北京市八十中高中生马丁的小发明 [哈哈镜]

2016年8月18日讯，高中生马丁拿下了今年第12届宋庆龄少年儿童发明奖银奖。乘坐公交车时，上车刷卡，下车刷卡，如果逃票，将面临被扣除全程费用的处罚——来自北京市第八十中学的高中生马丁，将这种“无人售票”的思路...

2016年8月18日讯，高中生马丁拿下了今年第12届宋庆龄少年儿童发明奖银奖。乘坐公交车时，上车刷卡，下车刷卡，如果逃票，将面临被扣除全程费用的处罚——来自北京市第八十中学的高中生马丁，将这种“无人售票”的思路应用到了开放的马路边停车收费管理系统中：停车刷卡，地锁下降，停车入位；离开刷卡，地锁上升。如果离开不刷卡，车主将面临罚款，从而实现了无人管理的停车收费系统。

北京市第八十中学的高中生马丁

马丁的发明创意来自于生活。父母都是司机，平时对于交通问题的关注难免就会多一些。有段时间里，马丁频繁地接触到“路边停车纠纷”的消息：要么是路边停车乱收费，要么是管理人员要不到钱。马丁想了想，其实出现这些问题的根源还是在于停车管理系统大量依赖人工作业。因此，要解决这个问题，提高智能化程度是关键。

网上查询之后，马丁发现，目前并没有既可以保证车位不被未缴费车辆占据，又能让每辆车都按规定缴费，从而实现智能管理的装置。马丁想自己动手试试。

马丁打造的这套“路边停车智能收费管理装置”并不复杂，共由两部分组成：地锁控制装置和车辆信息记录与缴费装置。其中，地锁控制装置由智能地锁、单片机、光电开关和继电器组成；车辆信息记录与缴费装置由RFID读写器和笔记本电脑组成。那么，RFID读写器又是什么高科技的玩意儿呢？车主们对此应该并不陌生，RFID即为无线射频识别，通过射频识别信号自动识别目标对象并获取相关数据，无须人工干预，可识别高速运动物体，广泛应用在ETC（高速公路电子收费系统）中。

在这套系统中，路边停车位的入口和出口处分别设有RFID读写器，每个车位上布有地锁。当车辆驶入时，入口处的RFID读写器读取信息之后，将指令通过电脑以及单片机发送给继电器，车位上的地锁接收到指令后下降，停车入位；车辆驶出时，出口处的RFID读写器再次读取信息，地锁上升。

原理实现起来并不困难，但要处理的细节可不少。为了验证RFID读写器的识别距离，马丁做了反复测试。有次在房间测试时，马丁发现，读写器不仅能够进行竖向识别，还能进行横向识别，如此高的敏感度很容易造成系统的误识别。一番倒腾之后才意识到原来是读写器的识别信号太强，在房间墙壁上发生了反射，需重新调节功率。改进后，马丁将RFID读写器摆放在桌子上设定为自动读取，在和他同一高度的位置上手持RFID标签不断远离读写器，以测试它的最远读写距离，经证实，整个系统可以达到2米以上的读写距离，这样的距离可以保证车主不用下车就能完成刷卡。

为了避免多频次的误刷卡造成的系统识别障碍，马丁将程序做了相应调整。调整之后，识别出第一次刷卡之后的10秒之内，系统不做反应，防止出现多次刷卡地锁连续误反应的情形。

同时，在马丁打造的系统中，他将智能地锁的遥控装置改进后，用单片机控制光电开关，漫反射光电开关可以有效接受反射回来的信号，用于检测地锁上方是否有车辆，从而防止因地锁意外升起造成的车辆损坏。为了验证此项功能，马丁在地锁顶部放了一个纸箱，让RFID读写器读取到两次标签数据后，地锁并没有升起，电脑上的RFID软件弹出消息，显示地锁因上方有车辆而无法升起。

在今年第12届宋庆龄少年儿童发明奖上，马丁凭借此项目拿下了银奖，这样的奖项拿下来可不容易。当初决定参加比赛时，如何把模型托运到比赛地贵阳就是个问题。原来，单单是系统的地锁加内置电源就有十几公斤重。重量倒还好说，电池可不好办，最后只好将系统“肢解”，拜托老师将庞大的内置电源带上了火车。

如今，马丁将模型的各个零部件都整合到同一平板上，这也是此前多次演示时出现“意外”带给他的启迪。“之前好几次演示的时候，因为线路脱落影响到了最终的演示效果，将其整合到同一板上，可以有效防止线路脱落。”

对于该系统的投产前景，马丁很乐观，“只有地锁和光电开关需要每个车位都安装，整体安装不会很麻烦，收费效率高而且便捷，联网后基本可以杜绝逃车费的现象，停车管理员的人身安全也就有了保障。”

不过，马丁觉得系统还有改进空间。马丁介绍说，未来可以在电源的供应上进行改进，利用城市地下电缆，省掉每个地锁内的蓄电池之后可以进一步减少成本，“如果可以了解到城市IC卡的频率与安全算法，就可以推广使用这种大众化的缴费方式，让缴费更便利。”