传输天线1.7；工控机1.8；智能道匝控制器1.9；信号灯1.10、门禁管理处1.11。
图2是数码信息卡结构示意图。图中；超薄可印刷的PVC卡片2.1；内嵌高速微处理器(CPU)芯片2.2；印刷电路天线2.3。内嵌高速微处理器(CPU)芯片2.2中分设固定记录区、读写存储区、记录存储区、扩展存储区的数码信息卡；
图3是微波读写器模拟电路原理框图。图中；一组高速开关3.1是8脚；两组功率放大器3.2a、3.2b各是12脚；两组频率合成器3.3a、3.3b各是22脚；一组88Mhz贴片3.4是8脚；一组末级功率放大器3.5是12脚；一组共面波导3.6是10脚；四组Q2X解调器3.7a、3.7b、3.7c、3.7d各是8脚；四组不等分放大器3.8a、3.8b、3.8c、3.8d各是18脚；一组整形放大器3.9是16脚；一组天线开关3.10是14脚。
所述微波读写器1.6、微波天线1.3的工作频率：902～928MHz 2350～2.4853GHz；5800～6800MHz；每段频率信道为50个。
图4是微波读写器1.6数字电路原理框图。图中，微处理器11是48脚；串行存贮器12是18脚88Mhz贴片13是8脚；存贮器14是26脚；存贮器15是28脚；缓冲器开关16是8脚；转换器17是8脚；电路保护器18；三端稳压器19；单片机接口20；通讯接口21；电源输入22；直流电输出23为5V；单板机接口24；单板机接口25。微处理器11与存贮器14通过D0-D7和REEN互连；存贮器14与缓冲器开关16通过D0-D7连接；微处理器11与存贮器15通过D0-D7和WREN连接；微处理器11与转换器17通过①T×1、②R×1、③T×2、④R×2连接；微处理器11与串行存贮器12通过DATA互连，通过CLK连接；88Mhz贴片13与微处理器11通过CKIN连接；微处理器11脚1连接CPU4；脚2连接CPU5；脚3连接CPU6；脚4连接CPU7；脚5连接CPU8；脚6天线开关连接CPU9；脚7发送信号通道连接CPU10；脚8接收信号通道1连接CPU1；脚9接收信号通道2连接CPU2；脚10供放开关连接CPU11。
图5是无线传输结构示意图。图中微波定向发射、接收机5.1；滤波放大器5.2；数字编译码器5.3；高增益定向天线5.4。
图6是制作、发卡、车辆进入验卡工作原理图
图7是车辆出去检测、放行工作原理图
【具体实施方式】
下面结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述
图1是不停车门禁智能管理系统结构示意图；
图中数码信息卡1.1粘贴于车辆前风挡玻璃后视镜上方；
图中智能地感线圈1.2与智能控制器1.5相连，安装在门禁管理处1.11前方15-20米处和后方3-5米处；
图中微波天线1.3与微波读写器1.6相连，安装在门禁管理处1.11前方10-15米处；
图中摄像机、镜头1.4与智能控制器1.5、工控机1.8相连，安装在门禁管理处1.11前方5-8米处；
图中智能控制器1.5与摄像机、镜头1.4、工控机1.8、智能道匝控制器1.9；信号灯1.10相连，安装在门禁管理处1.11内；
图中微波读写器1.6与微波天线1.3、工控机相连1.8，安装在门禁管理处1.11内；
图中微波无线传输天线1.7与微波定向发射、接收机5.1相连，安装在门禁管理处1.11房顶。
图中工控机1.8安装不停车门禁智能管理子系统与摄像机、镜头1.4、智能控制器1.5、微波读写器1.6、微波定向发射、接收机5.1相连，安装在门禁管理处1.11内；
图中智能道匝控制器1.9与智能控制器1.5相连，安装在门禁管理处1.11外；
图中信号灯1.10与智能控制器1.5相连，安装在门禁管理处1.11外；
图中门禁管理处1.11内安装智能控制器1.5、微波读写器1.6、工控机1.8、微波定向发射、接收机5.1、滤波放大器5.2；数字编译码器5.3；
