RFID技術的不停車收費系統的設計

摘 要：我國的ETC產品和應用還面臨著諸多問題，需對ETC產品設計的思路和采用的技術路線進行重新的思考，采用集成芯片的方案已經成為解決目前產品問題的必由之路。只有當我國的ETC產品有了質的提高，形成規模化的產業基地，我國ETC產業才能蓬勃發展。

關鍵詞：不停車收費系統；RFID技術；智能交通

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

不停車收費系統又稱電子收費系統，是以現代通信技術、電子技術、自動控制技術、計算機技術和網絡技術為主導而發展起來的。系統可實現車輛的不停車智能自動收費，是目前世界上最先進的收費系統。現有的電子不停車收費系統的功能包括：數據采集、管理收費車道的交通、收費車道的車道控制器和后臺網絡數據接口、內部業務管理、查詢系統。車道控制系統用于各種現場設備的交通控制和管理，安裝在車輛上的電子標簽可記錄各種車輛信息，并通過管理子系統將車輛通過數據實時傳輸到收費站。管理子系統的收費站負責管理數據收集并及時將收集到的數據上傳到中心管理系統。

一、高速公路聯網收費系統現狀

高速公路的聯網收費系統主要包括了收費網絡和辦公網絡兩個方面。在過去，收費網絡與辦公網絡基本是相互獨立運作的，相對來說比較封閉，但是能夠保證較高的網絡安全性。后來隨著網絡技術的廣泛應用，將獨立的收費網絡升級成為聯網收費，并將結算系統連接到營運公司的收費系統中進行。這樣收費網絡就不在是傳統的封閉式網絡系統了，但同時也引發了網絡安全性降低的問題。使得我國的高速公路聯網收費系統網絡正處于安全措施相對滯后、網絡安全問題日益突出、解決需求迫在眉睫的這樣一種現狀。我國高速公路收費的過程中可能存在著這種情況，只有采用比較良好的公路聯網收費系統網絡才能夠盡量避免這種情況的出現，同時我們需要對收費系統網絡中的故障進行診斷，之后采取相應的措施進行改進。

二、不停車收費功能及流程

（一）收費車道功能

收費車道采用智能型遠距離非接觸路側讀寫單元，當車輛駛抵收費車道時，通過讀取車輛上配備的電子標簽的數據，收費車道的收費機將數據寫入卡片并上傳給收費站的服務器，可使唯一車輛收到信號，車輛在駛至下個收費站時，經過電子標簽和路側讀寫單元的相互認證，并將電子標簽上的相關信息發給收費車道控制器，經控制器核對無誤后完成一次自動收費，并開啟綠燈或其他放行信號?？刂频篱l抬桿，指示車輛正常通過。如收不到信號或核對該車輛通行合法性有誤，則維持紅燈或其他停車信號，指示該車輛屬于非正常通行車輛，同時安裝的高速攝像系統能將車輛的有關信息數據快速記錄下來并通知管理人員進行處理。車主的開戶、記賬、結賬和查詢，可利用計算機網絡進行賬務處理，通過銀行實現本地或異地的交費結算。收費計算機系統包括一個可記錄存儲多達20萬部車輛的數據庫，可以根據路側讀寫單元送來的識別碼等進行檢索、運行與記賬，并可將運行結果送到執行機構。

（二）不停車收費流程

當車輛進入自動收費車道并駛過在車道處設置的地感線圈時，地感線圈就會產生感應而生成一個脈沖信號，由這個脈沖信號啟動射頻識別系統；由路側讀寫單元搜索是否有電子標簽進入路側讀寫單元的有效讀寫范圍。如果有則向電子標簽發送讀命令，讀取電子標簽內的數據信息，送給車道控制器，由車道控制器處理完畢后再由車道控制器控制的路側讀寫單元寫入電子標簽，打開道閘放行并在車道旁的顯示屏上顯示此車的收費信息。

三、RFID不停車收費系統設計

基于RFID技術的電子不停車收費系統由于采用了RFID中間件技術，使得上位機應用軟件得到了所需要的數據。實現用簡潔的算法實現RFID中間件處理巨量的RFID數據，挖掘應用系統有用信息的功能，進而緩解了網絡和處理器處理信息的壓力。

RFID中間件在上位機應用程序和讀寫器的數據采集之間扮演著樞紐的角色，其為上層應用程序提供的一組通用應用程序接口（API），應用程序能實現到RFID讀寫器的透明連接。RFID中間件是在物聯網三層架構中的應用層實現具體的功能.主要分為三個層次：數據采集層、事件處理層、信息發布層。中間件數據采集層負責感知車載RFID電子標簽的信息，整個系統的可用性、可靠性都以此為基礎；中間件事件處理層是RFID中間件至關重要的一層，在該層中對采集到的RFID電子標簽信息進行歸納整理，從無意義的數據中，提取出含有一定實際意義的事件信息。并且進一步封裝RFID電子標簽返回信息包。為上層應用提供更全面的信息與服務；中間件信息發布層負責為上位機軟件提供安全可靠的數據。就如何實時地對巨量RFID數據進行處理.如何充分挖掘RFID數據所包含的有用信息方面建立了模型。

四、結束語

RFID由單一識別向多功能識別發展的同時，將結合射頻識別、計算機網絡、信息處理以及自動控制等技術，實現跨地區、跨行業的應用。而基于RFID無線射頻識別技術的ETC系統與傳統的收費系統相比，有著絕對的發展優勢，隨著RFID無線射頻識別技術的發展，ETC系統也會逐漸得到完善，在高速公路收費系統中得到廣泛應用。

參考文獻：

[1]喬劍博.高速公路不停車自動收費系統的研制[J].企業文化，2013.

[2]游戰清.無線射頻識別技術（RFID）理論[J].科技與企業，2014.