依托NFC技術(shù)的路邊停車自動扣費(fèi)系統(tǒng)研發(fā)項(xiàng)目立項(xiàng)書

項(xiàng)目編號：2542-13741

項(xiàng)目名稱：淺表嵌入式NFC路邊停車自動扣費(fèi)系統(tǒng)

項(xiàng)目來源：自選課題

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：白月、蕭逸

項(xiàng)目立項(xiàng)起止時(shí)間：2543年7月8日至2545年9月30日

項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算（萬元）：15

項(xiàng)目簡介

隨著2544年，國家建成大團(tuán)圓社會，今年來，群眾的生活越來越好，人民對美好生活的期盼越來越隨之水漲船高，為了減緩社會交通停車壓力，為人民創(chuàng)造美好生活貢獻(xiàn)一份力量，我們擬計(jì)劃設(shè)計(jì)一款依托于NFC技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動識別車輛信息，計(jì)算車輛停靠時(shí)長與計(jì)算停車費(fèi)用，進(jìn)行自動扣費(fèi)的系統(tǒng)。

項(xiàng)目背景與市場分析

從市場規(guī)模層面來看，全球停車費(fèi)自動扣款市場規(guī)模已達(dá)到數(shù)百億美元，預(yù)計(jì)到2550年將增長至3000億T幣，年復(fù)合增長率達(dá)到20%。在我們H市，停車費(fèi)自動扣款市場增長尤為迅速，2540年我們市市場規(guī)模已達(dá)到70億元機(jī)械幣，預(yù)計(jì)到2549年將超過200億元機(jī)械幣。

從技術(shù)發(fā)展層面來看，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的不斷融合創(chuàng)新，路邊停車收費(fèi)智能系統(tǒng)將不斷升級完善。高位視頻技術(shù)、邊緣計(jì)算與深度學(xué)習(xí)算法等技術(shù)的應(yīng)用，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的車輛識別和停車管理。

從政治層面看，據(jù)我們考察，自2542年3月起，海城、梅縣、石城等多個地區(qū)陸續(xù)發(fā)布利用ETC系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路邊停車自動扣費(fèi)的政策，因此我們認(rèn)為依托這一龐大政治背景建造一個能夠自動識別自動扣費(fèi)的系統(tǒng)，其未來幾年的市場應(yīng)是相當(dāng)寬廣的。

從社會層面看，現(xiàn)在車價(jià)相較于往年要便宜許多，一戶人家至少擁有一到兩輛車的現(xiàn)象在整個社會中較為普遍，因此我們認(rèn)為在價(jià)格的下降帶動需求的提升的背景下，人們對汽車消費(fèi)應(yīng)會有所提升，這樣就會帶來人們對路邊停車位的需求提升，因此我們認(rèn)為路邊停車自動扣費(fèi)系統(tǒng)的市場在未來幾年中會持續(xù)上升。

項(xiàng)目目標(biāo)

我們的項(xiàng)目目標(biāo)為建造一個能夠自動識別車輛信息實(shí)現(xiàn)自動扣費(fèi)的路邊停車系統(tǒng)，其各階段的基本目標(biāo)具體如下：

第一階段為時(shí)一個月，在這一個月里我們的目標(biāo)是學(xué)習(xí)了解相應(yīng)的原理，以便更好地設(shè)計(jì)這套系統(tǒng)

第二階段為時(shí)兩到三個月，在這期間，我們的主要目標(biāo)為完成相關(guān)硬件采購與系統(tǒng)邏輯的設(shè)計(jì)

第三階段為時(shí)一個月，在這期間我們主要目標(biāo)為找到相關(guān)的合作方，并與之進(jìn)行討論與修改方案

第四階段為時(shí)兩到三個月，在這期間我們的主要目標(biāo)為完成硬件的組裝和第一次的性能測試。

第五階段時(shí)長未定，在這期間，我們的主要目標(biāo)為完成所有的性能測試與上市，同時(shí)進(jìn)一步將系統(tǒng)性能優(yōu)化升級。

競爭優(yōu)勢

首先是技術(shù)優(yōu)勢，我們清楚現(xiàn)在很多地方會引進(jìn)ETC系統(tǒng)，但通過對高速公路ETC自動付費(fèi)系統(tǒng)的考究，我們團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)ETC系統(tǒng)長時(shí)間沒用的話，是會自動進(jìn)入休眠模式的，而恰巧這一特征與路邊停車過程中出現(xiàn)的很多現(xiàn)象都不太適配，所以我們團(tuán)隊(duì)選擇了可以持續(xù)發(fā)送接收信號的NFC系統(tǒng)，通過NFC系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測信號出現(xiàn)、持續(xù)與消失的時(shí)間，再通過NFC系統(tǒng)總控制臺內(nèi)置的分析、運(yùn)算與支付扣費(fèi)功能，實(shí)現(xiàn)汽車停車實(shí)時(shí)監(jiān)測扣費(fèi)，我們認(rèn)為這將會是我們項(xiàng)目的一大亮點(diǎn)與競爭優(yōu)勢。