工作原理是：数码信息卡1.1、无源、封装后通过工控机1.8、微波读写器1.6、不停车门禁智能管理子系统读出固定记录存储区内的标记，在数据库内建立独立的车辆基本信息管理目录，进行编码和加密，转化为数字格式，将加密后的‘车牌号’‘车型’‘颜色’‘车主’‘发动机号’‘车架号’等基本信息，通过工控机1.8、微波读写器1.6写入数码信息卡1.1读写存储区，粘贴于车辆前风挡玻璃后视镜上方，完成制作、发卡程序。
当车辆以不超过时速/130公里进入时駛过智能地感线圈1.2时产生电频信号输入到智能控制器1.5，激活微波读写器1.6；微波天线1.3、摄像机、镜头1.4工作；微波读写器1.6距数码信息卡1.1在不超过15米的距离内，便将数码信息卡1.1中固定记录存储区内的标记识别出来与数据库中的信息比对，进行第一次认证和检测，如无法识别、系统报警、信号灯1.10红灯亮，声、光通知门禁管理处1.11值班人员、智能道匝控制器1.9不工作、进行人工处理；认证检测相符，则继续识读数码信息卡1.1中读写存储区内的数字信息，同时，摄像抓拍子系统摄像机、镜头1.4工作将车辆号牌拍摄下来，工控机1.8不停车门禁智能管理子系统进行自动识别，与数码信息卡1.1、本地数据库中的车牌号自动比对识别检测，相互认证后，智能感应控制子系统的智能控制器1.5通知智能道匝控制器1.9自动打开、放行，完成车辆进入检测工作。
工控机1.8将获取的信息通过微波无线传输子系统数字编译码器5.3、滤波放大器5.2、微波定向发射、接收机5.1、高增益定向天线5.4，发送到管理中心图5A的中心服务器数据库中，由管理中心图5A服务器自动存储编辑后再将验证后的车辆信息发送到门禁管理处1.11智能终端的本地数据库中，完成信息传输工作。
车辆出去检测、放行工作原理同上。
图2是数码信息卡结构示意图；
图中超薄可印刷的PVC卡片2.1中嵌入内嵌高速微处理器(CPU)芯片2.2和印刷电路天线2.3；粘贴于车辆前风挡玻璃后视镜上方；接收微波天线1.3发送的信号；
图中内嵌高速微处理器(CPU)芯片2.2与印刷电路天线2.3连接；
图中印刷电路天线2.3嵌入在2.1超薄可印刷的PVC卡片2.1中与内嵌高速微处理器(CPU)芯片2.2连接；
图中内嵌高速微处理器(CPU)芯片2.2中分设固定记录区、读写存储区、记录存储区、扩展存储区的数码信息卡；
所述内嵌高速微处理器(CPU)芯片2.2存储容量为1320bits；特性：可读、可写、可加密；工作频率：902～928MHz；2350～2.4853GHz；5800～6800MHz、每段频率信道为50个；写卡时间\块：＜＝16ms；读写距离：＝＞15m。
所述固定记录区；存储容量为18bits固定唯一ID编号标记，不可擦写、修改。
所述读写存储区；其中：28bits逻辑编码加密单元；106bits系统参数单元；260bits数据管理单元，用于将车辆的‘车牌号’‘车型’‘颜色’‘车主’‘发动机号’‘车架号’等基本信息通过工控机1.8、微波读写器1.6写入。
所述记录存储区；480bits违章记录单元，用于将公安交警数据库中对该车的违章信息包括违章内容、违章编号、处罚方式、处罚人、罚款金额、记分、扣证记录、处罚累计等内容写入。
所述扩展存储区；428bits扩展电子结算开发单元，用于电子结算记录、房卡、人员身份的认证、识别的兼容、开发、应用。
图3是微波读写器1.6模拟电路原理框图；
图中高速开关3.1是8脚；，其中第5、8脚与CPU8连接；第3脚与功率放大器3.2a、3.2b、末级功率放大器3.5连接；在DC～3.0GHZ工作，插入损耗为0.7dB，隔离度为50cB；高速开关3.1的主要作用是交替地将功率放大器3.2a、3.2b两路的输出信号通过高速开关3.1的第5脚和第8脚送给末级功率放大器3.5；第3脚是高速开关3.1的射频输出端。控制功率放大器3.2a、3.2b的CPU8方波信号也同时分别加到高速开关3.1的第1脚和第2脚；高速开关3.1和功率放大器3.2a、3.2b是同步工作的，随时确保功率放大器3.2a、3.2b有一路输出。
