原创高速公路不停车收费系统(ETC) 的相关技术和学习笔记

 2009-6-8 19:24  6877 8 6 分类: 汽车电子

这也是春节前最后一篇文章了, 提前给各位网友拜个早年了, 希望牛年大家都顺利.

这期的主要话题是介绍一下这两年兴起的一项不算"新"的技术:

高速公路不停车收费的技术.

不停车收费系统又称电子收费系统（Electronic Toll Collection System），简称ETC系统。它利用车辆自动识别技术完成车辆与收费站之间的无线数据通讯，进行车辆自动识别和有关收费数据的交换，通过计算机网路对收费数据进行处理，实现不停车自动收费的全电子收费管理系统。

<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

该系统通过安装在车辆挡风玻璃上或车牌登其他部位与在收费站 ETC车道上的远距离读写器之间的微波专用短程通讯，利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的。不停车收费系统主要利用车辆自动识别技术，通过路侧车道控制系统的信号发射与接收装置识别通过车辆的编号，自动从该用户的专用账户中扣除通行费。

1，技术原理

系统是通过远距离、非接触采集射频卡的信息，实现车辆在快速移动状态下的自动识别，从而实现目标的自动化管理。该系统产品集计算机软硬件、无线通信、信息采集处理、数据传输、网络通讯、自动控制和智能卡制作等技术综合应用为一体，属于先进的智能交通信息采集设备和高安全性的智能身份识别系统，是一种能有效对车辆进行自动识别和联网监管的重要技术手段。

以目前的技术手段而言，只有有源电子标签能完成稳定的高速识别。Bisa远距离读写器识读距离最远可达到100米，识读可靠性达到100％。

2，技术系统组成

2.1，硬件系统构成

不停车收费硬件系统包括收费站数据采集部分、数据传输部分、监控管理部分三部分组成。

收费站数据采集设备主要是远距离非接触采集车辆通过的时间、地点信息。收费站数据采集设备由若干个收费站组成局域网，每个收费站配置如下设备：

（1）远距离读写器（2）执行机构控制器(用于控制摄像机、交通信号灯、报警器等)

（3）摄像机（4）交通信号灯（5）报警器（6）工控机（7）不间断电源

图1 ETC系统的构成

数据采集系统主要实现不停车快速读取通行车辆卡号，并上传至收费管理中心；判断通过车辆所持卡号的合法性，控制红绿灯动作；对持有效卡的车辆绿灯放行；持无效卡的车辆红灯禁行；对无卡车辆向控制中心发出警报信号或抓拍车辆图像。

每一个收费站是系统中的基本管理单元，其数据通过网络联接，将车辆通行的相关资料经专用电缆（通常采用单模光纤）通过计算机网络实时传输至控制中心。图像捕捉设备将自动捕捉、存储车辆的图像，以供核查。

数据传输主要是完成收费站与监控室或收费管理中心之间的网络连接。它由若干个收费站数据采集设备通过IP协议组成广（局）域网，数据传输配置网络通信接口设备、数字交换机、光收发设备、网络终端设备。

监控管理部分主要是完成对上传数据进行处理，提供完整的通行记录报告和自动生成各类收费数据、客户对账单、交通流量的统计报表供查询和打印，并实时监控车辆通行状态，将数据存机备查；当车辆非法进入或不按规定通道通行时，系统报警。监控管理配置网络服务器、管理计算机、不间断电源、系统软件。

监控管理部分实时采集、存储各监控点处理计算机的通行数据，并进行逻辑判断和处理；完成各种信息的存储、备份以便稽核人员核查。自动生成各类数据、交通流量的统计报表供查询和打印；负责发放射频卡、建立用户档案、修改卡片档案库资料，设定用户查询密码等工作，保障发卡操作的合法性及安全性。设立卡片挂失、补卡、清卡、退卡、用户服务查询系统。

这里我主要想谈一下ETC系统中射频传输接收的技术.

上面已经介绍了此技术需要车体装备车载有源标签和读写器.

(1) 车载有源标签

车载有源标签不仅可实现远距离识别与定位，还增加了参数配置功能，用户可通过配置器，修改射频信号发射间隔，也可以进行标签工作/睡眠状态的转换，从而大幅度延长电池寿命，有效解决有源标签面临的寿命颈瓶。

有源标签的主要性能参数

传送距离：0～100米

工作频率：2.4GHz――2.5GHz ISM 微波段

工作方式：可读写型

配置功能：a，工作/睡眠模式转换；b，射频信号发送间隔修改；c，序列号修改。

射频功率： 0dBm

工作电流：12～18ｕA，3V

调制模式：GFSK