其次，是設(shè)計(jì)上的優(yōu)勢，目前許多地方有過用NFC系統(tǒng)進(jìn)行扣費(fèi)的案例，但其被識別端主要還是利用手機(jī)自身附帶的NFC識別功能，我們認(rèn)為，以手機(jī)為被識別端，依舊無法避免停車錯收費(fèi)、漏收費(fèi)的情況。因此，我們提出了以汽車電路系統(tǒng)代替NFC的電子標(biāo)簽的電源，通過汽車開啟與汽車關(guān)閉電路系統(tǒng)來控制信號的出現(xiàn)與消失，并借助計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的后處理功能記錄信號的消失時(shí)長。我們認(rèn)為這樣可以比較切實(shí)地確定車輛狀態(tài)，從而盡可能地避免錯收費(fèi)、漏收費(fèi)的情況。我們認(rèn)為這將會是我們項(xiàng)目的第二大亮點(diǎn)。

最后是價(jià)格上的優(yōu)勢，目前世面流行的無線通信技術(shù)主要由華為、小米兩家公司研發(fā)的UWB（超寬帶）技術(shù)，可通過對UWB技術(shù)價(jià)格的考察，我們發(fā)現(xiàn)市面上超寬帶系統(tǒng)的零件比較昂貴，世面價(jià)一般在三百元往上，很難大范圍地推廣，與之相比，NFC系統(tǒng)就便太多了。據(jù)DS調(diào)查顯示，單個NFC芯片成本大概在10到20元左右，NFC天線及相應(yīng)設(shè)備單價(jià)更是在20元以內(nèi)，以此可見，依托NFC技術(shù)的路邊停車自動扣費(fèi)系統(tǒng)具有很強(qiáng)的價(jià)格優(yōu)勢，是我們項(xiàng)目的第三大亮點(diǎn)。

技術(shù)方案

（一）硬件組成

NFC控制器、天線、射頻前端、電源管理單元、外部電路

（二）設(shè)計(jì)想法

用汽車電路系統(tǒng)替代NFC被識別裝置的電源以達(dá)到通過汽車啟動與熄火控制標(biāo)簽與感應(yīng)器之間信息傳遞的起始與結(jié)束確定汽車停靠的開始時(shí)間與結(jié)束時(shí)間的目的，并通過電腦處理功能在每個信號消失節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行分析信號歸零所需要的時(shí)間，以此確定汽車為熄火狀態(tài)還是行駛離開的狀態(tài)，從而避免出現(xiàn)扣費(fèi)后熄火繼續(xù)停靠的情況，同時(shí)，利用NFC系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)送接收信號的特性與前文所提到的信號消失方式確定方法，確定汽車引擎開啟時(shí)停靠的時(shí)間。

工作流程：NFC的工作流程包括四個主要階段：標(biāo)簽初始化、連接建立、數(shù)據(jù)交換和斷開連接。

1.標(biāo)簽初始化：當(dāng)NFC設(shè)備靠近標(biāo)簽時(shí)，設(shè)備發(fā)送初始化信號，激活標(biāo)簽并使其進(jìn)入工作狀態(tài)。

2.連接建立：設(shè)備發(fā)送包含自身信息的請求，標(biāo)簽回復(fù)包含自身信息的響應(yīng)。通過這種雙向通信，設(shè)備和標(biāo)簽之間建立起安全的通信連接。

3.數(shù)據(jù)交換：連接建立后，雙方根據(jù)應(yīng)用需求交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)交換方式包括讀取標(biāo)簽信息或向標(biāo)簽寫入信息。

4.斷開連接：當(dāng)設(shè)備離開標(biāo)簽的有效范圍后，通信鏈路自動關(guān)閉，結(jié)束本次通信過程。

資源分配

首先，由于項(xiàng)目涉及到道路交通，因此，我們理想中，第一個合作對象便是從事道路交通的相關(guān)工作人員；其次，此項(xiàng)目與汽車行業(yè)有關(guān)，故此我們理想中第二個合作對象為相關(guān)的汽車廠商，最后，因?yàn)槲覀兊捻?xiàng)目與收費(fèi)有關(guān)，所以我們第三個合作對象為微信、支付寶、銀聯(lián)等與支付相關(guān)的軟件。

目前的狀態(tài)及未來預(yù)測

目前項(xiàng)目處于創(chuàng)意階段，但一些目前我們可以預(yù)測到的系統(tǒng)未來運(yùn)營時(shí)可能遇到的問題我們已進(jìn)行了相關(guān)的推演，并給出了較為合適較為合理的解決方案。