图中功率放大器3.2a、3.2b各是12脚，第8脚与CPU8、CPU10连接；功率放大器3.2a第1脚、功率放大器3.2b第4脚与高速开关3.1连接；第7脚与频率合成器3.3a、3.3b连接；功率放大器3.2a、3.2b兼作前级功放和调制器用，主要是调制微波读写器1.6的信号采用幅度，其工作频率是可调制的，CPU10脚送出编码信号和CPU8脚送出方波信号经调制滤波后输到功率放大器3.2a的第8脚，通过改变功率放大器3.2a的偏置电压，改变功率放大器3.2a功放增益来实现对载波的幅度调制。同样，CPU10脚送出编码信号和CPU8方波信号经调制滤波后输到功率放大器3.2b的第8脚，对另一路的载波进行幅度调制。功率放大器3.2a、3.2b两路是分时工作的。
图中频率合成器3.3a、3.3b各是22脚；主要工作是跳频，载波发生器采用跳频工作模式，使微波读写系统具有超强抗干扰能力，跳频是在频率合成器3.3a、3.3b锁相环中实现的，跳频由微处理器图411控制的；频率合成器3.3a、3.3b的第1脚与CPU5连接，提供时钟信号；第2脚与CPU4连接，提供跳频数据；频率合成器3.3a的第3脚与CPU7连接，提供使能信号；频率合成器3.3b的第3脚与CPU6连接，提供使能信号；频率合成器3.3a、3.3b的第4脚相连与88Mhz贴片3.4连接；CPU6、CPU7提供不同时刻的使能信号，使两路频率合成器3.3a、3.3b在不同时刻输出不同载波频率。
图中88Mhz贴片3.4是8脚；第1脚与CPU2连接，输出连续波信号作为微处理器图4 11的时钟信号，第2脚与频率合成器3.3a第4脚连接作为频综的基准信号
图中末级功率放大器3.5是12脚；主要作用是进一步将功率放大器3.2b输出的信号进行功率放大，达到输出功率的指标要求；第5脚与CPU11连接，接收输出的方波信号经过放大后作为电源电压进行断续工作；第2脚与高速开关3.1连接，接收直流电输出23 5V电压经变换获得-4V直流电压作偏置电压用；第6脚与共面波导3.6连接，输出的射频信号一方面经共面波导3.6、天线开关3.10送给天线向空间辐射出去；另一方面经共面波导3.6送给Q2X解调器3.7a、3.7b、3.7c、3.7d作信号解调用。
图中共面波导3.6是10脚机内传输线，并集成在电路印制板中；主要作用是担负着由发射电路向天线输送微波能量和信息，由微波天线向接收电路输送数码信息卡信息的任务，并使发射、接收电路和天线之间实现最佳阻抗匹配。该线的另一个作用是保证两路Q2X解调器3.7a、3.7b、3.7c、3.7d之间的相移要求；第1脚与末级功率放大器3.5连接，第2脚一-第5脚分别与Q2X解调器3.7a-3.7d连接，第8脚与天线开关3.10连接。
图中Q2X解调器3.7a、3.7b、3.7c、3.7d各是8脚；主要作用是由同相和反相两个同步检波后滤除载波，获得基带信号，分别通过第6脚输送给不等分放大器3.8a、3.8b；第1-4脚接收共面波导3.6输送的载波信号。
图中不等分放大器3.8a、3.8b、3.8c、3.8d各是18脚；主要作用是放大Q2X解调器3.7a、3.7b、3.7c、3.7d输出的微弱视频信号，使之达到比较器的输入电平要求；特点是高增益(Kmin＝600)，低噪声和高一致性；由两级单片四对晶体管组成；第1脚、第4脚与Q2X解调器3.7a、3.7b、3.7c、3.7d连接，通过第6脚、第8脚相连并与整形放大器3.9连接；
图中整形放大器3.9是16脚；主要作用是对视频输出信号进行整形放大。为双组，5V，75ns满量程输入，第2脚(反相端)、第3脚(同相端)与不等分放大器3.8c连接；第4脚(反相端)、第5脚(同相端)与不等分放大器3.8d连接；第1脚与CPU1连接、第7脚与CPU3连接输出两路基带信号分别送给微处理器图4 11进行解码。
图中天线开关3.10是14脚；系高速开关，主要作用是使两付微波天线实现分时工作，工作频率为900MHZ～5.8GHZ，插入损耗为0.55～0.65dB，受微处理器图4 11控制；第2脚与共面波导3.6连接，第4脚、第6脚与CPU9连接，受方波控制使得两付天线实现分时工作；第7脚第8脚分别与两付微波天线连接。
所述模拟电路由发射电路、两路接收电路和微波天线组成。
