高中生小發明 破解停車大難題

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於生活。父母都是司機，平時對於交通問題的關注難免就會多一些。有段時間裡，馬丁頻繁地接觸到“路邊停車糾紛”的消息：要麼是路邊停車亂收費，要麼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於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，目前並沒有既可以保証車位不被未繳費車輛佔據，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”並不復雜，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。那麼，RFID讀寫器又是什麼高科技的玩意兒呢？車主們對此應該並不陌生，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並獲取相關數據，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

原理實現起來並不困難，但要處理的細節可不少。為了驗証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，在房間牆壁上發生了反射，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，經証實，整個系統可以達到2米以上的讀寫距離，這樣的距離可以保証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，用於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。為了驗証此項功能，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，地鎖並沒有升起，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，最后隻好將系統“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。“之前好幾次演示的時候，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。”

對於該系統的投產前景，馬丁很樂觀，“隻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。”

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。”（記者 牛偉坤）