財(cái)務(wù)分析

1）設(shè)備采購

包括NFC感應(yīng)設(shè)備、后臺服務(wù)器等，根據(jù)規(guī)模和功能需求不同，成本差異較大。通過在網(wǎng)上的搜索，我們知道一個NFC感應(yīng)系統(tǒng)價(jià)格區(qū)間大致在60到300元不等，因此我們計(jì)劃在采購方面投入6000元。

（2）安裝調(diào)試

涉及設(shè)備安裝、網(wǎng)絡(luò)部署和系統(tǒng)調(diào)試，可能需要支付專業(yè)服務(wù)費(fèi)用。目前由于影響這一項(xiàng)費(fèi)用的因素頗多，我們姑且預(yù)算投入到這方面的金額為3000元。

（3）系統(tǒng)維護(hù)

包括設(shè)備維修、軟件更新和數(shù)據(jù)備份，需預(yù)留年度維護(hù)費(fèi)用。目前我們預(yù)計(jì)投入到系統(tǒng)維護(hù)的資金為2800元

（4）技術(shù)支持

對于給予合作方技術(shù)支持費(fèi)用，我們的預(yù)算為6000元。

（5）人員培訓(xùn)

對相關(guān)工作人員進(jìn)行系統(tǒng)操作和維護(hù)培訓(xùn)的費(fèi)用，我們預(yù)計(jì)會投入2200元。

風(fēng)險(xiǎn)評估與應(yīng)對

風(fēng)險(xiǎn)分析：

１、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)信號干擾：

NFC信號可能會受到其他無線信號的干擾，導(dǎo)致車輛信息無法準(zhǔn)確識別或識別延遲，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。設(shè)備故障：讀寫器、天線等NFC設(shè)備可能會出現(xiàn)硬件故障，導(dǎo)致無法正常讀取車輛信息，影響車輛的進(jìn)出和費(fèi)用計(jì)算。

２、安全風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)泄露：

車輛信息和用戶支付信息等敏感數(shù)據(jù)在傳輸和存儲過程中可能會被黑客攻擊，導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露，給用戶帶來安全隱患。支付風(fēng)險(xiǎn)：NFC支付存在被破解的風(fēng)險(xiǎn)，黑客可能會利用技術(shù)手段竊取用戶的支付信息，進(jìn)行盜刷等違法活動。

３、管理風(fēng)險(xiǎn)用戶操作不當(dāng)：

部分用戶可能不熟悉NFC技術(shù)或操作流程，導(dǎo)致無法正確使用系統(tǒng)，如未將卡片放置在正確位置、手機(jī)NFC功能未開啟等，影響車輛的正常進(jìn)出。系統(tǒng)維護(hù)：系統(tǒng)需要定期進(jìn)行維護(hù)和升級，如果維護(hù)不及時(shí)，可能會出現(xiàn)系統(tǒng)漏洞和安全隱患，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。

４、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)惡劣天氣影響：

在惡劣天氣條件下，如暴雨、大雪、濃霧等，NFC信號的傳輸可能會受到影響，導(dǎo)致車輛信息識別困難。

電磁環(huán)境復(fù)雜：在一些電磁環(huán)境復(fù)雜的場所，如變電站附近、大型商場等，NFC設(shè)備可能會受到電磁干擾，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行

５、法律風(fēng)險(xiǎn)：

未明確公示收費(fèi)規(guī)則或未經(jīng)用戶同意自動扣費(fèi)可能引發(fā)糾紛。用戶信息泄露可能違反隱私保護(hù)法規(guī)。

６、運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)：

扣費(fèi)異常或系統(tǒng)漏洞可能導(dǎo)致用戶投訴和信任度下降。設(shè)備維護(hù)成本高可能影響運(yùn)營可持續(xù)性。

7、人為風(fēng)險(xiǎn)：

存在用戶長時(shí)間不繳納費(fèi)款的問題

解決方案：

1.技術(shù)優(yōu)化升級：

定期維護(hù)設(shè)備，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。定期升級系統(tǒng)性能與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低信號受環(huán)境干擾的可能性定期進(jìn)行系統(tǒng)防火墻系統(tǒng)的升級，并采用加密技術(shù)保障數(shù)據(jù)安全。

2.法律合規(guī)：

明確公示收費(fèi)規(guī)則，確保用戶授權(quán)。建立便捷的申訴和退費(fèi)渠道。

3.運(yùn)營管理：

加強(qiáng)用戶服務(wù)，及時(shí)處理扣費(fèi)異常。優(yōu)化設(shè)備維護(hù)流程，降低成本。

4.多方面合作

系統(tǒng)與交管部門的數(shù)據(jù)系統(tǒng)相連接，讓警方通過我們的系統(tǒng)查看停車記錄與繳費(fèi)記錄，從而及時(shí)通知用戶進(jìn)行充值與補(bǔ)繳。