所述发射电路由两路频率合成器3.3a、3.3b；两路功率放大器3.2a、3.2b；末级功率放大器3.5；高速开关3.1组成。两路频率合成器3.3a、3.3b和两路功率放大器3.2a、3.2b在微处理器图4 11控制下分时工作。
所述两路接收电路分别由Q2X解调器3.7a、3.7b、3.7c、3.7d；不等分放大器3.8a、3.8b、3.8c、3.8d和整形放大器3.9组成。接收电路的作用是接收由数码信息卡1.1反射回来的微弱的射频信号，并加以解调和放大，经整形放大器3.9整形获得信号，送给微处理器图4，11解码。
所述微波天线1.3由天线开关3.10和共面波导3.6机内传输线组成。微波天线1.3采用六单元有源半波振子阵列天线，作用是发送微波能量和信息，接收由数码信息卡1.1反射回来的微波能量和信息，并与数码信息卡1.1一起使读写距离达到指标要求；半功率波束宽度；水平面80°垂直面45°；增益：9.5dB；主付瓣比：10dB；驻波比：1.1；阻抗：50Ω；微波读写器1.6可连接两付微波天线1.3，ANT 1和ANT2；两付微波天线1.3由天线开关3.10实现分时工作，受微处理器图4 11控制。CPU9控制天线开关3.10的第1脚和第8脚，使得两付微波天线1.3实现分时工作；共面波导3.6机内传输线担负着由发射电路向微波天线1.3输送微波能量和信息，由微波天线1.3向接收电路输送数码信息卡1.1信息的任务，并使发射、接收电路和微波天线1.3之间实现最佳阻抗匹配，该线的另一个作用是保证四路Q2X解调器3.7a、3.7b、3.7c、3.7d之间的相移要求；共面波导3.6机内传输线集成在电路印制板中。
所述整个模拟电路是在微处理器图4，11控制下工作。CPU完成发送信息的编码，并用Encode信号在功率放大器3.2a、3.2b中对载频进行幅度调制；完成接收电路解调放大后的Encode信号的解码；完成频率合成器3.3a、3.3b的跳频控制；完成高速开关3.1和天线开关3.10的控制；完成末级功率放大器3.5的控制。因此微处理器图4，11是微波读写器1.6的核心。
所述微波读写器1.6、微波天线1.3的工作频率：902～928MHz；2350～2.4853GHz；5800～6800MHz；每段频率信道为50个。
图4是微波读写器1.6数字电路原理框图。
所述微波读写器1.6整个系统的核心是微处理器11，所有的工作都由微处理器11处理和控制。系统上电后进行初始化操作，并进入接收命令状态；收到不停车门禁智能管理子系统的命令后执行相应的操作，然后返回等待状态。管理子系统命令包含；读、写、重发固定记录区、读写存储区、动态存储区、可扩展存储区的数码信息和进行系统配置。
所述微波读写器1.6发射的命令采用协议修正编码，数码信息卡1.1的回波信号为不等分编码。微波读写器1.6的主要处理工作为编解码，编解码的速度决定能否准确、实时的处理发送和接收的数据。
图5是无线传输结构示意图。图中管理中心A，放置中心服务器；智能终端B、C、D分别代表不同的门禁管理处1.11。
图中微波定向发射、接收机5.1与滤波放大器5.2、数字编译码器5.3、高增益定向天线5.4、工控机1.8连接。
所述工作原理是：B-D工控机1.8将获取的信息通过微波无线传输子系统数字编译码器5.3、滤波放大器5.2、微波定向发射、接收机5.1、高增益定向天线5.4发送到管理中心A通过高增益定向天线5.4、微波定向接收机5.1、滤波放大器5.2、数字译码器5.3接收、传输中心服务器数据库中，由管理中心A服务器自动存储编辑后再将验证后的车辆信息发送到智能终端B-D的本地数据库中，完成信息传输工作。管理中心A的中心服务器数据库与智能终端B-D的本地数据库的数据交换是双向的。数字编码器、数字译码器是一体机，称为；数字编译码器。微波定向发射机、微波定向接收机是一体机，称为；微波定向发射、接收机
所述数字编译码器5.3的编译码方法是按照36位数字循环而成的。并在信息起始处加密。
图6是制作、发卡、车辆进入、验卡工作原理图
图7是车辆出去检测、放行工作原理图